能源梯级利用的多级发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种能源梯级利用的多级发电系统，所述能源梯级利用的多级发电系统包括：一级发电装置、第一换热装置、二级发电装置、第二换热装置和三级发电装置。一级发电装置与第一换热装置相连，一级换热工质与二级换热工质进行换热。第一换热装置与二级发电装置相连，二级发电装置利用二级换热工质中的热能进行发电。二级发电装置与第二换热装置相连，二级换热工质与三级换热工质进行换热。第二换热装置与第一换热装置相连，第二换热装置与三级发电装置相连，三级发电装置利用三级换热工质中的热能进行发电。该系统避免了能源的浪费以及实现系统中能量的梯级利用，提高系统总体效率，使整体系统达到最佳效益。使整体系统达到最佳效益。使整体系统达到最佳效益。

【技术实现步骤摘要】
能源梯级利用的多级发电系统


[0001]本专利技术涉及发电
，尤其涉及一种能源梯级利用的多级发电系统。

技术介绍

[0002]随着用户的用电用热需求日益旺盛，常规背压机的热、电联产负荷分配问题一直难以解决。在面临热、电负荷供需关系变化时，常规的变工况难以在保证用户需求的前提下进行高效的能源分配，蒸汽利用率低，能源浪费严重。相关技术中，通过使用换热装置，采用余热回收的方式以解决能源浪费的问题。虽然实现了部分蒸汽的循环利用，但对于品位较低的热源，仅靠简单的换热装置，仍然不能有效利用低温余热。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术的实施例提出一种能源梯级利用的多级发电系统，该多级发电系统充分有效地利用了各级发电装置的热源，实现能量梯级利用，提高了系统总体效率。
[0005]本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统包括：一级发电装置、第一换热装置、二级发电装置、第二换热装置和三级发电装置，所述一级发电装置用于发电的工质为一级换热工质；所述一级发电装置与所述第一换热装置相连以向所述第一换热装置输送所述一级发电装置发电排出的一级换热工质，所述一级换热工质用于与流经所述第一换热装置的二级换热工质进行换热；所述第一换热装置与所述二级发电装置相连以向所述二级发电装置输送换热的所述二级换热工质，所述二级发电装置用于利用所述二级换热工质中的热能进行发电；所述二级发电装置与所述第二换热装置相连以向所述第二换热装置输送所述二级发电装置发电排出的二级换热工质，所述二级换热工质用于与流经所述第二换热装置的三级换热工质进行换热，所述第二换热装置与所述第一换热装置相连以将与所述三级换热工质换热后的所述二级换热工质输送回所述第一换热装置内再次进行换热；所述第二换热装置与所述三级发电装置相连以向所述三级发电装置输送换热的所述三级换热工质，所述三级发电装置用于利用所述三级换热工质中的热能进行发电并将发电排出的三级换热工质输送回所述第二换热装置内再次进行换热。
[0006]本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统，当热用户需求下降时，将一级发电装置排出的热量用于并网发电，从而避免能源的浪费。一级发电装置排出的热量作为二级发电装置的热源，二级发电装置排出的热量作为三级发电装置的热源，从而实现系统中能量的梯级利用，提高系统总体效率，使整体系统达到最佳效益，进而提高一级发电装置在面对用户需求发生变化时的高效灵活性。
[0007]由此，本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统解决了能源浪费的问题。
[0008]在一些实施例中，所述二级换热工质为氨
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水混合物，所述第一换热装置包括循环加热器和分离器，所述循环加热器与所述分离器相连以将与所述一级换热工质换热后的氨
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水混合物输送至所述分离器，所述分离器用于对所述氨
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水混合物进行分离并生成氨
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水蒸汽和高温饱和氨水，所述分离器与所述二级发电装置和所述第二换热装置相连，所述二级发电装置用于利用所述分离器输送的氨
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水蒸汽进行发电，所述第二换热装置用于利用所述分离器输送的高温饱和氨水进行换热并转换为低温饱和氨水。
[0009]在一些实施例中，所述二级发电装置包括二级发电组件和二级冷凝器，所述二级发电组件经所述二级冷凝器与所述第二换热装置相连，所述二级冷凝器用于冷凝所述二级发电组件发电排出的所述氨
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水蒸汽并将冷凝的所述氨
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水蒸汽输送至所述第二换热装置。
[0010]在一些实施例中，还包括回热装置，所述回热装置具有高温介质传输通道和低温介质回热通道，所述分离器经所述高温介质传输通道与所述第二换热装置相连以向所述第二换热装置输送所述高温饱和氨水，所述第二换热装置经所述低温介质回热通道与所述循环加热器相连以向所述循环加热器输送所述低温饱和氨水，所述高温介质传输通道内的高温饱和氨水用于与所述低温介质回热通道内的低温饱和氨水进行换热。
[0011]在一些实施例中，所述三级发电装置包括三级发电组件和三级冷凝器，所述第二换热装置与所述三级发电组件相连以向所述三级发电组件输送换热的所述三级换热工质，所述三级发电组件与所述三级冷凝器相连以向所述三级冷凝器输送所述三级发电组件发电排出的所述三级换热工质，所述三级冷凝器用于冷凝所述三级发电组件发电排出的所述三级换热工质，所述三级冷凝器与所述第二换热装置相连以向所述第二换热装置输送冷凝的所述三级换热工质。
[0012]在一些实施例中，还包括一级液氮储存装置和二级液氮储存装置，所述一级液氮储存装置经所述三级冷凝器与所述二级液氮储存装置相连，所述一级液氮储存装置用于向所述三级冷凝器输送超低温液氮，所述三级冷凝器用于利用所述超低温液氮与所述三级换热工质进行换热以生成低温液氮并输送至二级液氮储存装置。
[0013]在一些实施例中，所述二级发电组件包括二级汽轮机和二级发电机，所述二级汽轮机与所述分离器、所述二级发电机和所述二级冷凝器相连，所述高温介质传输通道上设有流量阀，所述低温介质换热通道上设有二级升压泵。
[0014]在一些实施例中，所述第二换热装置为蒸发器，所述三级发电组件包括三级汽轮机和三级发电机，所述三级汽轮机与所述蒸发器、所述三级发电机和所述三级冷凝器相连。
[0015]在一些实施例中，所述三级冷凝器经管路与所述蒸发器相连，所述三级冷凝器与所述蒸发器之间的管路上设有三级升压泵。
[0016]在一些实施例中，所述三级换热工质为一氯四氟乙烷工质或一氯五氟乙烷工质。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统的示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统的示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统的氨
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水混合物相图。
[0020]图4是本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统的氨
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水混合物加热过程的热力线图。
[0021]图5是本专利技术实施例的能源梯级利用的多级发电系统的ORC循环温熵图。
[0022]附图标记：
[0023]一级发电装置1、背压机101、一级发电机102、一级升压泵103、
[0024]第一换热装置2、循环加热器201、分离器202、
[0025]二级发电装置3、二级汽轮机301、二级发电机302、二级冷凝器303、流量阀304、二级升压泵305、
[0026]第二换热装置4、蒸发器401、
[0027]三级发电装置5、三级汽轮机501、三级发电机502、三级冷凝器503、三级升压泵504、回热装置6、一级液氮储存装置7、二级液氮储存装置8。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源梯级利用的多级发电系统，其特征在于，包括：一级发电装置，所述一级发电装置用于发电的工质为一级换热工质；第一换热装置，所述一级发电装置与所述第一换热装置相连以向所述第一换热装置输送所述一级发电装置发电排出的一级换热工质，所述一级换热工质用于与流经所述第一换热装置的二级换热工质进行换热；二级发电装置，所述第一换热装置与所述二级发电装置相连以向所述二级发电装置输送换热的所述二级换热工质，所述二级发电装置用于利用所述二级换热工质中的热能进行发电；第二换热装置，所述二级发电装置与所述第二换热装置相连以向所述第二换热装置输送所述二级发电装置发电排出的二级换热工质，所述二级换热工质用于与流经所述第二换热装置的三级换热工质进行换热，所述第二换热装置与所述第一换热装置相连以将与所述三级换热工质换热后的所述二级换热工质输送回所述第一换热装置内再次进行换热；三级发电装置，所述第二换热装置与所述三级发电装置相连以向所述三级发电装置输送换热的所述三级换热工质，所述三级发电装置用于利用所述三级换热工质中的热能进行发电并将发电排出的三级换热工质输送回所述第二换热装置内再次进行换热。2.根据权利要求1所述的能源梯级利用的多级发电系统，其特征在于，所述二级换热工质为氨
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水混合物，所述第一换热装置包括循环加热器和分离器，所述循环加热器与所述分离器相连以将与所述一级换热工质换热后的氨
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水混合物输送至所述分离器，所述分离器用于对所述氨
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水混合物进行分离并生成氨
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水蒸汽和高温饱和氨水，所述分离器与所述二级发电装置和所述第二换热装置相连，所述二级发电装置用于利用所述分离器输送的氨
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水蒸汽进行发电，所述第二换热装置用于利用所述分离器输送的高温饱和氨水进行换热并转换为低温饱和氨水。3.根据权利要求2所述的能源梯级利用的多级发电系统，其特征在于，所述二级发电装置包括二级发电组件和二级冷凝器，所述二级发电组件经所述二级冷凝器与所述第二换热装置相连，所述二级冷凝器用于冷凝所述二级发电组件发电排出的所述氨
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水蒸汽并将冷凝的所述氨
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水蒸汽输送至所述第二换热装置。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹤涛，杨利，王兴俊，李海斌，禹振国，黄思源，肖志波，徐丹，叶兆青，杨庆川，赵若昱，李保垒，
申请(专利权)人：华能湖南岳阳发电有限责任公司西安西热节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：