并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统，包括冷凝器、高压工质泵、回热器、蒸发器、过热器、涡轮透平机、磁悬浮发电机，在该系统中，磁悬浮发电机的主轴两端对称连接有两台涡轮透平机，两台涡轮透平机采用并联的方式通过管路与过热器的出口和回热器的入口连通，过热器和冷凝器之间通过紧急压力平衡阀连通。本发明专利技术采用并联双涡轮系统可使磁悬浮发电机的永磁轴的轴向力达到平衡，避免了磁悬浮发电机永磁轴顶轴现象的出现，通过紧急压力平衡阀连接过热器和冷凝器，停机时可迅速使过热器和冷凝器压力达到平衡，避免高压气态工质对涡轮透平机的冲击。工质对涡轮透平机的冲击。工质对涡轮透平机的冲击。

【技术实现步骤摘要】
并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统


[0001]本专利技术涉及余热发电领域，具体为一种并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统。

技术介绍

[0002]有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，简称ORC）是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，有机朗肯循环发电技术，是一项将中低品位废热加以回收利用，转化为高品位电能的节能减排技术。ORC可以充分利用地热能、生物质能、燃气轮机或内燃机尾气、工业炉烟气等温度在90℃～250℃的余热、废热能发电，热电转换效率高，可广泛用于石化、钢铁、水泥、建材、玻璃、陶瓷、化肥、化工以及船舶内燃机等高能耗行业和设备的余热、废热回收发电。
[0003]现有的ORC发电系统采用单涡轮机或双涡轮串联发电机，发电效率低，磁悬浮轴受力不均匀，易出现顶轴现象，卡死发电机，使发电机无法正常工作，ORC系统在蒸发器和冷凝器之间无紧急平衡阀，当出现紧急停机时，只能靠磁悬浮发电机自身的拖拽力使蒸发器和冷凝器压力平衡，对磁悬浮发电机损伤较大，减少了磁悬浮发电机的使用寿命。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统，通过采用并联双涡轮系统，使磁悬浮发电机的永磁轴的轴向力达到平衡，并通过紧急压力平衡阀可以迅速使蒸发器和冷凝器压力达到平衡，避免高压气态工质对涡轮机的冲击。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统，包括冷凝器、高压工质泵、回热器、蒸发器、过热器、涡轮透平机、磁悬浮发电机，所述冷凝器和高压工质泵连通，高压工质泵与回热器连通，回热器与蒸发器连通，蒸发器与过热器连通，过热器与涡轮透平机连通，涡轮透平机与磁悬浮发电机连接，涡轮透平机通过回热器与冷凝器连通，所述磁悬浮发电机的主轴两端对称连接有两台涡轮透平机，两台涡轮透平机采用并联的方式通过管路与过热器的出口和回热器的入口连通，所述过热器和冷凝器之间通过管道连接，且在管道上设置有紧急压力平衡阀。
[0006]进一步地，所述蒸发器采用多个并联的钎焊板式换热器，所述钎焊板式换热器与过热器之间通过波形补偿器连接。
[0007]进一步地，所述磁悬浮发电机机体上设置有连通内腔的冷却降温工质入口和冷却降温工质出口，所述高压工质泵的工质出口通过电磁节流膨胀阀与冷却降温工质入口连通，冷却降温工质出口通过回流管与冷凝器连通。
[0008]进一步地，所述回热器采用喷淋式回热器。
[0009]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术采用并联双涡轮系统可以使磁悬浮发电机的永磁轴的轴向力达到平衡，从而避免了现有单涡轮系统导致磁悬浮发电机永磁轴顶轴现象的出现；
（2）本专利技术通过紧急压力平衡阀连接过热器和冷凝器，当停机时，紧急压力平衡阀全打开，可以迅速使过热器和冷凝器压力达到平衡，避免高压气态工质对涡轮机的冲击；（3）本专利技术采用多个钎焊板式换热器并联，可以大大提高提高换热效率，提高ORC发电系统的发电效率；钎焊板式换热器换热效率高，能量利用率高，单独设置的过热器，过热效果好，不会对涡轮造成液击。
附图说明
[0010]图1是本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0011]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0012]如图1所示，本实施例的一种并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统，包括冷凝器8、高压工质泵9、喷淋式回热器6、蒸发器、过热器3、涡轮透平机4、磁悬浮发电机5，所述冷凝器8和高压工质泵9连通，高压工质泵9与喷淋式回热器6连通，喷淋式回热器6与蒸发器连通，蒸发器与过热器3连通，过热器3与涡轮透平机4连通，涡轮透平机4与磁悬浮发电机5连接，涡轮透平机4通过喷淋式回热器6与冷凝器8连通。在本实施例中，蒸发器采用多个并联的钎焊板式换热器1，钎焊板式换热器1与过热器3之间通过波形补偿器2连接。在磁悬浮发电机5的主轴两端对称连接有两台涡轮透平机4，两台涡轮透平机4采用并联的方式通过管路与过热器3的出口和喷淋式回热器6的入口连通。所述过热器3和冷凝器8之间通过管道连接，且在管道上设置有紧急压力平衡阀10。磁悬浮发电机5机体上设置有连通内腔的冷却降温工质入口和冷却降温工质出口，所述高压工质泵的工质出口通过电磁节流膨胀阀7与冷却降温工质入口连通，冷却降温工质出口通过回流管与冷凝器连通。
[0013]本专利技术的工作原理如下：低温液态工质（氟利昂）从冷凝器8出来，通过高压工质泵9送至喷淋式回热器6，吸收从涡轮透平机4流出来的气态工质的热量，温度升高的工质进入并联的钎焊板式换热器（即蒸发器）内，进入蒸发器的工质吸收废热后蒸发成高温高压的气态工质，并通过波形补偿器2进入过热器3，波形补偿器2可补偿由于管道加热后的伸缩量，在过热器3内工质被加热成高温过热蒸汽，高温过热工质蒸汽推动并联的涡轮透平机4做功带动磁悬浮发电机5发电，气态工质通过涡轮透平机4后压力和温度降低，气态工质进入喷淋式回热器6内，将热量传递给从高压工质泵9送入喷淋式回热器6的液态工质，温度进一步降低的工质回流至冷凝器8被冷却成低温低压液态工质。高压工质泵2将低温液态工质送至喷淋式回热器6之前，一部分工质被送至电磁节流膨胀阀7，经过电磁节流膨胀阀7后，液态工质压力降低并送入磁悬浮发电机5机体的腔内，吸收磁悬浮发电机5产生的大量热量和高温高压气态工质通过涡轮透平机4进入磁悬浮发电机5机体腔的热量并气化。吸热后高温气态工质回至冷凝器8并被冷凝成低温低压液态工质。过热器和冷凝器之间通过紧急压力平衡阀10连接，当停机时，紧急压力平衡阀10全打开，可以迅速使过热3和冷凝器8压力达到平衡，避免高压气态工质对涡轮机4的冲击。
[0014]在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本专利技术所属领域的技术人员将
会想到本专利技术的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本专利技术不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.并联板式换热器的双涡轮并联ORC发电系统，包括冷凝器、高压工质泵、回热器、蒸发器、过热器、涡轮透平机、磁悬浮发电机，所述冷凝器和高压工质泵连通，高压工质泵与回热器连通，回热器与蒸发器连通，蒸发器与过热器连通，过热器与涡轮透平机连通，涡轮透平机与磁悬浮发电机连接，涡轮透平机通过回热器与冷凝器连通，其特征在于：所述磁悬浮发电机的主轴两端对称连接有两台涡轮透平机，两台涡轮透平机采用并联的方式通过管路与过热器的出口和回热器的入口连通，所述过热器和冷凝器之间通过管道连接，且在管道上设置有紧急压力平衡阀。2.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳军，彭丽，
申请(专利权)人：湖南能盈新能源技术合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：