一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，热源储罐与蒸发器通过热源输送管道构成热源循环回路；蒸发器、透平、冷凝器、抽水泵通过工质液输送管道构成工质液循环回路；透平与发电机机械传动连接；蒸发器包括蒸发器壳体、工质液换热管和热源换热管，过滤器和吸污装置；冷凝器包括冷凝器壳体、冷凝管、布液板、收液板、进液管和回液管；冷凝管外部具有加速液化体，内部具有阻流片。本发明专利技术提供的一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，不仅能够在换热过程中过滤掉热源所含的固体杂质，避免对蒸发器的内部构件造成损害，而且能够将气态工质液彻底、快速的冷却为液态工质液，从而使发电后的流体呈液态饱和态，冷凝效果好、效率高，大大提高发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统
本专利技术属于低温余热发电
，尤其涉及一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统。
技术介绍
余热按照热值来分可以分为高品质热源和低品质热源，其中，低品质热源种类较多，占余热总量的60％以上，包括工业生产中产生的热水、高温化工液体、钢铁高炉炉渣水、燃气轮机的缸套冷却水等等，这些热源由于热值较低，不能用于直接发电和工业生产，绝大部分被废弃，带来极大的资源浪费。所以如何将这些低品质热源转化为可利用的能源，成为各国研发机构和各大企业研究的重点。在低温余热发电系统中，需要应用蒸发器进行换热作业，由于热源含有固体杂质，如果不对其进行处理，则这些杂质进入低温余热发电系统中则会造成蒸发器内部结构损坏，影响换热效率。在低温余热发电系统中，需要应用冷凝器对气态工质液(也称为流体)进行冷却液化，而现有的冷凝器由于结构设计的缺陷，气态工质液在冷凝管中导流速度过快，很容易在未被完全液化状态下从冷凝管喷出，给余热发电系统带来麻烦。基于上述理由，本专利技术设计了一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，不仅能够在换热过程中过滤掉热源所含的固体杂质，避免对蒸发器的内部构件造成损害，而且能够将气态工质液彻底、快速的冷却为液态工质液，从而使发电后的流体呈液态饱和态，冷凝效果好、效率高，大大提高发电效率。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，不仅能够在换热过程中过滤掉热源所含的固体杂质，避免对蒸发器的内部构件造成损害，而且能够将气态工质液彻底、快速的冷却为液态工质液，从而使发电后的流体呈液态饱和态，冷凝效果好、效率高，大大提高发电效率。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，包括热源储罐、蒸发器、冷凝器、抽水泵、透平、发电机、热源输送管道和工质液输送管道；所述热源储罐与蒸发器通过热源输送管道构成热源循环回路；所述蒸发器、透平、冷凝器、抽水泵通过工质液输送管道构成工质液循环回路；所述透平与发电机机械传动连接；所述蒸发器包括蒸发器壳体、工质液换热管和热源换热管，所述工质液换热管和热源换热管均贯穿蒸发器壳体设置；所述工质液换热管上沿其热源导流方向依次设置有多个用于过滤出热源中的固体杂质的过滤器，且每个所述过滤器均配套设置有将其内过滤出的固体杂质吸出的吸污装置；所述冷凝器包括冷凝器壳体，所述冷凝器壳体具有上、下分布的冷凝室和冷却液室；所述冷凝器还包括冷凝管、布液板、收液板、进液管和回液管；所述冷凝管的管身位于冷凝室内，其管身外部具有加速液化体，其管身内部具有阻流片；所述冷凝管的两管端均位于冷凝室外，所述冷凝管的气态工质液进口以及液态工质液出口均设置有对接头；所述布液板位于冷凝室内顶部，其底部安装有若干喷淋头，且布液板通过进液管与冷却液室连通；所述收液板位于冷凝室内底部，其上表面密布进液孔，且收液板通过回液管与冷却液室连通；所述发电机的转轴两端分别安装有涡轮，构成双边涡轮发电机结构；所述涡轮具有涡轮仓，所述涡轮位于涡轮仓内，所述涡轮仓与发电机的转轴轴封；所述涡轮仓具有气态工质液喷口，从所述气态工质液喷口喷出的气态工质液推动所述涡轮轴向旋转，且两个气态工质液喷口分别位于各自对应的涡轮的同一侧。进一步地，所述工质液换热管位于蒸发器壳体内部的部分呈水平直通状，所述热源换热管位于蒸发器壳体内的部分呈折线状或螺旋状；所述冷凝管位于冷凝室内的部分呈S形状分布。进一步地，所述过滤器由壳体表面密布第一滤孔构成，且在沿热源导流方向的多个过滤器中，所述第一滤孔的孔径逐渐减小；所述过滤器的内部设置有表面密布第二滤孔的滤板，所述滤板罩设在过滤器与工质液换热管导通的输出端，且在同一过滤器中，所述第一滤孔的孔径与第二滤孔的孔径相同。进一步地，所述加速液化体为包裹冷凝管的筒状块，所述筒状块与冷凝管一体成型。进一步地，所述加速液化体为连接呈S形状分布的所述冷凝管的上、下管身的板块，所述板块与冷凝管一体成型，且板块从两侧向中部呈逐渐凸起状结构。进一步地，所述阻流片分布于冷凝管的前半部分。进一步地，至少两块所述阻流片在冷凝管的同一横截面上构成呈圆周阵列布置的一组，属于不同组的所述阻流片在前、后方位呈错位分布。进一步地，所述吸污装置包括通过吸污管对接的吸污泵和吸污头；所述吸污管上安装有电动阀，所述吸污泵位于蒸发器壳体外部，所述吸污头位于过滤器内部；所述吸污头包括与吸污管导通的吸污主管以及导通设置有吸污主管底部的吸污支管；所述过滤器位于工质液换热管上方，所述蒸发器壳体内底部设置有推水机构，所述推水机构的推水方向竖直朝上；进一步地，所述吸污主管面向过滤器输入端的端面呈锥体状结构。进一步地，所述工质液换热管的输入端安装有第一进水阀，所述工质液换热管的输出端安装有第一出水阀；所述热源换热管的输入端安装有第二进水阀，所述热源换热管的输出端安装有第二出水阀。进一步地，还包括气态工质液暂存容器、气态工质液增压容器、输送主管路和增压泵；液态工质液通过蒸发器换热形成的气态工质液注入气态工质液暂存容器内，所述气态工质液暂存容器通过输送主管路与气态工质液增压容器连通，所述气态工质液增压容器上设置有压力表；所述增压泵安装于输送主管路上，用于对输送至气态工质液增压容器内的气态工质液增压；还包括输送支管路和电动阀；所述气态工质液增压容器通过两条输送支管路分别与两个涡轮仓的所述气态工质液喷口连通，两个所述电动阀分别对应安装于两条输送支管路上；还包括气态工质液收集容器和回流支管路；两个所述涡轮仓分别通过回流支管路与气态工质液收集容器连通，回流至气态工质液收集容器内的气态工质液送至冷凝器进行降温冷却。有益效果：本专利技术的一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，有益效果如下：1)能够在换热过程中过滤掉热源所含的固体杂质，避免对蒸发器的内部构件造成损害，提高换热效率；2)通过吸污装置能够吸出过滤器内的固体杂质，避免过滤器堵塞；3)能够将气态工质液彻底、快速的冷却为液态工质液，从而使发电后的流体呈液态饱和态，冷凝效果好、效率高；4)通过在冷凝管外设置加速液化体，能够加速气态工质液的冷却液化，提高冷凝效率；5)通过在冷凝管内设置阻流片，能够迫使气态工质液慢速导流，避免其导流速度过快无法被完全液化而冲出冷凝管，保证气态工质液被液化的彻底性；6)通过双边涡轮加装模式，实现发电机的转轴的轴向力的相向抵消，能够增加机械功的利用率，提高发电效率。附图说明附图1为本专利技术的整体结构示意图；附图2为蒸发器的结构示意图；附图3为蒸发器的部分结构的示意图；附图4为冷凝器的结构示意图；附图5为第一种结构的加速液化体的冷凝管的实施例；附图6为第二种结构的加速液化体的冷凝管的实施例；附图7为具有双边涡轮结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，其特征在于：包括热源储罐(a)、蒸发器(b)、冷凝器(c)、抽水泵(d)、透平(e)、发电机(f)、热源输送管道(g)和工质液输送管道(h)；所述热源储罐(a)与蒸发器(b)通过热源输送管道(g)构成热源循环回路；所述蒸发器(b)、透平(e)、冷凝器(c)、抽水泵(d)通过工质液输送管道(h)构成工质液循环回路；所述透平(e)与发电机(f)机械传动连接；/n所述蒸发器(b)包括蒸发器壳体(1)、工质液换热管(2)和热源换热管(3)，所述工质液换热管(2)和热源换热管(3)均贯穿蒸发器壳体(1)设置；所述工质液换热管(2)上沿其热源导流方向依次设置有多个用于过滤出热源中的固体杂质的过滤器(4)，且每个所述过滤器(4)均配套设置有将其内过滤出的固体杂质吸出的吸污装置(5)；/n所述冷凝器(c)包括冷凝器壳体(30)，所述冷凝器壳体(30)具有上、下分布的冷凝室(30a)和冷却液室(30b)；所述冷凝器(c)还包括冷凝管(31)、布液板(32)、收液板(33)、进液管(34)和回液管(36)；所述冷凝管(31)的管身位于冷凝室(30a)内，其管身外部具有加速液化体(311)，其管身内部具有阻流片(312)；所述冷凝管(31)的两管端均位于冷凝室(30a)外，所述冷凝管(31)的气态工质液进口以及液态工质液出口均设置有对接头(310)；所述布液板(32)位于冷凝室(30a)内顶部，其底部安装有若干喷淋头(320)，且布液板(32)通过进液管(34)与冷却液室(30b)连通；所述收液板(33)位于冷凝室(30a)内底部，其上表面密布进液孔(330)，且收液板(33)通过回液管(36)与冷却液室(30b)连通；/n所述发电机(f)的转轴(10)两端分别安装有涡轮(13)，构成双边涡轮发电机结构；所述涡轮(13)具有涡轮仓(131)，所述涡轮(13)位于涡轮仓(131)内，所述涡轮仓(131)与发电机(f)的转轴(10)轴封；所述涡轮仓(131)具有气态工质液喷口(130)，从所述气态工质液喷口(130)喷出的气态工质液推动所述涡轮(13)轴向旋转，且两个气态工质液喷口(130)分别位于各自对应的涡轮(13)的同一侧。/n...

【技术特征摘要】
1.一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，其特征在于：包括热源储罐(a)、蒸发器(b)、冷凝器(c)、抽水泵(d)、透平(e)、发电机(f)、热源输送管道(g)和工质液输送管道(h)；所述热源储罐(a)与蒸发器(b)通过热源输送管道(g)构成热源循环回路；所述蒸发器(b)、透平(e)、冷凝器(c)、抽水泵(d)通过工质液输送管道(h)构成工质液循环回路；所述透平(e)与发电机(f)机械传动连接；
所述蒸发器(b)包括蒸发器壳体(1)、工质液换热管(2)和热源换热管(3)，所述工质液换热管(2)和热源换热管(3)均贯穿蒸发器壳体(1)设置；所述工质液换热管(2)上沿其热源导流方向依次设置有多个用于过滤出热源中的固体杂质的过滤器(4)，且每个所述过滤器(4)均配套设置有将其内过滤出的固体杂质吸出的吸污装置(5)；
所述冷凝器(c)包括冷凝器壳体(30)，所述冷凝器壳体(30)具有上、下分布的冷凝室(30a)和冷却液室(30b)；所述冷凝器(c)还包括冷凝管(31)、布液板(32)、收液板(33)、进液管(34)和回液管(36)；所述冷凝管(31)的管身位于冷凝室(30a)内，其管身外部具有加速液化体(311)，其管身内部具有阻流片(312)；所述冷凝管(31)的两管端均位于冷凝室(30a)外，所述冷凝管(31)的气态工质液进口以及液态工质液出口均设置有对接头(310)；所述布液板(32)位于冷凝室(30a)内顶部，其底部安装有若干喷淋头(320)，且布液板(32)通过进液管(34)与冷却液室(30b)连通；所述收液板(33)位于冷凝室(30a)内底部，其上表面密布进液孔(330)，且收液板(33)通过回液管(36)与冷却液室(30b)连通；
所述发电机(f)的转轴(10)两端分别安装有涡轮(13)，构成双边涡轮发电机结构；所述涡轮(13)具有涡轮仓(131)，所述涡轮(13)位于涡轮仓(131)内，所述涡轮仓(131)与发电机(f)的转轴(10)轴封；所述涡轮仓(131)具有气态工质液喷口(130)，从所述气态工质液喷口(130)喷出的气态工质液推动所述涡轮(13)轴向旋转，且两个气态工质液喷口(130)分别位于各自对应的涡轮(13)的同一侧。


2.根据权利要求1所述的一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，其特征在于：所述工质液换热管(2)位于蒸发器壳体(1)内部的部分呈水平直通状，所述热源换热管(3)位于蒸发器壳体(1)内的部分呈折线状或螺旋状；所述冷凝管(31)位于冷凝室(30a)内的部分呈S形状分布。


3.根据权利要求1所述的一种集高效蒸发与冷凝技术的高效率低温余热发电系统，其特征在于：所述过滤器(4)由壳体表面密布第一滤孔(40)构成，且在沿热源导流方向的多个过滤器(4)中，所述第一滤孔(40)的孔径逐渐减小；
所述过滤器(4)的内部设置有表面密布第二滤孔(60)的滤板(6)，所述滤板(6)罩设在过滤器(4)与工质液换热管(2)导通的输出端，且在同一过滤器(4)中，所述第一滤孔(40)的孔径与第二滤孔(60)的孔径相同；
所述工质液换热管(2)的输入端安装有第一进水阀(2a)，所述工质液换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹山，钟伟，
申请(专利权)人：江阴弘旭环保电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32