自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组制造技术

本实用新型专利技术属于低温发电技术领域，具体涉及一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组。该发电机组包括发电机和与发电机相连的向心涡轮；所述向心涡轮通过工质管道分别连接冷凝器和蒸发器，所述冷凝器和蒸发器均通过工质管道与工质泵相连形成工质循环系统；所述向心涡轮与蒸发器之间的工质管道上设置有用于调节工质流量的第一调节阀。本实用新型专利技术通过在蒸发器与向心涡轮之间设置第一调节阀，根据发电机的转速实时反馈地调整第一调节阀的开度，进而控制工质循环系统内的工质流量，最终达到使发电机稳定在额定转速下运行，提高了发电机组的工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组
本技术属于低温发电
，具体涉及一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组。
技术介绍
目前在低于200℃的工业余热利用领域中，有机朗肯循环(ORC)发电技术是比较合理的利用方案，由于其自身冷凝压力高、显/潜热比大、采用干性工质等特点，相比于传统水蒸汽朗肯循环，其在低温发电领域具有系统简单、热利用率高的特点。有机朗肯循环(ORC)发电机组通常以水蒸汽、带压热水、导热油等作为直接热源，其中以水蒸汽作为热源的系统最为复杂，因为其在蒸发器的两侧流体均为两相换热，换热过程复杂。而且由于蒸汽热源压力和温度的变化，会使发电机运行转速处于波动状态而影响工作稳定性。
技术实现思路
本技术目的是提供一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，解决了现有发电机组转速波动大、工作稳定性差的技术问题。本技术的技术解决方案是：一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，其特殊之处在于：包括发电机和与发电机相连的向心涡轮；所述向心涡轮通过工质管道分别连接冷凝器和蒸发器，所述冷凝器和蒸发器均通过工质管道与工质泵相连形成工质循环系统；所述向心涡轮与蒸发器之间的工质管道上设置有用于调节工质流量的第一调节阀。进一步地，上述蒸发器上设置有水蒸气入口和凝结水出口，所述凝结水出口处安装有用于调节蒸汽压力的第二调节阀。进一步地，上述向心涡轮通过一个齿轮箱与发电机相连，所述向心涡轮与齿轮箱的高速轴相连，齿轮箱的低速轴与发电机相连。进一步地，上述向心涡轮通过轴密封系统与齿轮箱相连。进一步地，上述蒸发器具有蒸发、过热功能。进一步地，上述工质泵为屏蔽泵。进一步地，上述发电机为同步发电机。本技术的优点在于：本技术通过在蒸发器与向心涡轮之间设置第一调节阀，根据发电机的转速实时反馈地调整第一调节阀的开度，进而控制工质循环系统内的工质流量，最终达到使发电机稳定在额定转速下运行，提高了发电机组的工作稳定性。附图说明图1为本技术自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组的较佳实施例结构示意图。图2为本技术自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组的自动反馈原理示意图。附图标记如下：1-发电机，2-向心涡轮，3-冷凝器，4-蒸发器，5-工质泵，6-第一调节阀，7-水蒸气入口，8-凝结水出口，9-第二调节阀，10-齿轮箱，11-轴密封系统。具体实施方式参见图1，本技术为一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，其较佳实施例的结构包括发电机1和与发电机1相连的向心涡轮2；向心涡轮2通过工质管道分别连接冷凝器3和蒸发器4，冷凝器3和蒸发器4均通过工质管道与工质泵5相连后形成工质循环系统；向心涡轮2与蒸发器4之间的工质管道上设置有用于调节工质流量的第一调节阀6。蒸发器4同时具有蒸发和过热功能，集成了一般ORC机组蒸发器和过热器两台设备的功能。工质泵5为屏蔽泵，可以大幅提高工质循环系统的密封性，避免因工质泄露而影响发电机组的工作效率。向心涡轮2的透平内效率可达80％以上，相比于其它类型的膨胀机型式，在同样的参数下，具有做功能力大的优势。向心涡轮2通过轴密封系统11与齿轮箱10相连，可以将有机介质和大气隔离开来，不会造成工质泄漏。齿轮箱10再与发电机1相连，向心涡轮2与齿轮箱10的高速轴相连，齿轮箱10的低速轴与发电机1相连，将向心涡轮2的高转速转换为发电机1的低转速。向心涡轮2由于空载功率小，启动转矩小，因此在启动时需要精确控制转速，避免超速。如图2所示，对向心涡轮2转速的控制由第一调节阀6完成，第一调节阀6可以调节进入向心涡轮2的有机工质蒸汽量，通过与向心涡轮2转速的自动反馈调节，可将向心涡轮2的转速控制稳定在额定转速附近。具体地，当涡轮转速较高时，控制第一调节阀开度减小，导致工质流量减小，涡轮转速随之降低。当涡轮转速较低时，控制第一调节阀开度增大，导致工质流量增大，涡轮转速随之升高。通过不断反馈调节，最终将涡轮转速调节至等于或接近额定转速。蒸汽热源在蒸发器内冷凝时的饱和温度与饱和压力为一一对应关系，为了提高系统热效率，可以提高蒸汽的饱和压力。具体地，蒸发器4上设置有水蒸气入口7和凝结水出口8，凝结水出口8处安装有用于调节蒸汽压力的第二调节阀9。利用蒸发器凝结水出口所设的第二调节阀9调节蒸发器管程的蒸汽冷凝放热压力，使水蒸汽达到饱和状态可以提高水蒸汽的平均放热温度，进一步提高系统效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，其特征在于：包括发电机和与发电机相连的向心涡轮；所述向心涡轮通过工质管道分别连接冷凝器和蒸发器，所述冷凝器和蒸发器均通过工质管道与工质泵相连形成工质循环系统；所述向心涡轮与蒸发器之间的工质管道上设置有用于调节工质流量的第一调节阀。

【技术特征摘要】
1.一种自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，其特征在于：包括发电机和与发电机相连的向心涡轮；所述向心涡轮通过工质管道分别连接冷凝器和蒸发器，所述冷凝器和蒸发器均通过工质管道与工质泵相连形成工质循环系统；所述向心涡轮与蒸发器之间的工质管道上设置有用于调节工质流量的第一调节阀。2.根据权利要求1所述的自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，其特征在于：所述第一调节阀根据发电机的转速实时反馈地调节工质流量。3.根据权利要求1或2所述的自动反馈调节式蒸汽热源有机朗肯循环发电机组，其特征在于：所述蒸发器上设置有水蒸气入口和凝结水出口，所述凝结水出口处安装有用于调节蒸汽压力的第二调节阀。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蒲伟，王凯，段捷，巫志华，赵俊伟，陶加银，刘乐，赵武，毛联飞，胡哺松，
申请(专利权)人：航天推进技术研究院，
类型：新型
国别省市：陕西,61