气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置及发电系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的一种气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置及发电系统，涉及气体压缩液化和热能回收利用技术领域，包括气体通道、低温发电管路、乏汽回收管路；气体通道包括顺次连通的气体通道入口、过滤设备、第一换热器和气体通道出口；低温发电管路包括顺次连通的低温工质存储器、低温增压泵、第四换热器和低温工质汽轮机，低温工质汽轮机用于驱动发电机输出电能和/或用于驱动机械设备输出机械能；其中，第四换热器和低温工质汽轮机之间还与第一换热器连接；乏汽回收管路由顺次连通的低温工质汽轮机、第四换热器和低温工质存储器构成；其中，第四换热器和低温工质存储器之间还连接有第二节流装置。

Gas Compression Condensation Liquefaction and Low Temperature Working Fluids Power Generation Device and Power Generation System

【技术实现步骤摘要】
气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置及发电系统
本技术涉及气体压缩液化和热能回收利用
，特别是涉及一种气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置及发电系统。
技术介绍
传统的空分(天然气、乙烯等)的液化：一般采用压缩加膨胀机和多级热泵冷凝两种方法。1、压缩：是通过大型气体压缩机装置，将待冷凝的空气、天然气、乙烯等气体进行压缩，产生的热能通过预冷器和环境中的冷却塔，将热能释放到环境中。该压缩气体方案由于待冷凝气体的体量巨大，因此压缩机装置设备的耗能极其巨大，能量浪费巨大。2、冷凝：是通过多级热泵将天然气中的热能泵到环境中的水冷却器中，通过环境中的冷水(或者冷空气)将天然气中的能量释放掉，比较典型的方法有级联式液化流程、混合制冷剂液化流程。采用该方法实现天然气、乙烯的液化，主要耗能设备是热泵系统的压缩机设备，由于天然气、乙烯的冷凝体量巨大，这种热泵气体压缩装置都是极其巨大的压缩机，因此消耗电能也是极其巨大。每套热泵系统除了耗能巨大的压缩机装置，至少还要有蒸发器、冷凝器、膨胀阀等设备，一套液化设备就需要多套热泵，还要有水冷却系统。所以，现有传统的气体冷凝设备投入设备多，成本大，大型气体压缩机装置每年消耗的电费巨大，并向环境中不断的排放大量热污染。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置及发电系统，以解决现有技术中存在的气体冷凝设备投入设备多成本大，大型气体压缩装置每年消耗的电费更加巨大的技术问题。本技术提供的一种气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置，包括气体通道、低温发电管路、乏汽回收管路；所述气体通道；包括依次连通的气体通道入口、过滤设备、第一换热器、气体通道出口；所述低温发电管路包括顺次连通的低温工质存储器、低温增压泵、第四换热器、所述第一换热器、低温工质汽轮机，所述低温工质汽轮机驱动发电机输出电能和/或驱动机械设备输出机械能；所述乏汽回收管路包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述第四换热器、第二节流装置、所述低温工质存储器。进一步的，液态低温发电工质放置于低温工质存储器中，通过低温增压泵加压，使液态低温发电工质进入到第四换热器中，吸收乏汽回收装置产生的热能使低温发电工质的温度升高，第四换热器内的低温发电工质进入到第一换热器中，与气体通道进行换热，吸收所述气体通道的热能；第一换热器用于提高低温发电工质的温度并降低气体通道的温度，第一换热器内的低温发电工质吸气体通道的热能，迅速气化形成高压气体，进入到低温工质汽轮机中，低温工质汽轮机与发电机连接，高压气体驱动低温工质汽轮机高速旋转和做功，以使发电机输出电能和/或低温工质汽轮机驱动机械设备，输出机械能。进一步的，还包括第三换热器，第三换热器设置于第一换热器与低温工质汽轮机之间；第三换热器包括凝汽器、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。进一步的，低温工质汽轮机产生的低温乏汽进入到第四换热器中，乏汽与第四换热器内的液态低温发电工质进行换热，以降低乏汽的温度并实现乏汽冷凝。进一步的，还包括外界气体通道冷凝液化装置；气体通道冷凝液化装置包括依次连通的过滤装置、第一换热器；过滤装置用于过滤外界气体中的固体杂质，过滤装置还包括分子筛吸附器，分子筛吸附器将过滤和净化待冷凝气体中的气体和分子杂质，并将净化后的待冷凝气体输送至第一换热器；所述第一换热器拥有高度绝热保温的真空外壳或其他高度绝热保温材料外壳；其作用是高度隔热保低温，避免外界热能进入该第一换热器和气体通道冷凝系统。进一步的，在本技术的实施例中，所述气体通道还包括气体压缩装置；所述气体压缩装置连通在所述过滤设备和所述第一换热器之间。所述气体压缩装置为一种气体加压设备，包括风扇设备、风机设备、气体压缩机设备；通过气体压缩装置加压，输入到所述第一换热器中与低温发电管路中的低温发电工质进行换热，气体通道中的待冷气体失去热能成为低温气体；该低温气体，可以直接对外输出，用于给一些需要冷却的设备提供低温气体和实现设备冷却，如果是低温冷空气，可以输入到空调的冷风系统，用于替代空调设备的制冷系统。进一步的，在本技术的实施例中，所述气体通道还包括第一节流装置和分馏装置；气体通道中的待冷气体通过气体压缩装置加压和第一节流装置节流，导致第一换热器的气体通道中的待冷气体温度升高，有利于低温发电管路中的低温发电工质进行换热和形成气化，同时也有利于气体通道中的待冷气体冷凝。其中，所述第一节流装置设置于气体通道所述第一换热器出口，所述第一节流装置包括节流阀、截止阀、减压阀、膨胀阀、膨胀机和返流换热器，所述节流装置通过节流阀节流和膨胀机膨胀制冷，共同作用令所述低温气体冷凝成为液态；所述返流换热器与所述节流阀为配套设备，利用末级设备返回的低温介质进一步令所述气体通道未冷凝的低温气体冷凝成为液态并输出；气体通道的气体，被冷凝成为液体对外输出，或者通过分馏装置进行分馏，提高纯度以后，再对外输出低温液体；进一步的，在本技术的实施例中，所述气体通道还包括第二换热器、分子筛吸附器，所述第二换热器、分子筛吸附器、第一换热器、第一节流装置和分馏装置依次连接；所述第二换热器为预冷器，置于所述气体压缩装置出口，对压缩后的待冷气体提供冷却；用于冷凝气体通道中沸点温度较高的水蒸汽和二氧化碳；所述分子筛净化器置于第二换热器与所述第一换热器之间，用于吸附清除气体中的水份、乙炔、及CO2等等残余的杂质，洁净的低温气体进入所述第一换热器与所述低温发电管路的低温发电工质进行换热，气体通道的所述低温气体失去热能成为液态并输出；气体通道末端还设置有分馏装置；所述分馏装置包括简单分馏设备、蒸馏设备和精馏设备，是一种在高度真空的条件下，分离出不同介子的液体，和/或不同介子的气体，并对外输出。进一步的，在本技术的实施例中，所述低温工质汽轮机采用耐低温材料，是一种符合低温工质特殊物理特性的专用汽轮机，所述低温工质汽轮机为一种低温工质气体驱动的原动机，还可以是耐低温材料和耐低温的膨胀机和气动机，及其他低温工质驱动的原动机设备。进一步的，在本技术的实施例中，所述第二节流装置包括具有节流和降压功能的节流阀、截止阀、减压阀、膨胀阀或膨胀机设备。进一步的，在本技术的实施例中，所述低温工质存储器中存储的低温工质包括天然气、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、气体有机物或混合气体中的任意一种或多种组合。进一步的，在本技术的实施例中，所述气体通道、所述低温发电管路和所述乏汽回收管路均设有保温层。进一步的，在本技术的实施例中，所述低温发电管路的所述低温工质沸点温度低于所述气体通道的待冷凝气体，例如：所述气体通道的待冷凝气体为氨(沸点约为-33℃)、二氧化碳(沸点约为-56℃)、乙烯(沸点约为零下-103℃)、天然气(沸点约为零下-162℃)等等，所述低温发电管路的所述低温工质为液氮，沸点温度为零下-196℃。所述低温发电管路的所述低温工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置，其特征在于，包括气体通道、低温发电管路、乏汽回收管路；所述气体通道；包括依次连通的气体通道入口、过滤设备、第一换热器、气体通道出口；所述低温发电管路包括顺次连通的低温工质存储器、低温增压泵、第四换热器、所述第一换热器、低温工质汽轮机，所述低温工质汽轮机驱动发电机输出电能和/或驱动机械设备输出机械能；所述乏汽回收管路包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述第四换热器、第二节流装置、所述低温工质存储器。

【技术特征摘要】
1.一种气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置，其特征在于，包括气体通道、低温发电管路、乏汽回收管路；所述气体通道；包括依次连通的气体通道入口、过滤设备、第一换热器、气体通道出口；所述低温发电管路包括顺次连通的低温工质存储器、低温增压泵、第四换热器、所述第一换热器、低温工质汽轮机，所述低温工质汽轮机驱动发电机输出电能和/或驱动机械设备输出机械能；所述乏汽回收管路包括依次连通的所述低温工质汽轮机、所述第四换热器、第二节流装置、所述低温工质存储器。2.根据权利要求1所述的气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置，其特征在于，所述气体通道还包括气体压缩装置，气体入口的待冷气体，经过滤设备净化和去除掉气体中的机械杂质，通过气体压缩装置加压，输入到所述第一换热器中与低温发电管路中的低温发电工质进行换热，气体通道中的待冷凝气体失去热能成为低温气体或低温液体，对外输出低温气体或低温液体；和/或通过第一节流装置将未冷凝的低温气体冷凝成为液态。3.根据权利要求1所述的气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置，其特征在于，所述低温发电管路的低温发电工质置于低温工质存储器中、通过低温增压泵加压，通过第四换热器输送到所述第一换热器中吸热，气化形成高压气体，驱动所述低温工质汽轮机高速旋转，并驱动所述发电机高速旋转输出电能和/或驱动机械设备输出机械能。4.根据权利要求3所述的气体压缩冷凝液化和低温工质发电装置，其特征在于，还包括第三换热器，所述第三换热器设置于所述第一换热器与所述低温工质汽轮机之间；所述第三换热器包括凝汽器、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...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁志远，
申请(专利权)人：北京宏远佰思德科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11