一种多循环热交换发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多循环热交换发电系统，其部件之间紧密配合协同作用，通过两个不同循环回路之间的工质进行热交换获得热泵动力的工作原理，使其气化产生的压力推动汽轮机运转来获得动力，对于经由汽轮机使用后的热乏汽（废气等），使之经由水热交换器及冷凝罐或冷凝塔的热交换凝结成的液体继续使用，由此可以最大程度进行发电，增加发电系统的环境友好性，节约能源。

Multi cycle heat exchange power generation system

The invention discloses a multi loop heat exchange power generation system, the components of close coordination between synergy principle of heat exchange for heat pump power through refrigerant between the two loop, the gasification pressure generated by the turbine generator driven to obtain power, for use after the heat through the steam turbine exhaust steam (gas), which through the water heat exchanger and the condensate tank or the cooling tower heat exchanger condenses into liquid to continue to use, it can be the greatest degree of power, increase the environmental friendly power system, energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种多循环热交换发电系统
本专利技术公开的一种多循环热交换的发电系统，属于废热回收和绿色能源开发与利用

技术介绍
现有技术中，燃煤或核能发电，都是通过对水加热使之气化膨胀产生动压来推动汽轮机带动发电机运转所实现的发电。在取暖、制冷领域的热泵技术发展的很快，但通常由于热效率不高等原因，热泵发电系统常常效率不高，发电效率低下。同时由于能量转换必然存在损失，常规工业废热（包括废热气、废热水）利用系统在使用过程中会出现不同部件的能耗损失，尤其是在关键部件比如冷却塔、热交换器等组件上的效能就显得很重要，本专利技术还提出了一种新型的冷却塔结构应用于发电工质冷却。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多循环热交换的发电系统，其目的：以通过使冷却塔、储蓄罐、管道泵、逆止阀、水热交换器、蓄压罐和气动马达或汽轮机以及发电机经过联通管路的连接所设计的发电系统设施，来实现利用工业废热加热的水、太阳能热、地热能等，使蒸发器内的低沸点液体气化膨胀产生的动压（蒸汽压力）通过气动马达或汽轮机带动发电机运转来发电的新型技术。具体来说，本专利技术采用以下技术方案：一种多循环热交换发电系统，包括第一循环回路和第二循环回路，其特征在于，该第一循环回路包括第二聚热器、压缩机、总热交换器、贮藏罐、膨胀阀和位于冷凝罐中的第一聚热器；其中，由第二聚热器下游出口端连接压缩机，压缩机通过第一输送管路连通总热交换器的上侧壁入口，由总热交换器的下侧壁出口经由第二输送管路连通在冷凝罐内设置的第一聚热器，由第一聚热器经由聚热器管路连通第二聚热器的上游入口端，由此构成一个完整的闭合循环回路，同时在第二输送管路上面沿流体方向设置有贮藏罐和膨胀阀；该第二循环回路包括发电机、汽轮机、水热交换器、冷凝罐、冷却塔、储蓄罐、高压泵、单向阀和位于总热交换器中的蒸发器。作为本专利技术的一个方面，其中，在汽轮机使用后的热乏汽通过排放管路连通到水热交换器的入口端，热乏汽在水热交换器进行热交换，水热交换器的下游端通过连通管路连通到冷凝罐，在冷凝罐下游端，工质经储蓄罐管路连通到冷却塔后而返回储蓄罐中，储蓄罐中的工质通过泵管路和工质输送管路连接到总热交换器底部连接端，从而与其内设置的蒸发器连通，在泵管路沿流动方向上还依次设置有高压泵和逆止阀，蒸发器与位于总热交换器顶端设置的蓄压罐连通，从而通过气压输送管路连接到汽轮机上，利用汽轮机做功带动发电机。作为本专利技术的一个方面，本专利技术的冷却塔结构如下，利用预埋在冷却塔墙体内的预埋螺栓和螺母固定有若干个分流缸托架，通过第二螺栓将横向焊接在球状分流缸底部的固定板固定在分流缸托架上面，利用第一螺栓使分流缸接口法兰与冷凝管法兰固定对接，则在上一个球状分流缸与下一个球状分流缸之间顺向交错的安装有若干个冷凝管，该冷凝管是由若干个钢管和若干个支撑固定板所固定的若干个冷凝管翅片管并使其两端穿过冷凝管法兰经过焊接而制成。作为本专利技术的一个方面，冷却塔中最下层或最上层的球状分流缸通过分流缸外接管法兰联接与气动马达或汽轮机连通的冷凝联通管路，在上下分流缸之间通过联通管连通，该联通管通过冷凝液体回流管路将冷凝液体汇集回联通储蓄罐，其作用是以冷却塔向上抽取空气形成的气流来带走冷凝管散发出来的热量，从而使冷凝管内的气体得到冷凝后回流到储蓄罐内继续使用。采用上述技术方案后，取得如下有益效果：1）提出一种新型的多循环热交换发电系统，较为详细展示其结构细节，其部件之间紧密配合协同作用，通过两个不同循环回路之间的工质进行热交换获得热泵动力的工作原理，使其气化产生的压力推动汽轮机运转来获得动力，对于经由汽轮机使用后的热乏汽（废气等），使之经由水热交换器及冷凝罐或冷凝塔的热交换凝结成的液体继续使用，由此可以最大程度进行废气废热再利用发电，增加发电系统的环境友好性，节约能源；2）设计关键部件包括冷却塔等组件，其结构独特性增加了其应用上的效能，例如冷却塔构造既增大了冷却塔的有效冷却面积，而提升器冷却效率，同时又节省了建造空间，使得在有限空间内最大效度发挥冷却性能；3）设计关键部件包括热交换器，其热交换管使接触工质面积的增大而提高了由工质导出热量的换热效率，相应降低了制作聚热器或热交换器的成本。附图说明附图1为本专利技术公开的一种多循环热交换的发电系统实施例一；附图2为本专利技术公开的一种多循环热交换的发电系统实施例二；附图3为本专利技术公开的发电系统的冷却塔结构之一；附图4为本专利技术公开的发电系统的冷却塔结构之二；附图5为本专利技术公开的发电系统的热交换管结构之一；附图6为本专利技术公开的发电系统的热交换管结构之二；附图7为本专利技术公开的发电系统的热交换管结构之三。附图标记：1-发电机；2-汽轮机；3-排放管路；4-气压输送管路；5-安全阀排放气体管路；6-压力传感器；7-液面传感器；8-蓄压罐；9-第一输送管路；10-压缩机；11-第二聚热器；12-第二输送管路；13-蒸发器；14-水热交换器；15-总热交换器；16-膨胀阀；17-贮藏罐；18-冷凝罐或空调制冷器；19-冷凝罐连通管路；20-单向阀；21-高压泵；22-工质输送管路；23-泵管路；24-第一聚热器；25-冷却塔；26-储蓄罐；27-储蓄罐管路；28-聚热器管路。具体实施方式参见图1所示本专利技术的发电系统实施例一，该发电系统主要包括第一循环回路和第二循环回路，该第一循环回路包括第二聚热器11、压缩机10、总热交换器15、贮藏罐17、膨胀阀16和位于冷凝罐18中的第一聚热器24；其中，由第二聚热器11下游出口端连接压缩机10，压缩机10通过第一输送管路9连通总热交换器15的上侧壁入口，由总热交换器15的下侧壁出口经由第二输送管路12连通到冷凝罐18内设置的第一聚热器24，由第一聚热器24经由聚热器管路28连通第二聚热器11的上游入口端，由此构成一个完整的闭合循环回路，同时在第二输送管路12上面沿流体方向设置有贮藏罐17和膨胀阀16，以及在此闭合回路中注入易气化、易冷凝的流动性工质（乙醚、二甲醚、环戊烷等），由此通过该第一循环回路中的流动性工质聚集各种形式热源的热能来提高热能分布品位；该第二循环回路包括发电机1、汽轮机（气动电机）2、水热交换器14、冷凝罐18、冷却塔25、储蓄罐26、高压泵21、单向阀20和位于总热交换器15中的蒸发器13；其中，在汽轮机2使用后的热乏汽通过排放管路3连通到水热交换器14的入口端，热乏汽在水热交换器14进行热交换，水热交换器14的下游端通过连通管路19连通到冷凝罐18，在冷凝罐18下游端，工质经储蓄罐管路27连通到冷却塔25后而返回储蓄罐26中（也可由冷凝罐18经由储蓄罐管路27直接联通储蓄罐26而无需冷却塔），储蓄罐26中的工质通过泵管路23和工质输送管路22连接到总热交换器15底部连接端，从而与其内设置的蒸发器13连通，在泵管路23沿流动方向上还依次设置有高压泵21和逆止阀20，蒸发器13与位于总热交换器15顶端一体设置的蓄压罐8连通，从而通过气压输送管路4连接到汽轮机2上，利用汽轮机2做功带动发电机1，由此构成一个完整的闭合循环回路，同时在气压输送管路4上面设置有压力传感器6，在蒸发器13上面设置有液面传感器7，在排放管路3与蓄压罐8之间设置有安全阀排放气体管路5，在此闭合回路系统中注入蒸汽压值高而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多循环热交换发电系统，包括第一循环回路和第二循环回路，其特征在于，该第一循环回路包括第二聚热器（11）、压缩机（10）、总热交换器（15）、贮藏罐（17）、膨胀阀（16）和位于冷凝罐（18）中的第一聚热器（24）；其中，由第二聚热器（11）下游出口端连接压缩机（10），压缩机（10）通过第一输送管路（9）连通总热交换器（15）的上侧壁入口，由总热交换器（15）的下侧壁出口经由第二输送管路（12）连通在冷凝罐（18）内设置的第一聚热器（24），由第一聚热器（24）经由聚热器管路（28）连通第二聚热器（11）的上游入口端，由此构成一个完整的闭合循环回路，同时在第二输送管路（12）上面沿流体方向设置有贮藏罐（17）和膨胀阀（16）；该第二循环回路包括发电机（1）、汽轮机（2）、水热交换器（14）、冷凝罐（18）、冷却塔（25）、储蓄罐（26）、高压泵（21）、单向阀（20）和位于总热交换器（15）中的蒸发器（13）。

【技术特征摘要】
1.一种多循环热交换发电系统，包括第一循环回路和第二循环回路，其特征在于，该第一循环回路包括第二聚热器（11）、压缩机（10）、总热交换器（15）、贮藏罐（17）、膨胀阀（16）和位于冷凝罐（18）中的第一聚热器（24）；其中，由第二聚热器（11）下游出口端连接压缩机（10），压缩机（10）通过第一输送管路（9）连通总热交换器（15）的上侧壁入口，由总热交换器（15）的下侧壁出口经由第二输送管路（12）连通在冷凝罐（18）内设置的第一聚热器（24），由第一聚热器（24）经由聚热器管路（28）连通第二聚热器（11）的上游入口端，由此构成一个完整的闭合循环回路，同时在第二输送管路（12）上面沿流体方向设置有贮藏罐（17）和膨胀阀（16）；该第二循环回路包括发电机（1）、汽轮机（2）、水热交换器（14）、冷凝罐（18）、冷却塔（25）、储蓄罐（26）、高压泵（21）、单向阀（20）和位于总热交换器（15）中的蒸发器（13）。2.依据权利要求1所述的多循环热交换发电系统，其特征在于，其中，在汽轮机（2）使用后的热乏汽通过排放管路（3）连通到水热交换器（14）的入口端，热乏汽在水热交换器（14）进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴联凯，
申请(专利权)人：吴联凯，
类型：发明
国别省市：浙江,33