一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统技术方案

本申请公开一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统，属于中低品位余热/地热利用发电技术。所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段、冷凝段、供热器组成。所述并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统包括所述中压吸收器，高压泵，第一预热器，锅炉，节流阀，汽轮机，回热器，混合器，低压吸收器，低压泵，分离器，第二预热器，中压泵，分凝器，精馏塔，冷凝器，过冷器，制冷蒸发器。本发明专利技术提出的分段分体式式热虹吸管式发生器通过系统热源、循环工质与冷却水之间的高效换热，实现系统夏季供冷冬季供热的功能；所述并联改进型冷热电三联产卡列纳循环的电力输出和制冷能力可以根据用户的要求分别进行调整，便于调整发电输出功率和制冷能力。

A Parallel Cooling, Heating and Power Trigeneration Karena Cycle System

【技术实现步骤摘要】
一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统
本申请涉及中低品味余热/地热利用发电
，特别是涉及一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统。
技术介绍
随着工业经济的快速发展，能源的利用效率低已经成为制约经济发展的重要因素。中低品位的工业余热/地热充分回收并利用，既可提高能源利用率，降低能源消耗量，有助于缓解能源紧缺的困境，又可降低污染物排放，创造较高的生态经济效益。在实际的室内供热发电系统中，用户的需求受季节影响十分明显，冬季主要需要供热，夏季主要需要供冷。现有的清洁能源应用方案中，面对不同的需求，往往采用同一种采集热能的方式，甚至先将能量统一转换为电能；需要进行供热或供冷时再分别进行转换。这一定程度上降低了能量采集与利用的效率。一方面，对于中低温工业余热/地热的动力回收，由于水的蒸发过程与锅炉内显热资源的放热过程不相匹配，而且水蒸汽汽轮机的背压也非常低，末级汽轮机叶片较长成本较高且摩擦损失较大，因此传统的蒸汽朗肯循环不是一个好的选择。相比之下，氨和水是天然物质，而且物价低廉，因此氨水混合物是发电循环的完美工质。另一方面，氨水不仅是吸收式制冷系统中应用最广泛的工质之一，也可以被应用到进行电力和制冷生产的电冷联产的循环系统中。氨水电冷联产循环系统一定程度上可提高系统的综合效率，实现能量梯级利用，但循环所需热源温度较高，循环对制冷温度有一定限制，且制冷负荷与发电功率的存在相互匹配与牵制问题，诸多问题限制了该系统的推广应用。除此之外，将地热能、工业余热等转化为动力或其他形式的能量输出，既有助于缓解紧张的能源问题，又能带来巨大环境效益，具有广阔的开发前景。地热能、工业余热属于中低品位的热能，传统的发电技术并不适用，因此，寻求新的适用于中低品位热能驱动的动力系统应运而生。为了解决这一问题，本专利技术采用梯级开发和综合利用的办法，提出了热电冷三联产循环装置。申请内容解决的技术问题：本申请需要解决的技术问题是现有技术中能源利用率较低、制冷负荷与发电功率相互制约以及热源排放温度过高等技术问题，提供一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统。技术方案：一种并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统，所述系统包括中压吸收器、高压泵、第一预热器、锅炉、汽轮机、第一回热器、第一混合器、低压吸收器、低压泵、第二回热器、分离器、第二预热器、第二混合器、中压泵、分凝器、精馏塔、冷凝器、第一过冷器、第一蒸发器、第二过冷器、第二蒸发器、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、第四节流阀、第五节流阀、第六节流阀、第七节流阀、第八节流阀、第九节流阀和第十节流阀；所述中压吸收器有两条输出管道，中压吸收器的第一输出口连接高压泵，所述高压泵与第一预热器的第一输入口相连，第一预热器第一输出口与锅炉第一输入口相连，所述锅炉的第一输出口与第一节流阀相连，锅炉的第二输出口与分体分段式热虹吸管式发生器相连，第一节流阀与汽轮机相连，汽轮机与第一回热器的第一输入口相连，第一回热器第一输出口与第一混合器的第一输入口相连，第一混合器的第一输出口与低压吸收器相连，低压吸收器与低压泵相连；所述低压泵有两条输出管道，低压泵的第一输出口连接第二节流阀，第二节流阀连接第二混合器的第一输入口相连，低压泵的第二输出口连接第一回热器的第二输入口，第一回热器的第二输出口与第二回热器第一输入口连接，第二回热器第一输出口与分离器第一输入口连接；所述分离器有两条输出管道，分离器的第一输出口与第一预热器的第二输入口相连，第一预热器的第二输出口与第三节流阀相连，第三节流阀与第一混合器的第二输入口相连，分离器的第二输出口与第二预热器的第一输入口相连，第二预热器的第一输出口与第二混合器的第二输入口连接，第二混合器的第一输出口与中压吸收器的输入口相连；所述中压吸收器的第二输出口经过中压泵后连接第二预热器的第二输入口，第二预热器的第二输出口连接精馏塔的第一输入口，分凝器与精馏塔是一个整体，上部是分凝器，下部是精馏塔，分凝器的输出管道连接冷凝器；所述冷凝器的输出管道有两条分支，冷凝器的第一输出口连接第四节流阀，第四节流阀的输出管道与第一过冷器的第一输入口相连，第一过冷器的第一输出口连接第五节流阀，第五节流阀与第一蒸发器的输入口相连，第一蒸发器的输出口与第一过冷器的第二输入口相连，第一过冷器的第二输出口与第六节流阀相连，第六节流阀的输出管道与第二混合器的第三输入口相连，形成一条回路；所述冷凝器的第二输出口连接第七节流阀，第七节流阀的输出管道与第二过冷器的第一输入口相连，第二过冷器的第一输出口连接第八节流阀，第八节流阀与第二蒸发器的输入口相连，第二蒸发器的输出口与第二过冷器的第二输入口相连，第二过冷器的第二输出口与第九节流阀相连，第九节流阀的输出管道与第一混合器的第三输入口相连，形成另一条回路。作为本申请的一种优选技术方案：所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段、热管冷凝段、供热器、供热阀门和冷凝段阀门组成，所述热管蒸发段中设置了散热肋片；所述热管蒸发段和热管冷凝段中采用一组冷凝段阀门连接，实现夏季制冷；所述供热器和热管蒸发段采用一组供热阀门连接，实现冬季供暖。作为本申请的一种优选技术方案：所述夏季时，所述锅炉的第二输出口与热管蒸发段相连，热管蒸发段与冷凝段阀门相连，冷凝段阀门的输出管道与热管冷凝段相连，热管冷凝段的第一输出口与精馏塔的第二输入口相连，精馏塔的第一输出口与热管冷凝段的第一输入口相连，形成回路；分体分段式热虹吸管式发生器中，供热器不工作，锅炉的第二输出口输出的工质在热管蒸发段中进行换热，热管蒸发段通过阀门切换联通冷凝段，热管冷凝段的第二输出口与第二回热器的第二输入口相连，第二回热器的第二输出口与第一回热器的第三输入口相连，第一回热器的第三输出口通过第十节流阀与第一混合器的第四输入口相连。作为本申请的一种优选技术方案：所述冬季时，所述冬季时，所述锅炉的第二输出口与热管蒸发段相连，供热器通过供热阀门与热管蒸发段连接，系统中制冷/制冰循环相关设备不工作，热管蒸发段通过阀门切换与供热器连通。作为本申请的一种优选技术方案：所述并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统采用锅炉出口余热作为制冷循环的热源，氨水混合工质作为循环工质。有益效果：本申请所述一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、能源利用效率高，增加了精馏工艺，进一步利用锅炉出口余热来产生纯氨用于制冷，故制冷的蒸发温度可以降低，制冷能力亦大大提高，同时根据循环的不同流程设置可以实现冰蓄冷储能的功能，相比现有循环流程，解决了工艺流程中受制冷剂蓄冷能力有限，或制冷工质流量有限，或循环中制冷蒸气对应的吸收器压力较高等问题制约，导致制冷温度范围受限的问题；2、构建一种分体分段式热虹吸管式发生器，通过系统热源、循环工质与冷却水之间的高效换热，实现系统夏季供冷冬季供热的功能；3、并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统的电力输出和制冷能力可以根据用户的要求分别进行调整，不相互制约，克服因串联流程具有相同的工质流量而使得发电输出功率和制冷能力的调整比较困难等问题；4、利用锅炉出口余热作为制冷循环的热源，而不是采用循环内部能量或外加热源，且锅炉和发生器中的工作溶液的温度变化范围可以更好地匹配热源的梯级利用，降低热源排放温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：所述系统包括中压吸收器（1）、高压泵（2）、第一预热器（3）、锅炉（4）、汽轮机（5）、第一回热器（6）、第一混合器（7）、低压吸收器（8）、低压泵（9）、第二回热器（10）、分离器（11）、第二预热器（12）、第二混合器（13）、中压泵（14）、分凝器（15）、精馏塔（16）、冷凝器（17）、第一过冷器（18）、第一蒸发器（19）、第二过冷器（20）、第二蒸发器（21）、第一节流阀（22）、第二节流阀（23）、第三节流阀（24）、第四节流阀（25）、第五节流阀（26）、第六节流阀（27）、第七节流阀（28）、第八节流阀（29）、第九节流阀（30）和第十节流阀（31）；所述中压吸收器（1）有两条输出管道，中压吸收器（1）的第一输出口连接高压泵（2），所述高压泵（2）与第一预热器（3）的第一输入口相连，第一预热器（3）第一输出口与锅炉（4）第一输入口相连，所述锅炉（4）的第一输出口与第一节流阀（22）相连，锅炉（4）的第二输出口与分体分段式热虹吸管式发生器相连，第一节流阀（22）与汽轮机（5）相连，汽轮机（5）与第一回热器（6）的第一输入口相连，第一回热器（6）第一输出口与第一混合器（7）的第一输入口相连，第一混合器（7）的第一输出口与低压吸收器（8）相连，低压吸收器（8）与低压泵（9）相连；所述低压泵（9）有两条输出管道，低压泵（9）的第一输出口连接第二节流阀（23），第二节流阀（23）连接第二混合器（13）的第一输入口相连，低压泵（9）的第二输出口连接第一回热器（6）的第二输入口，第一回热器（6）的第二输出口与第二回热器（10）第一输入口连接，第二回热器（10）第一输出口与分离器（11）第一输入口连接；所述分离器（11）有两条输出管道，分离器（11）的第一输出口与第一预热器（3）的第二输入口相连，第一预热器（3）的第二输出口与第三节流阀（24）相连，第三节流阀（24）与第一混合器（7）的第二输入口相连，分离器（11）的第二输出口与第二预热器（12）的第一输入口相连，第二预热器（12）的第一输出口与第二混合器（13）的第二输入口连接，第二混合器（13）的第一输出口与中压吸收器（1）的输入口相连；所述中压吸收器（1）的第二输出口经过中压泵（14）后连接第二预热器（12）的第二输入口，第二预热器（12）的第二输出口连接精馏塔（16）的第一输入口，分凝器（15）与精馏塔（16）是一个整体，上部是分凝器（15），下部是精馏塔（16），分凝器（15）的输出管道连接冷凝器（17）；所述冷凝器（17）的输出管道有两条分支，冷凝器（17）的第一输出口连接第四节流阀（25），第四节流阀（25）的输出管道与第一过冷器（18）的第一输入口相连，第一过冷器（18）的第一输出口连接第五节流阀（26），第五节流阀（26）与第一蒸发器（19）的输入口相连，第一蒸发器（19）的输出口与第一过冷器（18）的第二输入口相连，第一过冷器（18）的第二输出口与第六节流阀（27）相连，第六节流阀（27）的输出管道与第二混合器（13）的第三输入口相连，形成一条回路；所述冷凝器（17）的第二输出口连接第七节流阀（28），第七节流阀（28）的输出管道与第二过冷器（20）的第一输入口相连，第二过冷器（20）的第一输出口连接第八节流阀（29），第八节流阀（29）与第二蒸发器（21）的输入口相连，第二蒸发器（21）的输出口与第二过冷器（20）的第二输入口相连，第二过冷器（20）的输出口与第九节流阀（30）相连，第九节流阀（30）的输出管道与第一混合器（7）的第三输入口相连，形成另一条回路。...

【技术特征摘要】
1.一种并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：所述系统包括中压吸收器（1）、高压泵（2）、第一预热器（3）、锅炉（4）、汽轮机（5）、第一回热器（6）、第一混合器（7）、低压吸收器（8）、低压泵（9）、第二回热器（10）、分离器（11）、第二预热器（12）、第二混合器（13）、中压泵（14）、分凝器（15）、精馏塔（16）、冷凝器（17）、第一过冷器（18）、第一蒸发器（19）、第二过冷器（20）、第二蒸发器（21）、第一节流阀（22）、第二节流阀（23）、第三节流阀（24）、第四节流阀（25）、第五节流阀（26）、第六节流阀（27）、第七节流阀（28）、第八节流阀（29）、第九节流阀（30）和第十节流阀（31）；所述中压吸收器（1）有两条输出管道，中压吸收器（1）的第一输出口连接高压泵（2），所述高压泵（2）与第一预热器（3）的第一输入口相连，第一预热器（3）第一输出口与锅炉（4）第一输入口相连，所述锅炉（4）的第一输出口与第一节流阀（22）相连，锅炉（4）的第二输出口与分体分段式热虹吸管式发生器相连，第一节流阀（22）与汽轮机（5）相连，汽轮机（5）与第一回热器（6）的第一输入口相连，第一回热器（6）第一输出口与第一混合器（7）的第一输入口相连，第一混合器（7）的第一输出口与低压吸收器（8）相连，低压吸收器（8）与低压泵（9）相连；所述低压泵（9）有两条输出管道，低压泵（9）的第一输出口连接第二节流阀（23），第二节流阀（23）连接第二混合器（13）的第一输入口相连，低压泵（9）的第二输出口连接第一回热器（6）的第二输入口，第一回热器（6）的第二输出口与第二回热器（10）第一输入口连接，第二回热器（10）第一输出口与分离器（11）第一输入口连接；所述分离器（11）有两条输出管道，分离器（11）的第一输出口与第一预热器（3）的第二输入口相连，第一预热器（3）的第二输出口与第三节流阀（24）相连，第三节流阀（24）与第一混合器（7）的第二输入口相连，分离器（11）的第二输出口与第二预热器（12）的第一输入口相连，第二预热器（12）的第一输出口与第二混合器（13）的第二输入口连接，第二混合器（13）的第一输出口与中压吸收器（1）的输入口相连；所述中压吸收器（1）的第二输出口经过中压泵（14）后连接第二预热器（12）的第二输入口，第二预热器（12）的第二输出口连接精馏塔（16）的第一输入口，分凝器（15）与精馏塔（16）是一个整体，上部是分凝器（15），下部是精馏塔（16），分凝器（15）的输出管道连接冷凝器（17）；所述冷凝器（17）的输出管道有两条分支，冷凝器（17）的第一输出口连接第四节流阀（25），第四节流阀（25）的输出管道与第一过冷器（18）的第一输入口相连，第一过冷器（18）的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦露雯，华君叶，赵孝保，李奇贺，李栋，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32