不同工质组分调控梯级闪蒸系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种不同工质组分调控梯级闪蒸系统，涉及能源利用系统技术领域，它包括分液冷凝器，其内部通过分液形成不同组分的工质，且不同组分的工质处各开设一个出口，每个出口输出不同组分的工质，每个出口各连通一个做功系统，做功系统包括加热器，所有做功系统的加热器的热源通道连通，中低温热源由第一个加热器的热源通道进入，并从最后一个加热器的热源通道输出。中低温热源的能量由第一个加热器使用一部分后，再输送至下一个加热器中，中低温热源的能源得到了充分的利用，减少火用损失，进而减少能源的浪费。进而减少能源的浪费。进而减少能源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
不同工质组分调控梯级闪蒸系统


[0001]本技术涉及能源利用系统
，具体涉及一种不同工质组分调控梯级闪蒸系统。

技术介绍

[0002]利用和回收可再生能源以及工业生产过程中产生的废热可有效减少化石燃料的消耗，缓解能源和环境问题。我国太阳能、地热能等可再生能源以及工业废热含量十分丰富。比如太阳能方面，中国具有十分丰富的太阳能资源，主要用以太阳能热发电和建筑用能终端直接用能，包括光伏发电、光热发电、太阳能热水器和太阳能空调。目前，中国已成为全球最大的太阳能光热应用市场。据统计，2019年中国并网太阳能发电装机容量20468万千瓦，增长17.4％。但太阳能能流密度低，高温太阳能集热器结构复杂成本高，200℃以下的太阳能集热器结构简单，经济性好，更具应用前景。另外，我国可开采的地热储量相当于2560亿吨标准煤，而其中储量的70％以上温度低于150℃；我国消耗能源总量中42％
–
46％将转换为各种工业废热，但在这些废热中超过63％的温度低于200℃。总体而言，我国大部分的可再生能源和工业废热均属于温度低于200℃的中低温余热，由于其热功转换特点与常规动力循环存在显著差异，目前对这些中低温热能的利用并不充分。
[0003]传统的利用中低温热源的方式，如有机朗肯循环、有机闪蒸循环等，虽然能够在一定程度上有效利用中低温热源，但是由于这些循环往往在热/冷源换热过程中的温度匹配问题上表现不佳，因此存在巨大的火用损失，进而造成了能源的浪费。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种根据不同工质组分梯级充分利用中低温热源，减少能源浪费的不同工质组分调控梯级闪蒸系统。
[0005]本技术采用的技术方案如下：
[0006]一种不同工质组分调控梯级闪蒸系统，包括分液冷凝器，其内部通过分液形成不同组分的工质，且不同组分的工质处各开设一个出口，每个出口输出不同组分的工质，每个出口各连通一个做功系统，做功系统包括加热器，所有做功系统的加热器的热源通道连通，中低温热源由第一个加热器的热源通道进入，并从最后一个加热器的热源通道输出。
[0007]优选的，做功系统还包括连通于分液冷凝器和加热器之间的工质泵。
[0008]优选的，做功系统还包括与加热器出口连通的两相膨胀机。
[0009]优选的，做功系统还包括与两相膨胀机出口连通的气液分离器，气液分离器的气相区连通有透平、液相区连通有节流阀。
[0010]优选的，每个做功系统的透平和节流阀两者的出口均连通有混合器，混合器还与分液冷凝器的入口连通，分液冷凝器、做功系统、混合器形成闪蒸循环。
[0011]优选的，分液冷凝器内部连通有冷却水泵和冷却塔，三者形成冷却水循环系统。
[0012]优选的，分液冷凝器的出口和做功系统均为两个。
[0013]优选的，分液冷凝器将工质分为低沸点组分多的工质和低沸点组分少的工质，低沸点组分少的工质连通第一个加热器，低沸点组分多的工质连通最后一个加热器。
[0014]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：分液冷凝器能通过分液形成不同阶段的冷凝以及不同组分的工质，分成临界温度不同的工质，临界温度最高的工质输出至第一个加热器中进行热交换，临界温度最低的工质输出至最后一个加热器中进行热交换，即工质按照临界温度从高到低的顺序依次输出至第一个加热器至最后一个加热器中。中低温热源的能量由第一个加热器使用一部分后，再输送至下一个加热器中，中低温热源的能源得到了充分的利用，减少火用损失，进而减少能源的浪费。
附图说明
[0015]图1为不同工质组分调控梯级闪蒸系统的系统原理图。
[0016]图中标记：分液冷凝器
‑
1、第一工质泵
‑
21、第一加热器
‑
22、第一两相膨胀机
‑
23、第一气液分离器
‑
24、第一透平
‑
25、第一节流阀
‑
26、第二工质泵
‑
31、第二加热器
‑
32、第二两相膨胀机
‑
33、第二气液分离器
‑
34、第二透平
‑
35、第二气流阀
‑
36、混合器
‑
4、冷却水泵
‑
5、冷却塔
‑
6。
具体实施方式
[0017]下面结合附图，对本技术作详细的说明。
[0018]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0019]请参看图1，一种不同工质组分调控梯级闪蒸系统，包括分液冷凝器1，其内部根据不同冷凝阶段形成分液，分液冷凝器1的上部分液面为低沸点少的工质、下部分液面为低沸点多的工质，分液冷凝器1根据分液的液位在侧壁和底部分别开设一个出口，其侧壁出口用于输出低沸点少的工质、底部出口用于输出低沸点多的工质；分液冷凝器1的侧壁出口连通第一做功系统、底部出口连通第二做功系统，低沸点少的工质输出至第一做功系统进行做功，低沸点多的工质输出至第二做功系统进行做功。
[0020]第一做功系统包括依次连通的第一工质泵21、第一加热器22、第一两相膨胀机23、第一气液分离器24，第一气液分离器24的气相区连通有第一透平25、液相区连通有第一节流阀26；
[0021]第二做功系统包括依次连通的第二工质泵31、第二加热器32、第二两相膨胀机33、第二气液分离器34，第二气液分离器34的气相区连通有第二透平35、液相区连通有第二节流阀36。
[0022]第一两相膨胀机23和第二两相膨胀机33的位置设置，保证经过第一加热器22和第二加热器32加热完成的饱和液体，能够直接进入第一两相膨胀机23和第二两相膨胀机33内进行做功，避免了传统闪蒸系统中饱和液体加热后进入节流阀中而造成的能量损失，实现能量的充分利用。
[0023]第一透平25、第一节流阀26、第二透平35、第二节流阀36四者的出口均连通有混合器4，混合器4的出口与分液冷凝器1的入口连通。分液冷凝器1与第一做功系统、第二做功系
统、混合器4形成循环。
[0024]第一加热器22与第二加热器32的热源通道连通，中低温热源由第一加热器22的热源通道进入、由第二加热器32的热源通道输出。低沸点组分少的工质为分液冷凝器1先分离出来的液体，由于该工质低沸点组分少，因此其临界温度就高，更适合采用温度更高的热源进行加热，即更适合采用先接收中低温热源的第一加热器22进行加热；而低沸点组分多的工质为分液冷凝器1分离出的气体再次冷凝得到的液体，由于该工质低沸点组分多，因此其临界温度就低，采用温度更低的热源就能够对其进行充分加热，即采用二次接收中低温热源的第二加热器32就能够对其进行充分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不同工质组分调控梯级闪蒸系统，其特征在于，包括分液冷凝器，其内部通过分液形成不同组分的工质，且不同组分的工质处各开设一个出口，每个出口输出不同组分的工质，每个出口各连通一个做功系统，做功系统包括加热器，所有做功系统的加热器的热源通道连通，中低温热源由第一个加热器的热源通道进入，并从最后一个加热器的热源通道输出。2.如权利要求1所述的不同工质组分调控梯级闪蒸系统，其特征在于，所述做功系统还包括连通于分液冷凝器和加热器之间的工质泵。3.如权利要求2所述的不同工质组分调控梯级闪蒸系统，其特征在于，所述做功系统还包括与加热器出口连通的两相膨胀机。4.如权利要求3所述的不同工质组分调控梯级闪蒸系统，其特征在于，所述做功系统还包括与两相膨胀机出口连通的气液分离器，气液分离器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛众，庞小兵，解志勇，王亚琦，赵伟，汤翀，谢建斌，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：新型
国别省市：