吸收式循环系统及循环方法技术方案

本发明专利技术公开了一种吸收式循环系统及循环方法，其系统包括吸收循环单元、增压回热单元、分离单元和做功单元。本发明专利技术的技术方案中，该吸收式循环系统使得膨胀机排出的乏气温度低于冷却源的温度，从而提高了热效率。且该吸收式循环系统能使得浓溶液的温度比排出的乏气的温度更高，提高了进入分离塔的浓溶液的温度，而减少了该吸收式循环系统的加热量，从而进一步地提高了热效率。另外，该吸收式循环方法可以控制液压泵的流量和吸收剂的冷却温度，液压泵的流量越大和吸收剂的温度越低时，吸收剂的吸收能力就越强，吸收压力就可以控制到越低，膨胀机的排气温度就越低，循环就越容易进入到吸收循环。

【技术实现步骤摘要】
吸收式循环系统及循环方法
本专利技术涉及发动机领域，尤其是一种吸收式循环系统及循环方法。
技术介绍
目前市场上的发动机基本上是布雷顿循环发动机如活塞发动机、燃气轮机等，和朗肯循环发动机如汽轮机、螺杆朗肯发动机、有机工质朗肯发动机等这两种热力循环为主。布雷顿循环是将膨胀后的工质压缩产生高压气体，然后再加热(燃烧)后产生高温高压的膨胀工质去推动膨胀做功器，如透平或活塞来产生动力。朗肯循环则是将液态工质增压后再加热使它汽化，产生高温高压的工质来推动膨胀做功器做功，膨胀做功后的工质经冷凝后又变成了液体，反复循环达到连续做功的目的。由于布雷顿循环是将工质压缩以后再加热(燃烧)的，工质压缩后温度会有较大的温升，再加热(燃烧)后的温度就很高了，所以布雷顿循环的工作温度较高，属高温型。朗肯循环是将液态工质增压后再汽化来产生高压气体的，由于液体增加温度基本不变，因此，朗肯循环属低温型发动机。这两种循环的运行时间有上百年，近百年来虽然人们对它们有了巨大的改进，如朗肯循环的蒸汽机由瓦特时期的活塞膨胀机发展到现在汽轮机，等熵膨胀效率大幅度上升，蒸汽参数也从低温低压发展到高温高压的超超临界汽轮机，并设计出再热、抽气回热等使最初瓦特时期的热效率百分之几提高到超超临界的45％，取得了较大的进步，但现在已到了极限，只有专利技术出新型的热力循环热效率才有可能超过现在的发动机，本专利技术专利技术出吸收式热力循环，热效率可超过现在的热力循环。目前现有人采用吸收式结构来做朗肯循环，其目的是为了解决朗肯循环的非线性吸热，而极多数的热源都是线性的。如某烟囱排出的废热温度是500℃，若采用朗肯循环的工质沸点是150℃，那么150℃以上的烟囱废热部分可以被吸收，而150℃以下的烟囱废热部分只能吸收小部份，从而造成不可逆的损失。它是利用两种不同沸点的混合工质来产生一种没有固定沸点的线性沸腾，来达到线性吸热的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的吸收式循环系统及循环方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种吸收式循环系统，其包括吸收循环单元、增压回热单元、分离单元和做功单元；所述吸收循环单元包括工质换热器、低温冷却吸收塔、高温冷却吸收塔和溶液泵；所述工质换热器的管程的输出端分别与所述低温冷却吸收塔和所述高温冷却吸收塔连接，所述溶液泵串联在所述高温冷却吸收塔和所述低温冷却吸收塔之间，以将低浓度溶液泵入所述低温冷却吸收塔内；所述增压回热单元包括吸收剂回热器、低温加热器、液压泵、以及与所述液压泵同轴相连或皮带相连的液压马达和液压动力；所述低温冷却吸收塔的输出端与所述液压泵的输入端连接，所述液压泵的输出端分别与所述吸收剂回热器的管程和所述低温加热器的管程连接；且所述液压泵的输出端与所述吸收剂回热器的管程之间串联有第一阀门，所述液压泵的输出端与所述低温加热器的管程之间串联有第二阀门；所述分离单元包括用于分离膨胀工质和吸收剂的分离塔；所述做功单元包括用于产生动力带动负荷设备的膨胀机；所述吸收剂回热器的管程和所述低温加热器的管程的输出端均与分离塔连接，所述分离塔包括膨胀工质输出端，所述膨胀工质输出端与所述膨胀机的输入端连接，所述膨胀机的输出端与所述工质换热器的管程的输入端连接以实现反复循环。本专利技术的吸收式循环系统中，所述吸收循环单元还包括工质溶液换热器；所述工质溶液换热器的管程串联在所述低温冷却吸收塔的输出端与所述液压泵之间，所述工质溶液换热器的壳程与所述工质溶液换热器的管程进行换热。本专利技术的吸收式循环系统中，所述高温冷却吸收塔包括冷却液管路，所述冷却液管路的输出端与所述工质溶液换热器的壳程的输入端连通。本专利技术的吸收式循环系统中，所述分离塔还包括吸收剂输出端，所述吸收剂输出端与所述吸收剂回热器的壳程的输入端连接，所述吸收剂回热器的壳程的输出端与所述液压马达连接，以实现高压吸收剂进入所述液压马达后推动所述液压马达做功。本专利技术的吸收式循环系统中，所述分离塔还包括分离工质加热管路，所述分离工质加热管路的输出端与所述低温加热器的壳程的输入端连接。本专利技术的吸收式循环系统中，所述分离单元还包括过热器，所述过热器的管程串联在所述分离塔的所述工质输出端与所述膨胀机之间的，所述过热器的壳程与所述过热器的管程进行换热的。本专利技术的吸收式循环系统中，所述过热器的壳程的输入端与热源相连，所述过热器的壳程的输出端与所述分离工质加热管路的输入端连接。本专利技术的吸收式循环系统中，所述低温冷却吸收塔包括低温冷却液管路，所述低温冷却液管路的输入输出端分别与所述工质换热器的壳程的输出输入端相连接。本专利技术还提供了一种吸收式循环方法，用于上述的吸收式循环系统，其包括如下步骤：S1、高温高压膨胀工质经过所述膨胀机膨胀做功后，从所述膨胀机的输出端排出的所述膨胀工质的温度为第一温度；S2、膨胀工质进入所述高温冷却吸收塔内被浠溶液吸收并形成低浓度溶液，膨胀工质进入所述低温冷却吸收塔内被低浓度溶液吸收并形成高浓度溶液；S3、所述低浓度溶液被所述溶液泵泵入所述低温冷却吸收塔内，再次吸收膨胀工质，形成所述高浓度溶液，所述高浓度溶液经过所述低温冷却吸收塔的输出端进入所述液压泵；S4、所述液压泵由同轴相连或皮带相连的所述液压马达和液压动力提供动力，将所述高浓度溶液分别经过所述吸收剂回热器的管程和所述低温加热器的管程泵入所述分离塔内；S5、所述高浓度溶液在所述分离塔内分离成膨胀工质和吸收剂也叫烯溶液，所述膨胀工质通过所述膨胀工质输出端进入所述膨胀机；S6、所述膨胀工质在所述膨胀机内做功以产生动力带动负荷设备；所述第一温度低于常温冷却水的温度，使得整个循环为吸收式循环。本专利技术的吸收式循环方法中，所述步骤S3还包括：S3-1、所述高浓度溶液经过所述低温冷却吸收塔的输出端后先进入一工质溶液换热器的管程的输入端，再经过所述工质溶液换热器的管程的输出端进入所述液压泵；所述步骤S5还包括：S5-1、所述膨胀工质通过所述膨胀工质输出端后先进入一过热器的管程的输入端，再经过所述过热器的管程的输出端进入所述膨胀机。本专利技术的吸收式循环方法中，所述吸收式循环方法包括适用于氨类、醇类或氟利昂类的吸收工质对，所述吸收工质对包括吸收剂和被吸收剂，所述吸收剂为所述浠溶液，所述被吸收剂为所述膨胀工质。实施本专利技术的技术方案，至少具有以下的有益效果：该吸收式循环系统使得膨胀机排出的乏气温度低于冷却源的温度，从而提高了热效率。且该吸收式循环系统能使得浓溶液的温度比排出的乏气的温度更高，提高了进入分离塔的浓溶液的温度，减少了该吸收式循环系统的加热量，从而进一步地提高了热效率。另外，该吸收式循环方法可以控制液压泵的流量和吸收剂的冷却温度，液压泵的流量越大和吸收剂的温度越低时，吸收剂的吸收能力就越强，吸收压力就可以控制到越低，膨胀机的排气温度就越低，循环就越容易进入到吸收循环。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的一实施例中的吸收式循环系统的结构示意图；图2是本专利技术的一实施例中的吸收式循环方法的流程图；图3是本专利技术的吸收式循环的温熵图及用于对比的朗肯循环的温熵图；其中，1、工质换热器；2、低温冷却吸收塔；21、低温冷却液管路；3、高温冷却吸收塔；31、冷却液管路；4、液压泵；5、溶液泵；6、吸收剂回热器；7、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收式循环系统，其特征在于，包括吸收循环单元、增压回热单元、分离单元和做功单元；所述吸收循环单元包括工质换热器(1)、低温冷却吸收塔(2)、高温冷却吸收塔(3)和溶液泵(5)；所述工质换热器(1)的管程的输出端分别与所述低温冷却吸收塔(2)和所述高温冷却吸收塔(3)连接，所述溶液泵(5)串联在所述高温冷却吸收塔(3)和所述低温冷却吸收塔(2)之间，以将低浓度溶液经泵入所述低温冷却吸收塔(2)内；所述增压回热单元包括吸收剂回热器(6)、低温加热器(7)、液压泵(4)、以及与所述液压泵(4)同轴相连或皮带相连的液压马达(8)和液压动力(9)；所述低温冷却吸收塔(2)的输出端与所述液压泵(4)的输入端连接，所述液压泵(4)的输出端分别与所述吸收剂回热器(6)的管程和所述低温加热器(7)的管程连接；且所述液压泵(4)的输出端与所述吸收剂回热器(6)的管程之间串联有第一阀门(10)，所述液压泵(4)的输出端与所述低温加热器(7)的管程之间串联有第二阀门(13)；所述分离单元包括用于分离膨胀工质和吸收剂的分离塔(14)；所述做功单元包括用于产生动力带动负荷设备(16)的膨胀机(15)；所述吸收剂回热器(6)的管程和所述低温加热器(7)的管程的输出端均与分离塔(14)连接，所述分离塔(14)包括膨胀工质输出端，所述膨胀工质输出端与所述膨胀机(15)的输入端连接，所述膨胀机(15)的输出端与所述工质换热器(1)的管程的输入端连接以实现反复循环。...

【技术特征摘要】
1.一种吸收式循环系统，包括吸收循环单元、增压回热单元、分离单元和做功单元；所述分离单元包括用于分离膨胀工质和吸收剂的分离塔(14)；所述做功单元包括用于产生动力带动负荷设备(16)的膨胀机(15)；其特征在于，所述吸收循环单元包括工质换热器(1)、低温冷却吸收塔(2)、高温冷却吸收塔(3)和溶液泵(5)；所述工质换热器(1)的管程的输出端分别与所述低温冷却吸收塔(2)和所述高温冷却吸收塔(3)连接，所述溶液泵(5)串联在所述高温冷却吸收塔(3)和所述低温冷却吸收塔(2)之间，以将低浓度溶液经泵入所述低温冷却吸收塔(2)内；所述增压回热单元包括吸收剂回热器(6)、低温加热器(7)、液压泵(4)、以及与所述液压泵(4)同轴相连或皮带相连的液压马达(8)和液压动力(9)；所述低温冷却吸收塔(2)的输出端与所述液压泵(4)的输入端连接，所述液压泵(4)的输出端分别与所述吸收剂回热器(6)的管程和所述低温加热器(7)的管程连接；且所述液压泵(4)的输出端与所述吸收剂回热器(6)的管程之间串联有第一阀门(10)，所述液压泵(4)的输出端与所述低温加热器(7)的管程之间串联有第二阀门(13)；所述吸收剂回热器(6)的管程和所述低温加热器(7)的管程的输出端均与分离塔(14)连接，所述分离塔(14)包括膨胀工质输出端，所述膨胀工质输出端与所述膨胀机(15)的输入端连接，所述膨胀机(15)的输出端与所述工质换热器(1)的管程的输入端连接以实现反复循环。2.根据权利要求1所述的吸收式循环系统，其特征在于，所述吸收循环单元还包括工质溶液换热器(17)；所述工质溶液换热器(17)的管程串联在所述低温冷却吸收塔(2)的输出端与所述液压泵(4)之间，所述工质溶液换热器(17)的壳程与所述工质溶液换热器(17)的管程进行换热。3.根据权利要求2所述的吸收式循环系统，其特征在于，所述高温冷却吸收塔(3)包括冷却液管路(31)，所述冷却液管路(31)的输出端与所述工质溶液换热器(17)的壳程的输入端连通。4.根据权利要求1所述的吸收式循环系统，其特征在于，所述分离塔(14)还包括吸收剂输出端，所述吸收剂输出端与所述吸收剂回热器(6)的壳程的输入端连接，所述吸收剂回热器(6)的壳程的输出端与所述液压马达(8)连接，以实现高压吸收剂进入所述液压马达(8)后推动所述液压马达(8)做功。5.根据权利要求1所述的吸收式循环系统，其特征在于，所述分离塔(14)还包括分离工质加热管路(143)，所述分离工质加热管路(143)的输出端与所述低温加热器(7)的壳程的输入端连接。6.根据权利要求5所述的吸收式循环系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷衍章，
申请(专利权)人：雷衍章，
类型：发明
国别省市：广东;44