一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统技术方案

一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统，解决了现有ORC发电系统的适用性不能满足不同热源条件的问题，属于发电技术领域。所述系统包括板式蒸发器、板式预热器、膨胀机、发电机、冷凝器、工质储液罐和工质泵；板式蒸发器包括上隔板、下隔板和多个传热板片，上隔板、下隔板和多个传热板片形成热源A流道、热源B流道和有机工质出口C形成有机工质C流道；板式预热器与板式蒸发器的结构相同；两种不同的余热热源依次经过板式蒸发器和板式预热器与有机工质进行换热，经过加热变成过热状态的有机工质进入膨胀机做功，带动发电机发电，然后进入冷凝器与冷却水换热，冷却后的工质进入工质储液罐，再经过工质泵升压泵入板式预热器进行循环。

【技术实现步骤摘要】
一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统
本专利技术涉及一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统，属于发电

技术介绍
目前，ORC(OrganicRankineCycle,有机朗肯循环)发电系统应用于多种行业的余热回收，如：工业、冶金行业、化工行业等，对于各个行业的工艺不同，余热热源条件也有所不同。通常一台ORC发电系统只能用于单一热源的余热利用，往往无法满足工业生产中所产生的多种余热热源。当余热热源存在多种时，只能通过增加设备对其利用，适用性差，成本高。
技术实现思路
针对现有ORC发电系统的适用性不能满足不同热源条件的问题，本专利技术提供一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统。本专利技术的一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统，所述系统包括板式蒸发器9、板式预热器10、膨胀机11、发电机12、冷凝器13、工质储液罐14和工质泵15；板式蒸发器9包括上隔板、下隔板和多个传热板片，每个传热板片的侧面设有四个角孔，分别为热源入口A、热源入口B、热源出口A和热源出口B，按照热源A传热板片、有机工质传热板片和热源B传热板片三组交替排列压紧在一起，形成热源A流道和热源B流道，上隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的顶部，上隔板上设有有机工质入口C，下隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的底部，下隔板上设有有机工质出口C，有机工质入口C、有机工质传热板片和有机工质出口C形成有机工质C流道；有机工质C流道与热源A传热板片及热源B传热板片之间设有密封垫片，热源A流道与热源A传热板片及有机工质传热板片之间设有密封垫片，热源B流道与热源A传热板片及有机工质传热板片之间设有密封垫片；板式预热器10设有热源入口D、热源出口D、热源入口E、热源出口E、有机工质入口F和有机工质出口F，板式预热器10与板式蒸发器9的结构相同；板式蒸发器9的热源出口A和板式预热器10的热源入口D连通，板式蒸发器9的热源出口B和板式预热器10的热源入口E连通，板式预热器10的有机工质出口F和板式蒸发器9的有机工质出口C连通；板式蒸发器9的热源入口A和热源入口B用于输入不同种余热热源，板式蒸发器9的有机工质出口C与膨胀机11的入口连通，膨胀机11带动发电机12，膨胀机11的有机工质出口与冷凝器13的入口连通，冷凝器13的出口与工质储液罐14的入口连通，工质泵15用于将工质储液罐14内的有机工质泵入板式预热器10的有机工质入口F。作为优选，传热板片为人字形波纹板、水平平直波纹板或瘤形板片。作为优选，所述板式蒸发器9的热源入口A、热源入口B及板式预热器10的热源出口D、热源出口E均设有热源泵及阀门。作为优选，所述热源泵为变频泵，所述阀门为可调开度的电磁阀。本专利技术的有益效果，本专利技术可以在多种余热热源不能相互混合的情况下，分别与工质在同一个板式换热器内完成换热，增强了ORC发电系统的适用范围，更加满足生产工艺中余热热源多样性的使用情况，降低了设备成本。同时本专利技术采用板式换热器完成多种余热和有机工质的换热，相比于管式换热器，提高了传热系数，减小的占地面积及热回收率可高达90％以上。附图说明图1为本专利技术的ORC发电系统的原理示意图；1-余热热源A进；2-阀门A；3-热源泵A；4-余热热源A出；5-余热热源B进；6-阀门B；7-热源泵B；8-余热热源B出；9-板式蒸发器；10-板式预热器；11-膨胀机；12-发电机；13-冷凝器；14-工质储液罐；15-工质泵；16-冷源出；17-冷源入；图2为板式蒸发器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本实施方式的一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统，包括板式蒸发器9、板式预热器10、膨胀机11、发电机12、冷凝器13、工质储液罐14和工质泵15；板式蒸发器9包括上隔板、下隔板和多个传热板片，每个传热板片的侧面设有四个角孔，分别为热源入口A、热源入口B、热源出口A和热源出口B，按照热源A传热板片、有机工质传热板片和热源B传热板片三组交替排列压紧在一起，形成热源A流道和热源B流道；板片与板片之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果；上隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的顶部，上隔板上设有有机工质入口C，下隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的底部，下隔板上设有有机工质出口C，有机工质入口C、有机工质传热板片和有机工质出口C形成有机工质C流道；有机工质C流道与热源A传热板片及热源B传热板片间设有密封垫片，热源A流道与热源A传热板片及有机工质传热板片间设有密封垫片，热源B流道与热源A传热板片及有机工质传热板片间设有密封垫片；板式预热器10设有热源入口D、热源出口D、热源入口E、热源出口E、有机工质入口F和有机工质出口F，板式预热器10与板式蒸发器9的结构相同；板式蒸发器9的热源出口A和板式预热器10的热源入口D连通，板式蒸发器9的热源出口B和板式预热器10的热源入口E连通，板式预热器10的有机工质出口F和板式蒸发器9的有机工质出口C连通；板式蒸发器9的热源入口A和热源入口B用于输入不同种余热热源，板式蒸发器9的有机工质出口C与膨胀机11的入口连通，膨胀机11带动发电机12，膨胀机11的有机工质出口与冷凝器13的入口连通，冷凝器13的出口与工质储液罐14的入口连通，工质泵15用于将工质储液罐14内的有机工质泵入板式预热器10的有机工质入口F。工作过程：热源侧换热回路中，两种不同的余热热源依次经过板式蒸发器9和板式预热器10与有机工质进行换热，具体的，本实施方式的板式蒸发器9设有入口A、入口B、入口C、出口A、出口B、出口C，如图2所示，余热热源A由入口A进入板式蒸发器9、出口A流出，余热热源B由入口B进入板式蒸发器9、出口B流出，有机工质由入口C进入板式蒸发器9、出口C流出，其内各流道互不联通，流道间进行间接换热，工质与热源流动方向相反，逆流换热；本实施方式的板式预热器10设有入口D、入口E、入口F、出口D、出口E、出口F，余热热源A由入口D进入板式预热器10、出口D流出，余热热源B由入口E进入板式预热器10、出口E流出，有机工质由入口F进入板式预热器10、出口F流出，其内各流道互不联通，流道间进行间接换热，工质与热源流动方向相反，逆流换热；有机工质朗肯循环回路中，经过加热变成过热状态的有机工质进入膨胀机11做功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统，其特征在于，所述系统包括板式蒸发器(9)、板式预热器(10)、膨胀机(11)、发电机(12)、冷凝器(13)、工质储液罐(14)和工质泵(15)；/n板式蒸发器(9)包括上隔板、下隔板和多个传热板片，每个传热板片的侧面设有四个角孔，分别为热源入口A、热源入口B、热源出口A和热源出口B，按照热源A传热板片、有机工质传热板片和热源B传热板片三组交替排列压紧在一起，形成热源A流道和热源B流道，上隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的顶部，上隔板上设有有机工质入口C，下隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的底部，下隔板上设有有机工质出口C，有机工质入口C、有机工质传热板片和有机工质出口C形成有机工质C流道；/n有机工质C流道与热源A传热板片及热源B传热板片间设有密封垫片，热源A流道与热源A传热板片及有机工质传热板片间设有密封垫片，热源B流道与热源A传热板片及有机工质传热板片间设有密封垫片；/n板式预热器(10)设有热源入口D、热源出口D、热源入口E、热源出口E、有机工质入口F和有机工质出口F，板式预热器(10)与板式蒸发器(9)的结构相同；/n板式蒸发器(9)的热源出口A和板式预热器(10)的热源入口D连通，板式蒸发器(9)的热源出口B和板式预热器(10)的热源入口E连通，板式预热器(10)的有机工质出口F和板式蒸发器(9)的有机工质出口C连通；/n板式蒸发器(9)的热源入口A和热源入口B用于输入不同种余热热源，板式蒸发器(9)的有机工质出口C与膨胀机(11)的入口连通，膨胀机(11)带动发电机(12)，膨胀机(11)的有机工质出口与冷凝器(13)的入口连通，冷凝器(13)的出口与工质储液罐(14)的入口连通，工质泵(15)用于将工质储液罐(14)内的有机工质泵入板式预热器(10)的有机工质入口F。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用多种热源板式换热器的ORC发电系统，其特征在于，所述系统包括板式蒸发器(9)、板式预热器(10)、膨胀机(11)、发电机(12)、冷凝器(13)、工质储液罐(14)和工质泵(15)；
板式蒸发器(9)包括上隔板、下隔板和多个传热板片，每个传热板片的侧面设有四个角孔，分别为热源入口A、热源入口B、热源出口A和热源出口B，按照热源A传热板片、有机工质传热板片和热源B传热板片三组交替排列压紧在一起，形成热源A流道和热源B流道，上隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的顶部，上隔板上设有有机工质入口C，下隔板设置在压紧在一起的多个传热板片的底部，下隔板上设有有机工质出口C，有机工质入口C、有机工质传热板片和有机工质出口C形成有机工质C流道；
有机工质C流道与热源A传热板片及热源B传热板片间设有密封垫片，热源A流道与热源A传热板片及有机工质传热板片间设有密封垫片，热源B流道与热源A传热板片及有机工质传热板片间设有密封垫片；
板式预热器(10)设有热源入口D、热源出口D、热源入口E、热源出口E、有机工质入口F和有机工质出口F，板式预热器(10)与板式蒸发器(9)的结构相同；
板式蒸发器(9)的热源出口A和板...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴哲，韩卿洋，宋月杰，窦康宁，冯喆，于剑锋，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23