一种中低温ORC余热发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种中低温ORC余热发电系统，属于新能源开发余热发电领域。余热利用模块利用获取的余热热源热量对循环传热工质进行一次加热，相变蓄热模块利用收集的太阳能热量对一次加热后的循环传热工质进行二次加热，ORC模块吸收二次加热后的循环传热工质的热量后进行发电。本发明专利技术利用中低温热源余热进行低温加热、光热进行高温加热，实现低温余热的有效利用，相变蓄热模块提升余热品位的同时消除太阳能的波动性，保持了稳定的供热能力。保持了稳定的供热能力。保持了稳定的供热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种中低温ORC余热发电系统


[0001]本专利技术涉及新能源开发余热发电领域，特别是涉及一种中低温ORC余热发电系统。

技术介绍

[0002]现有的中低温ORC(Organic Rankine Cycle，有机朗肯循环)余热发电系统发电效率低，理论最低可利用温度大于60℃，但ORC系统实际有效运行温度需达120℃以上，致使油田大量50～80℃污水余热无法有效利用。
[0003]目前中低温ORC余热发电系统的运行方式主要是通过加入光热、地热等其他可再生能源来提升余热的品位。然而这种提升热源品位的方法效率较低，且热源温度不稳定，影响系统的稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种中低温ORC余热发电系统，以实现低温余热的有效利用，提升余热热源的品位的同时保持稳定的供热能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种中低温ORC余热发电系统，所述发电系统包括：余热利用模块、相变蓄热模块和ORC模块；
[0007]余热利用模块的热量输入端与余热热源连接，余热利用模块的工质输出端与相变蓄热模块的工质输入端连接，相变蓄热模块的工质输出端与ORC模块的工质输入端连接；
[0008]所述余热利用模块用于获取余热热源的热量，并利用获取的余热热源热量对循环传热工质进行一次加热，并将一次加热后的循环传热工质传输至相变蓄热模块；
[0009]所述相变蓄热模块用于收集太阳能的热量，并利用收集的太阳能热量对一次加热后的循环传热工质进行二次加热，之后将二次加热后的循环传热工质传输至ORC模块；
[0010]所述ORC模块用于吸收二次加热后的循环传热工质的热量后进行发电。
[0011]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0012]本专利技术公开一种中低温ORC余热发电系统，余热利用模块利用获取的余热热源热量对循环传热工质进行一次加热，相变蓄热模块利用收集的太阳能热量对一次加热后的循环传热工质进行二次加热，ORC模块吸收二次加热后的循环传热工质的热量后进行发电。本专利技术利用中低温热源余热进行低温加热、光热进行高温加热，实现低温余热的有效利用，相变蓄热模块提升余热品位的同时消除太阳能的波动性，保持了稳定的供热能力。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的中低温ORC余热发电系统的结构示意图。
[0015]符号说明：1
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余热换热器，2
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相变蓄热箱，3
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热管，4
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换热翅片，5
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蓄热材料，6
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槽式集热器阵列，7
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蒸发器，8
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耐高温水泵，9
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高压高温工质泵，10
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透平机，11
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发电机，12
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冷却器，13
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低压低温工质泵，14
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冷却水泵。
具体实施方式
[0016]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做出创造性劳动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。
[0017]本专利技术的目的是提供一种中低温ORC余热发电系统，以实现低温余热的有效利用，提升余热热源的品位的同时保持稳定的供热能力。
[0018]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0019]本专利技术针对油田余热品位低、ORC直接利用效率低，而大量光伏、光热设备的使用导致储能需求增加的问题，提出了种中低温ORC余热发电系统，采用油田余热一次换热利用，中低温相变蓄热再提升的ORC发电系统，其中相变蓄热采用热源为光热、地热等可再生能源加热方式，实现油田余热利用、新能源储能配套、ORC系统发电效率提升和整个系统运行稳定、节能降耗的目的。
[0020]如图1所示，一种中低温ORC余热发电系统具体包括：余热利用模块、相变蓄热模块和ORC模块。余热利用模块的热量输入端与余热热源连接，余热利用模块的工质输出端与相变蓄热模块的工质输入端连接，相变蓄热模块的工质输出端与ORC模块的工质输入端连接。余热利用模块用于获取余热热源的热量，并利用获取的余热热源热量对循环传热工质进行一次加热后传输至相变蓄热模块。相变蓄热模块用于收集太阳能的热量，并利用收集的太阳能热量对一次加热后的循环传热工质进行二次加热，之后将二次加热后的循环传热工质传输至ORC模块。ORC模块用于吸收二次加热后的循环传热工质的热量后进行发电。
[0021]本专利技术引入相变蓄热系统，提升余热品位的同时消除太阳能的波动性，实现ORC系统效率的提升和太阳能和余热的梯级利用及油田新能源布局对配套储能容量的要求。
[0022]余热利用模块为低温余热利用模块。该发电系统直接利用中低温热源余热进行低温加热、光热进行高温加热，再采用相变蓄热模块进行蓄热储能，相变蓄热模块的热量传导至ORC模块进行发电输送至用电设备或储存。在提升ORC发电效率的同时又实现了一定的储能功能。
[0023]在一个示例中，相变蓄热模块包括：槽式集热器阵列6、相变蓄热箱2、热管3、蓄热材料5、第一传热管路和第二传热管路。相变蓄热箱2内填充蓄热材料5，热管3设置在蓄热材料5内；第一传热管路贯穿相变蓄热箱2内的蓄热材料5后，一端与余热利用模块的工质输出端连接，另一端与ORC模块的工质输入端连接；第二传热管路的一端与ORC模块的工质输出端连接，第二传热管路的另一端与余热利用模块的工质输入端连接。槽式集热器阵列6与热管3连接；槽式集热器阵列6用于收集太阳能的热量，并将收集的太阳能热量传输至热管3。热管3用于利用太阳能热量加热蓄热材料5。蓄热材料5用于储存太阳能热量，并利用储存的
太阳能热量二次加热第一传热管路中的循环传热工质。第一传热管路用于将二次加热后的循环传热工质传输至ORC模块。第二传热管路用于将ORC模块吸收热量后的循环传热工质回传至余热利用模块，进行循环加热。
[0024]进一步地，相变蓄热模块还包括：耐高温水泵8和多个换热翅片4。多个换热翅片4均附着在热管3上，多个换热翅片4用于加强热管3的换热。耐高温水泵8设置在第二传热管路上。
[0025]在一个示例中，余热利用模块包括：余热换热器1。余热换热器1的热量输入端与余热热源连接，余热换热器1的工质输出端与第一传热管路的一端连接，余热换热器1的工质输入端与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低温ORC余热发电系统，其特征在于，所述发电系统包括：余热利用模块、相变蓄热模块和ORC模块；余热利用模块的热量输入端与余热热源连接，余热利用模块的工质输出端与相变蓄热模块的工质输入端连接，相变蓄热模块的工质输出端与ORC模块的工质输入端连接；所述余热利用模块用于获取余热热源的热量，并利用获取的余热热源热量对循环传热工质进行一次加热，并将一次加热后的循环传热工质传输至相变蓄热模块；所述相变蓄热模块用于收集太阳能的热量，并利用收集的太阳能热量对一次加热后的循环传热工质进行二次加热，之后将二次加热后的循环传热工质传输至ORC模块；所述ORC模块用于吸收二次加热后的循环传热工质的热量后进行发电。2.根据权利要求1所述的中低温ORC余热发电系统，其特征在于，所述相变蓄热模块包括：槽式集热器阵列、相变蓄热箱、热管、蓄热材料、第一传热管路和第二传热管路；相变蓄热箱内填充蓄热材料，热管设置在蓄热材料内；第一传热管路贯穿相变蓄热箱内的蓄热材料后，一端与余热利用模块的工质输出端连接，另一端与ORC模块的工质输入端连接；第二传热管路的一端与ORC模块的工质输出端连接，第二传热管路的另一端与余热利用模块的工质输入端连接；槽式集热器阵列与热管连接；所述槽式集热器阵列用于收集太阳能的热量，并将收集的太阳能热量传输至热管；所述热管用于利用所述太阳能热量加热蓄热材料；所述蓄热材料用于储存太阳能热量，并利用储存的太阳能热量二次加热第一传热管路中的循环传热工质；所述第一传热管路用于将二次加热后的循环传热工质传输至ORC模块；所述第二传热管路用于将ORC模块吸收热量后的循环传热工质回传至余热利用模块，进行循环加热。3.根据权利要求2所述的中低温ORC余热发电系统，其特征在于，所述相变蓄热模块还包括：耐高温水泵和多个换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新伟，刘东林，林日亿，郑炜博，杨正大，段龙宾，高亚洁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：