一种低温工质发电系统及动力系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种低温工质发电系统及动力系统，属于余热利用技术领域。该低温工质发电系统包括乏汽回收装置和低温发电装置，所述乏汽回收装置与所述低温发电装置连通，所述低温发电装置包括依次连通的低温工质存储器、低温液体泵、乏汽换热器、主换热器、低温工质汽轮机，所述乏汽回收装置包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述乏汽换热器、节流装置和所述低温工质存储器。本方案中，可以将低温发电装置产生的高温高压气体释放热能后形成的乏汽中的潜热通过乏汽回收装置进行回收，从而实现了利用低品位余热高效发电的目的，有效地避免了乏汽的潜热能量的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种低温工质发电系统及动力系统
本专利技术涉及余热利用
，具体而言，涉及一种低温工质发电系统及动力系统。
技术介绍
传统的发电系统和余热发电系统，大部分都是采用水作为发电工质，水通过水泵加压输送到余热锅炉中，吸收余热和工业废热后气化形成高压蒸汽，然后输入汽轮机驱动汽轮机高速旋转，并带动发电机高速旋转输出电能。汽轮机排出的乏汽，通过冷却塔与环境中的冷水或者冷空气换热，将乏汽中的潜热能量释放掉，形成冷凝水再通过水泵输送给余热锅炉重新加热成为蒸汽，驱动汽轮机并带动发电机输出电能，汽轮机排出的乏汽再通过冷却塔将乏汽中的潜热能量释放到环境中的冷水或环境中的冷空气中，乏汽冷凝成水再继续循环，如此不断的发电输出。用水作为发电工质的发电技术和余热发电可对中高品位余热资源进行吸收和发电，由于废余热资源是工业生产过程中多余和免费的热源，同时国家对这种环保的余热发电项目扶持，所以在工业市场中应用比较多。缺点是发电效率低，通常只有10％左右的发电效率，对于温度相对较高的高品位余热，发电效率也就20％左右，近80～90％能量通过环境中的冷水和冷空气被释放掉，造成巨大的浪费，并且还对环境形成热污染。市场上除了采用水作为发电工质，还有一种低温有机朗肯循环发电，该发电应用沸点温度约为15℃左右的有机工质，可以实现对80℃以上热水和蒸汽进行余热发电，该技术与采用水作为发电工质的原理相同，螺杆膨胀机排出的乏汽，也采用环境中的冷水或冷空气实现冷凝。工作原理与采用水作为发电工质的发电技术相同，采用螺杆膨胀机替代汽轮机，同时由于有机朗肯循环发电采用沸点为15℃左右的低沸点工质，因此能够对80℃以上的热水和蒸汽进行余热发电。该技术的优势是能够对80℃左右的低品位余热进行发电。缺点是需要采用冷却塔将乏汽潜热释放到环境中的冷水和冷空气中，不但在环境中造成了热污染，同时还导致发电效率低，一般只有10％左右的发电效率，最高也就20％左右的发电效率，近80～90％的能量被白白的浪费和释放到环境中。同时该余热发电技术，采用了每吨价格约10万元左右的昂贵有机工质，因此这种余热发电产品不但效率低，同时发电工质价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低温工质发电系统及动力系统，其能够改善上述问题。本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供一种低温工质发电系统，所述低温工质发电系统包括乏汽回收装置和低温发电装置，所述乏汽回收装置与所述低温发电装置连通，所述低温发电装置包括依次连通的低温工质存储器、低温液体泵、乏汽换热器、主换热器、低温工质汽轮机，所述乏汽回收装置包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述乏汽换热器、节流装置和所述低温工质存储器。可选地，所述低温发电装置的液态低温发电工质放置于所述低温工质存储器中，通过低温液体泵加压，使所述液态低温发电工质输送到所述乏汽换热器中，吸收所述乏汽回收装置产生的热能使所述液态低温发电工质的温度升高，然后输送到所述主换热器中，所述液态低温发电工质在主换热器中吸热形成高压气体，输送到所述低温工质汽轮机中，所述低温工质汽轮机与发电机连接，所述高压气体驱动所述低温工质汽轮机进行高速旋转和做功，以使所述发电机输出电能和/或所述低温工质汽轮机驱动机械设备，输出机械能。可选地，所述主换热器设置于所述乏汽换热器与所述低温工质汽轮机之间，所述主换热器包括凝汽器、空气换热器、高温烟气热交换器、热水废液换热器、设备冷却系统、余热回收器、锅炉、余热锅炉中的任意一种或多种组合。可选地，所述低温工质发电系统还包括液体载冷剂循环，所述液体载冷剂循环包括热载冷剂液体管道、载冷剂循环泵、所述低温发电装置、所述主换热器、低温载冷剂管道和待冷却设备，外部设备产生的热载冷剂液体输送至所述热载冷剂液体管道，通过所述载冷剂循环泵加压，输送到低温发电装置的所述主换热器进行换热，以使所述热载冷剂液体失去热能，形成载冷剂的低温液体，进入所述低温载冷剂管道，通过阀门输送给所述待冷却设备，所述低温的载冷剂吸热后形成热载冷剂返回所述热载冷剂液体管道；所述液体载冷剂循环为设备冷却系统、空调系统、气体液体冷却系统、凝汽器、热水废液换热器系统，设置在所述低温发电装置的所述主换热器的低温端，所述主换热器的高温端为高温烟气热交换器、余热回收器、锅炉、余热锅炉，输出连接所述低温工质汽轮机。可选地，所述主换热器吸收外部热能后形成高压气体，输送至所述低温工质汽轮机中，所述低温工质汽轮机连接发电机，所述高压气体驱动所述低温工质汽轮机高速旋转，带动发电机高速旋转输出电能和/或所述低温工质汽轮机驱动机械设备，输出机械能。可选地，所述低温工质汽轮机产生的低温乏汽进入到所述乏汽换热器中，所述乏汽与所述乏汽换热器内的所述液态低温发电工质进行换热，以降低所述乏汽的温度并实现乏汽冷凝。可选地，所述乏汽换热器出口设置有节流设备，所述节流设备节流降压，呈低压的冷凝液体返回到所述低温发电装置的所述低温工质存储器中，形成循环；所述节流设备为具有节流减压的节流阀、截止阀、减压阀、膨胀阀或膨胀机；所述乏汽回收装置的所述节流设备的出口与所述低温发电装置的所述低温工质存储器连接，将所述乏汽回收装置冷凝的低温液体，返回给所述低温发电装置的所述低温工质存储器，形成循环。可选地，所述低温工质存储器中存储的液体低温发电工质为天然气、甲烷、乙烷、空气、氧气、氮气、氩气、氢气，氦气、普通简单气体、烃类气体物质、气体制冷剂纯净物、气体制冷剂混合物、其他气体有机物或其他混合气体中的任意一种或多种组合。可选地，所述乏汽回收装置与所述低温发电装置均设有保温层、真空隔热、或者其他的绝热保温技术。第二方面，本专利技术实施例提供一种动力系统，包括上述第一方面所述的低温工质发电系统。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供一种低温工质发电系统及动力系统，该低温工质发电系统包括乏汽回收装置和低温发电装置，所述乏汽回收装置与所述低温发电装置连通，所述低温发电装置包括依次连通的低温工质存储器、低温液体泵、乏汽换热器、主换热器、低温工质汽轮机，所述乏汽回收装置包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述乏汽换热器、节流装置和所述低温工质存储器。本方案中，可以将低温发电装置产生的高温高压气体释放热能后形成的乏汽中的潜热通过乏汽回收装置进行回收，从而实现了利用低品位余热高效发电的目的，有效地避免了乏汽的潜热能量的浪费，传统火力发电、生物质发电、余热发电系统，其冷却塔系统约占总成本的三分之一，由于低温工质发电系统及动力系统没有冷却塔系统，该低温工质发电系统不但效率非常高，相对传统发电系统建设低成本也低，因此该低温工质发电系统同时具有高效率和低成本的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种低温工质发电系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种低温工质发电系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种液体载冷剂循环的结构示意图。图标：100-低温工质发电系统；111-低温工质存储器；112本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温工质发电系统，其特征在于，所述低温工质发电系统包括乏汽回收装置和低温发电装置，所述乏汽回收装置与所述低温发电装置连通，所述低温发电装置包括依次连通的低温工质存储器、低温液体泵、乏汽换热器、主换热器、低温工质汽轮机，所述乏汽回收装置包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述乏汽换热器、节流装置和所述低温工质存储器。

【技术特征摘要】
1.一种低温工质发电系统，其特征在于，所述低温工质发电系统包括乏汽回收装置和低温发电装置，所述乏汽回收装置与所述低温发电装置连通，所述低温发电装置包括依次连通的低温工质存储器、低温液体泵、乏汽换热器、主换热器、低温工质汽轮机，所述乏汽回收装置包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述乏汽换热器、节流装置和所述低温工质存储器。2.根据权利要求1所述的低温工质发电系统，其特征在于，所述低温发电装置的液态低温发电工质放置于所述低温工质存储器中，通过低温液体泵加压，使所述液态低温发电工质输送到所述乏汽换热器中，吸收所述乏汽回收装置产生的热能使所述液态低温发电工质的温度升高，然后输送到所述主换热器中，所述液态低温发电工质在主换热器中吸热形成高压气体，输送到所述低温工质汽轮机中，所述低温工质汽轮机与发电机连接，所述高压气体驱动所述低温工质汽轮机做功，以使所述发电机输出电能和/或所述低温工质汽轮机驱动机械设备，输出机械能。3.根据权利要求1所述的低温工质发电系统，其特征在于，所述主换热器设置于所述乏汽换热器与所述低温工质汽轮机之间，所述主换热器包括凝汽器、空气换热器、高温烟气热交换器、热水废液换热器、设备冷却系统、余热回收器、锅炉、余热锅炉中的任意一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的低温工质发电系统，其特征在于，所述低温工质发电系统还包括液体载冷剂循环，所述液体载冷剂循环包括热载冷剂液体管道、载冷剂循环泵、所述低温发电装置的所述主换热器、低温载冷剂管道和待冷却设备，外部设备产生的热载冷剂液体输送至所述热载冷剂液体管道，通过所述载冷剂循环泵加压，输送到所述主换热器进行换热，以使所述热载冷剂液体失去热能，形成载冷剂的低温液体，进入所述低温载冷剂管道，通过阀门输送给所述待冷却设备，所述低温的载冷剂吸热后形成热载冷剂返回所述热载冷剂液体管道；所述液体载冷剂循环为...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁志远，
申请(专利权)人：翁志远，
类型：发明
国别省市：北京,11