一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型ORC发电机组的制作方法

文档序号:29425514发布日期:2022-03-26 15:02阅读:97来源:国知局
一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型ORC发电机组的制作方法
一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组
技术领域
1.本发明涉及有机朗肯循环发电领域,尤其涉及的是,一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组。


背景技术:

2.有机朗肯循环(orc,organic rankine cycle)发电效率不高,因此以前都用温度高,好用的能量,因为温度高能量装换效率高,经济性好,但是当前越来越重视环保,所以要提高化石燃料的利用率,因此利用有机朗肯循环发电也成了重要需求。
3.随着技术的发展,有机朗肯循环发电的技术也越来越多,例如中国专利cn208749417u揭示了一种双热源有机朗肯循环发电系统,包括液体泵、第一预热器、第二预热器、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器;低温低压的液体制冷工质经过液体泵升压后分别进入第一预热器、第二预热器;第一预热器、第二预热器分别连接蒸发器,蒸发器连接膨胀机,将经过气化的过热气体输送至膨胀机膨胀做功,驱动发电机发电;蒸发器的换热管路的一端作为第一热流体入口,换热管路的另一端连接第二预热管路的入口,第二预热管路的出口输出第一热流体;第一预热管路的一端作为第二热流体入口,第一预热管路的另一端输出经过换热的第二热流体。它提出的发电系统,可用于地热和余热发电,有双热流体的场合,提高低能级热流体的发电效率。
4.但是现在这些有机朗肯循环发电系统存在安装繁琐的问题,运输也麻烦,装配也困难,而且当需要用到多个有机朗肯循环发电系统时,这样就导致安装麻烦,而且当两个热源较小或是较近时,特别是对汽油机的热源进行再利用时,有机朗肯循环发电系统也存在结构过大导致整体安装不便的问题。
5.因此,现有技术存在缺陷,需要改进。


技术实现要素:

6.本发明提供一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组,所要解决的技术问题包括:如何提升对于汽油机热源的适应性,如何便于选用发电机、如何便于运输、便于装配、便于多个有机朗肯循环安装等。
7.本发明的技术方案如下:
8.一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组,包括有机朗肯循环模组,所述有机朗肯循环模组包括热源输入端、热源输出端、蒸发器、有机工质回路管道、膨胀机、有机工质泵和冷凝器;所述热源输入端和所述热源输出端通过所述蒸发器连通,所述有机工质回路管道部分设在所述蒸发器内部,所述有机工质回路管道还顺序连通所述膨胀机、所述冷凝器和所述有机工质泵,所述膨胀机用于连接发电机;两个所述有机朗肯循环模组作为一发电偶组,所述orc发电机组包括至少一个所述发电偶组;每一所述有机朗肯循环模组中的所述蒸发器、所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端相对预固定设置,并且所述热源输入端用于输入来自汽油
机的热水源;一个所述发电偶组中,每一个所述有机朗肯循环模组设有用于固定另一所述有机朗肯循环模组的固定结构,第一个所述有机朗肯循环模组设有用于固定所述发电机的安装位置,两个所述膨胀机分别用于通过相对预固定设置的连接电缆连接所述发电机。
9.优选的,所述蒸发器小型化设计以使其体积不大于0.6立方米。
10.优选的,一个所述发电偶组中的两个所述蒸发器邻近设置,两个所述冷凝器疏远设置。
11.优选的,所述有机朗肯循环模组包括两个所述蒸发器,并且两个所述蒸发器邻近设置;而且一个所述发电偶组中的四个所述蒸发器邻近设置,两个所述冷凝器疏远设置。
12.优选的,两个所述蒸发器位于所述有机朗肯循环模组的同一侧,所述冷凝器位于所述蒸发器的左侧和右侧中的唯一一侧。
13.优选的,所述有机朗肯循环模组中,只设一个所述热源输入端和一个所述热源输出端,并且两个所述蒸发器相互连通;或者所述有机朗肯循环模组中,所述蒸发器包括后端蒸发器和前端蒸发器,所述热源输入端包括第一热源输入端和第二热源输入端,所述热源输出端包括第一热源输出端和第二热源输出端,所述第一热源输入端用于输入来自汽油机的热水源,所述第一热源输入端和所述第一热源输出端通过所述前端蒸发器连通,所述第二热源输入端和所述第二热源输出端通过所述后端蒸发器连通,并且所述第一热源输出端连通所述第二热源输入端;并且在一个所述发电偶组中,第一个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输出端还连通第二个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输入端。
14.优选的,所述orc发电机组包括至少两个所述发电偶组,并且相邻两个所述发电偶组相互固定设置。
15.优选的,各所述有机朗肯循环模组顺序排列为单一直线形、双排直线形或者多排直线形。
16.优选的,所述orc发电机组还包括所述发电机,并且每一个所述发电偶组仅设置一个所述发电机。
17.优选的,每一个所述有机朗肯循环模组包括模块化箱体,所述有机朗肯循环模组中的所述蒸发器、所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端都预固定设置于所述模块化箱体内。
18.采用上述方案,本发明通过发电偶组相互固定和各部件相对预固定设置,实现了双级快装设计通过至少一个发电偶组输入来提升orc发电的适用性,通过一个发电偶组的两个膨胀机共用一个发电机,提升了发电能力和稳定性,并且实现了汽油深度交叉取热,而且发电机的型号可以根据现场情况和用户需要灵活选配,具有很高的市场应用价值。
19.相对于其他专利申请,主要是针对汽油机所提供的热水源作了优化的设计方案。
附图说明
20.图1为现有的有机朗肯循环模组的结构连接示意图;
21.图2为本发明的第一个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
22.图3为本发明的第二个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
23.图4为本发明的第三个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
24.图5为本发明的第四个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
25.图6为本发明的第五个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
26.图7为本发明的第六个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
27.图8为本发明的第七个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
28.图9为本发明的第八个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
29.图10为本发明的第九个实施例的发电偶组的结构连接示意图;
30.图11为本发明的第十个实施例的发电偶组的外形连接示意图;
31.图12为本发明的第十一个实施例的有机朗肯循环模组的顺序排列示意图;
32.图13为本发明的第十二个实施例的有机朗肯循环模组的顺序排列示意图;
33.图14为本发明的第十三个实施例的有机朗肯循环模组的顺序排列示意图。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。但是,本发明可以采用许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。
35.如图1所示,现有的有机朗肯循环模组包括热源输入端110、热源输出端120、蒸发器130、有机工质回路管道300、膨胀机400、发电机500、有机工质泵600和冷凝器700;所述热源输入端和所述热源输出端通过所述蒸发器连通,所述有机工质回路管道部分设在所述蒸发器内部,所述有机工质回路管道还顺序连通所述膨胀机、所述冷凝器和所述有机工质泵,所述膨胀机连接所述发电机。本发明的一个实施例是,一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组,包括有机朗肯循环模组,所述有机朗肯循环模组包括热源输入端、热源输出端、蒸发器、有机工质回路管道、膨胀机、有机工质泵和冷凝器;所述热源输入端和所述热源输出端通过所述蒸发器连通,所述有机工质回路管道部分设在所述蒸发器内部,所述有机工质回路管道还顺序连通所述膨胀机、所述冷凝器和所述有机工质泵,所述膨胀机用于连接发电机;两个所述有机朗肯循环模组作为一发电偶组,所述orc发电机组包括至少一个所述发电偶组;每一所述有机朗肯循环模组中的所述蒸发器、所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端相对预固定设置,并且所述热源输入端用于输入来自汽油机的热水源;一个所述发电偶组中,每一个所述有机朗肯循环模组设有用于固定另一所述有机朗肯循环模组的固定结构,第一个所述有机朗肯循环模组设有用于固定所述发电机的安装位置,两个所述膨胀机分别用于通过相对预固定设置的连接电缆连接所述发电机。采用上述方案,本发明通过发电偶组相互固定和各部件相对预固定设置,实现了双级快装设计通过至少一个发电偶组输入来提升orc发电的适用性,通过一个发电偶组的两个膨胀机共用一个发电机,提升了发电能力和稳定性,并且实现了汽油深度交叉取热,而且发电机的型号可以根据现场情况和用户需要灵活选配,具有很高的市场应用价值。
36.优选的,一种用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组,包括有机朗肯循
环模组,两个所述有机朗肯循环模组作为一发电偶组,所述 orc发电机组包括至少一个所述发电偶组;如图2所示,所述发电偶组800 包括第一有机朗肯循环模组810和第二有机朗肯循环模组820,以第一有机朗肯循环模组810为例,所述第一有机朗肯循环模组810包括热源输入端 110、热源输出端120、蒸发器130、有机工质回路管道300、膨胀机400、有机工质泵600和冷凝器700;所述热源输入端和所述热源输出端通过所述蒸发器连通,所述有机工质回路管道部分设在所述蒸发器内部,优选的,所述蒸发器小型化设计以使其体积不大于0.6立方米。由此可以实现适用于小型化的汽油机的热水源。所述有机工质回路管道还顺序连通所述膨胀机、所述冷凝器和所述有机工质泵,所述膨胀机用于连接发电机500;所述第二有机朗肯循环模组820也与此相同。一个所述发电偶组中,每一个所述有机朗肯循环模组设有用于固定另一所述有机朗肯循环模组的固定结构,第一个所述有机朗肯循环模组设有用于固定所述发电机的安装位置,两个所述膨胀机分别用于通过相对预固定设置的连接电缆连接所述发电机。
37.优选的,如图2所示,两个所述膨胀机可以分别连接一个所述发电机。优选的,一个所述发电偶组中的两个所述蒸发器邻近设置,两个所述冷凝器疏远设置。本发明相对于其他专利申请,主要是针对汽油机所提供的热水源作了优化的设计方案,而且一些实施例中的有机朗肯循环模组不带发电机,一些实施例中的发电偶组共用发电机。所以发电机的型号可以根据现场情况和用户需要灵活选配,一个发电偶组的两个膨胀机共用一个发电机,提升了发电能力和稳定性,配合其他结构上的更新设计,实现了汽油深度交叉取热,而且orc发电机组形成了双级快装的结构设计。
38.优选的,如图3所示,两个所述膨胀机可以分别连接两个所述发电机,也就是一个所述膨胀机连接一个所述发电机。由此可以实现灵活配设发电机。优选的,两个所述蒸发器位于所述有机朗肯循环模组的同一侧,所述冷凝器位于所述蒸发器的左侧和右侧中的唯一一侧。例如,每一个所述有机朗肯循环模组的所述冷凝器位于所述蒸发器的左侧;也就是全部所述有机朗肯循环模组的所述冷凝器统一位于所述蒸发器的左侧。或者每一个所述有机朗肯循环模组的所述冷凝器位于所述蒸发器的右侧;也就是全部所述有机朗肯循环模组的所述冷凝器统一位于所述蒸发器的右侧。
39.优选的,所述orc发电机组还包括所述发电机,并且每一个所述发电偶组仅设置一个所述发电机。优选的,如图4所示,所述发电偶组800中的一个所述有机朗肯循环模组,例如所述第二有机朗肯循环模组820,包括一个所述发电机,另一个所述有机朗肯循环模组,例如所述第一有机朗肯循环模组810,通过相对预固定设置的连接电缆连接所述发电机。由此可以通过发电偶组相互固定和各部件相对预固定设置,实现了双级快装设计通过至少一个发电偶组输入来提升orc发电的适用性,通过一个发电偶组的两个膨胀机共用一个发电机,提升了发电能力和稳定性,并且实现了汽油深度交叉取热,而且发电机的型号可以根据现场情况和用户需要灵活选配。
40.优选的,所述有机朗肯循环模组包括两个所述蒸发器,并且两个所述蒸发器邻近设置;而且一个所述发电偶组中的四个所述蒸发器邻近设置,两个所述冷凝器疏远设置。优选的,所述有机朗肯循环模组中,只设一个所述热源输入端和一个所述热源输出端,并且两个所述蒸发器相互连通。优选的,如图5所示,所述第一有机朗肯循环模组810包括两个所述蒸发器,分别是前端蒸发器200和后端蒸发器100,前端蒸发器200更靠近膨胀机400。所述第
一有机朗肯循环模组810只设一个所述热源输入端110和一个所述热源输出端120,并且前端蒸发器200和后端蒸发器100相互连通,所述有机工质回路管道300顺序穿过后端蒸发器100和前端蒸发器200连通所述膨胀机400。所述第二有机朗肯循环模组820依此类推,下面不再重复。
41.较好的是,如图6所示,与前一个实施例不同的是,所述第一有机朗肯循环模组810中,所述有机工质回路管道300穿过后端蒸发器100后部分直接连通所述膨胀机400,其余部分再穿过前端蒸发器200后连通所述膨胀机400;由此可以实现发电能力的有效控制,提升了发电能力和稳定性。
42.优选的,所述有机朗肯循环模组中,所述蒸发器包括后端蒸发器和前端蒸发器,所述热源输入端包括第一热源输入端和第二热源输入端,所述热源输出端包括第一热源输出端和第二热源输出端,所述第一热源输入端用于输入来自汽油机的热水源,所述第一热源输入端和所述第一热源输出端通过所述前端蒸发器连通,所述第二热源输入端和所述第二热源输出端通过所述后端蒸发器连通,并且所述第一热源输出端连通所述第二热源输入端;并且在一个所述发电偶组中,第一个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输出端还连通第二个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输入端。优选的,如图7所示,所述第一有机朗肯循环模组810中,第一热源输入端101和第一热源输出端102分别连接后端蒸发器100以通过后端蒸发器100相连通,第二热源输入端201和第二热源输出端202分别连接前端蒸发器200以通过前端蒸发器200相连通;有机工质回路管道300部分设在后端蒸发器100内部,部分设在前端蒸发器200内部,有机工质回路管道300还顺序连通膨胀机400、冷凝器700和有机工质泵600;膨胀机400 连接发电机500,用于带动发电机500对外发电。
43.优选的,如图8所示,所述第一有机朗肯循环模组810是图6和图7 所示实施例的结合体,主要利用了高温蒸发和低温蒸发的先后做功和做功大小,先出一部分高温蒸发,再把剩余的继续做低温蒸发,提升了发电能力和稳定性,并且实现了汽油深度交叉取热。
44.优选的,如图9所示,所述第一有机朗肯循环模组810是图7所示实施例的更进一步改进,对于所述发电偶组,所述第一有机朗肯循环模组810 的所述后端蒸发器100的所述热源输出端也就是第一热源输出端102,连通其所述前端蒸发器200的所述第二热源输入端201。由此可以实现对于第一热源输入端所输入的高温热水源的更充分利用。
45.优选的,如图10所示,所述第一有机朗肯循环模组810是图8和图9 所示实施例的结合体,也是主要利用了高温蒸发和低温蒸发的先后做功和做功大小,先出一部分高温蒸发,再把剩余的继续做低温蒸发,提升了发电能力和稳定性,并且实现了汽油深度交叉取热。
46.优选的,每一所述有机朗肯循环模组中的所述蒸发器、所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端相对预固定设置,并且所述热源输入端用于输入来自汽油机的热水源;预固定设置也就是预先固定。相对预固定设置就是所述蒸发器相对于所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端是预先固定的,同样地,所述有机工质回路管道相对于所述蒸发器、所述膨胀机、所述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端也是预先固定的,依此类推。优选的,每一个所述有机朗肯循环模组包括模块化箱体,所述有机朗肯循环模组中的所述蒸发器、所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所
述有机工质泵、所述冷凝器、所述热源输入端和所述热源输出端都预固定设置于所述模块化箱体内。优选的,如图11所示,所述发电偶组包括两个所述有机朗肯循环模组,每一个所述有机朗肯循环模组包括模块化箱体,两个所述有机朗肯循环模组包括两个所述模块化箱体,分别是第一模块化箱体910 和第二模块化箱体920,两个所述有机朗肯循环模组通过固定结构840互相固定,固定结构840可以是一个,也可以是两个,例如每个所述有机朗肯循环模组设有用于固定另一所述有机朗肯循环模组的固定结构。如图11所示,所述第一模块化箱体910和所述第二模块化箱体920通过用于固定另一所述有机朗肯循环模组的固定结构840相互固定。第一个所述有机朗肯循环模组的所述第一模块化箱体910设有用于固定所述发电机的安装位置 850,并在所述安装位置850处安装有所述发电机500;两个所述膨胀机分别用于通过相对预固定设置的连接电缆830连接所述发电机500。
47.较好的是,所述蒸发器、所述膨胀机、所述发电机、所述有机工质泵和所述冷凝器通过预设滑轨滑动安装在所述预定侧部上并通过卡扣安装组件进行固定;或者,所述模块化箱体的内部设有安装梁柱结构,所述蒸发器、所述膨胀机、所述发电机、所述有机工质泵和所述冷凝器通过预设滑轨滑动安装在所述安装梁柱结构上并通过卡扣安装组件进行固定。由此可以实现将所述蒸发器、所述膨胀机、所述发电机、所述有机工质泵和所述冷凝器快速安装固定,还可以将所述模块化箱体快速安装固定,因此可以称为双级或者多级快装型orc发电机组。对于所述有机工质回路管道的固定,还可以配合槽道来实现,较好的是,所述预定侧部或者所述安装梁柱结构上设有预装槽,所述有机工质回路管道至少部分安装于所述预装槽内并通过卡扣安装组件进行固定。这样做有一个重要的优点,各个部件和连接管道都在模块化箱体里面,具有安装牢固和连接稳定的优点,特别是接头位置受到了很好的保护,因此密封性极佳,有机工质不易外泄,所以可以采用相对更高效率的有机工质。
48.较好的是,当汽油机所提供的热水源在不同使用状况下存在不稳定的特性时,主要是温度变化范围大和水量变化范围大,这种特性决定了所述 orc发电机组也要对应改变,一个所述发电偶组中的两个所述有机朗肯循环模组仅设置一个进水阀和连接所述进水阀的流量计,每一个所述有机朗肯循环模组的所述热源输入端都连接所述进水阀;或者,每一个所述有机朗肯循环模组的所述第一热源输入端都连接所述进水阀,以通过所述进水阀控制进水。所述流量计用于检测实时流量,所述进水阀在所述实时流量大于第一预设值时导通每一个所述有机朗肯循环模组,在所述实时流量大于第二预设值并小于等于第一预设值时只随机地导通其中一个所述有机朗肯循环模组,在所述实时流量小于等于第二预设值时不导通每所述有机朗肯循环模组,可以直接导通道废水管道。第一预设值和第二预设值根据需求设置。随机地导通其中一个所述有机朗肯循环模组的随机频率可以按天计算,也可以按小时计算,或者按次计算。也就是说,当水量很小,小于等于第二预设值时,没有利用价值时,进水阀不导通或者直接排废水;当水量一般,大于第二预设值并小于等于第一预设值时,进水阀控制下只有一个有机朗肯循环模组正常工作,另一有机朗肯循环模组不工作,以平衡效率;当水量较大,则进水阀控制两个有机朗肯循环模组都正常工作,以适应汽油机所提供的热水源的特点。
49.较好的是,不管是否同一个所述发电偶组,相邻两个所述有机朗肯循环模组相互固定。较好的是,相邻两个所述有机朗肯循环模组通过其所述模块化箱体相互固定,也就是相邻两个所述模块化箱体相互固定。预定侧部可以理解成一个侧部,也可以理解成多个侧
部,根据实际需求设计。较好的是,第一个所述有机朗肯循环模组的第一热源输出端连通第二个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输入端。较好的是,所述预定侧部为两个或者三个或者四个,在其中一个所述预定侧部上只固定所述蒸发器,并且所述蒸发器还通过支架和锁扣安装组件固定在所述模块化箱体的底部;或者,所述蒸发器通过预设滑轨滑动安装在所述安装梁柱结构上并通过卡扣安装组件进行固定,并且所述蒸发器还通过支架和锁扣安装组件固定在所述模块化箱体的底部,所述膨胀机、所述发电机、所述有机工质泵和所述冷凝器通过预设滑轨滑动安装在所述预定侧部上并通过卡扣安装组件进行固定。这也是一种双级快装型orc发电机组的实现方式。
50.较好的是,对于相邻两个所述有机朗肯循环模组,前一个所述有机朗肯循环模组的所述第一热源输入端101用于输入来自汽油机的热水源,经所述蒸发器换热后通过所述第一热源输出端102输出到后一个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输入端201,后一个所述有机朗肯循环模组的所述第一热源输入端101用于输入来自汽油机的热水源,依此类推。较好的是,所述第二热源输入端对所述蒸发器的输入位置位于所述蒸发器的换热器的中段或后半段。较好的是,所述蒸发器包括后端蒸发器和前端蒸发器,所述热源输出端包括第一热源输出端和第二热源输出端;所述第一热源输入端和所述第一热源输出端通过所述前端蒸发器连通,所述第二热源输入端和所述第二热源输出端通过所述后端蒸发器连通,并且所述第一热源输出端连通所述第二热源输入端;对于相邻两个所述有机朗肯循环模组,前一个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输出端连通后一个所述有机朗肯循环模组的所述第二热源输入端。由此可以更充分地利用热水源。这就用到了同一汽油机的热水源所构成的两种热源,以便于在蒸发器里面进行换热,主要的设计理念是在狭窄应用需求中提高发电效率,当高温水多时尽量用高温水提升发电效率,当高温水不是特别多时就尽量榨干它的热能来发电。通过以上说明和对比,可以看出后端蒸发器和前端蒸发器的作用,使得所述orc发电机组适用于双热源,提升了本发明的发电效率的灵活控制性。
51.较好的是,所述有机工质回路管道部分设在所述前端蒸发器内部,部分设在所述后端蒸发器内部,所述有机工质回路管道还顺序连通所述膨胀机、所述第一冷凝器、第二冷凝器和所述有机工质泵;较好的是,所述有机朗肯循环模组的有机工质为r245fa、正戊烷或环己烷。本发明的所述orc 发电机组应用场景很多,可以设置在工厂内,也可以设置在高原、草原或者火山等有热源的地方,由于前端蒸发器和后端蒸发器的限制,通常需要把热源转化为热水来实现。由于固定设在所述模块化箱体内,所以密封性得到了保障,因此所述有机朗肯循环模组可以尝试采用各种高效率的高危有机工质,这也是本发明的一个重要发明创造点,有机朗肯循环和空调技术应用的逆卡诺循环类似,可以简单地理解成反其道而行,同样在大多数情况下,由于安全要求,有机工质受到极大限制,尤其是室内使用的空调,易燃易爆的有机工质几乎绝迹;但是本发明就可以这样用,也就是说不怕用易燃易爆的有机工质,不仅是因为所述orc发电机组一般装在人少偏僻的地方,而且还配合所述模块化箱体做到了密封性和安装稳固性两重优化,所以大大地提升了所述膨胀机的膨胀系数,也就是提升了发电效率,这也是其他现有的大多数orc发电机组所无法做到的。
52.较好的是,所述有机工质回路管道包括主路管道、第一分支管道和第二分支管道,所述第一分支管道部分设在所述前端蒸发器内部并且两端都通过第一组同步阀与所述主路管道连通,所述第二分支管道部分设在所述后端蒸发器内部并且两端都通过第二组同步
阀与所述主路管道连通,所述主路管道还顺序连通所述膨胀机、所述第一冷凝器、第二冷凝器和所述有机工质泵。较好的是,所述第一组同步阀和所述第二组同步阀互斥连通或者独立连通。这个实施例的两组同步阀的作用主要就是实现同时开、同时关,由此可以选择只开一个前端蒸发器或者只开一个后端蒸发器,也可以同时使用前端蒸发器和后端蒸发器。
53.较好的是,所述有机朗肯循环模组的两端或两侧还设有所述固定结构,相邻两个所述有机朗肯循环模组相互通过所述固定结构相固定连接。较好的是,所述模块化箱体开设有伸出位置,所述固定结构相对于所述伸出位置可伸缩设置,所述固定结构在不使用时缩回在所述模块化箱体内以便于运输和堆叠所述模块化箱体,所述固定结构在使用时从所述伸出位置伸出以便于相互固定相邻的固定结构,从而使相邻两个所述有机朗肯循环模组相互固定连接。较好的是,所述模块化箱体设置有伸缩杆和锁定件,所述固定结构通过所述伸缩杆设置在所述模块化箱体内,所述锁定件用于在所述固定结构从所述伸出位置伸出并固定连接其他固定结构时,将所述固定结构锁定在所述模块化箱体上。这样可以快速定位安装多个所述有机朗肯循环模组,特别适合结合地下多处同时采暖水发电作为汽油机热水源的一种补充行驶。本发明的所述有机朗肯循环模组及其模块化箱体,相对于现有的其他orc发电机组或其有机朗肯循环模组,能够把体积缩小60%-80%,也就是缩小到20%到40%;这里主要是多个规则排列的有机朗肯循环模组的所述第一热源输入端和/或所述第二热源输入端能够分流所述第一热源和所述第二热源的输入,从而大大地缩小了蒸发器及其换热器的体积,也就是缩小了换热器与热源的接触面积,而且集装箱式的堆放方式也是现有的其他orc发电机组或其有机朗肯循环模组所无法做到的。
54.较好的是,所述热源输出端包括第一热源输出端102和第二热源输出端202,第二热源输出端202用于排出所述第二热源输入端201所输入的经过换热的低温水。较好的是,所述第一热源输入端和所述第一热源输出端通过所述前端蒸发器连通,所述第二热源输入端和所述第二热源输出端通过所述后端蒸发器连通;较好的是,所述第二热源输出端连通所述第一热源输入端;或者,所述orc发电机组还包括固定设在所述模块化箱体内的切换阀,所述第二热源输出端通过所述切换阀连通所述第一热源输入端或所述有机工质回路管道。较好的是,所述切换阀包括流量计和电子阀,所述电子阀根据所述流量计判断流量大于阈值则切断所述第二热源输出端与所述第一热源输入端,使两者不连通,以提升第二热源的利用率,从而提升发电效率;所述电子阀根据所述流量计判断流量不大于阈值则导通所述第二热源输出端与所述第一热源输入端,以提升第二热源的利用量,不浪费第二热源。也就是说,所述前端蒸发器和所述后端蒸发器可以互不连通,也可以顺序连通。这个主要看需求而定。从能源的利用效率来看,即使是从后端蒸发器的第二热源输出端流出来的热水,其温度也满足前端蒸发器的需求,可以再流入到前端蒸发器中再次利用起来。切换阀就是一个很好的设计方案,对于高温热水量大的,所述前端蒸发器和所述后端蒸发器可以互不连通,以尽快利用高温热水,提升发电效率;对于高温热水量小的,第二热源输出端连通第一热源输入端,继续利用前端蒸发器来使有机工质汽化来通过膨胀机带动发电机发电。较好的是,所述膨胀机为透平膨胀机,用螺杆膨胀机替代也行,但是体积和效果会受到一定影响。较好的是,所述发电机通过输送线路并入外部输电线网等。膨胀机被认为是orc发电机组的心脏,本发明对于膨胀机没有特殊创新,主要是选用合适的稳定运行的膨胀机。较好的是,所述orc发电机组还包括固定设在所述模块化箱体内的切换阀,并且对于预定的第一热
源,所述第二热源输入端通过所述切换阀顺序连通所述前端蒸发器和所述后端蒸发器。也就是对于非预定的第一热源,所述第二热源输入端通过所述切换阀连通所述后端蒸发器。相对于上一个实施例,这个实施例给了另一种实施方式,仅仅是针对预定的第一热源,所述第二热源输入端通过所述切换阀顺序连通所述前端蒸发器和所述后端蒸发器;本领域技术人员通常可能误解针对预定的第二热源,所述第二热源输入端通过所述切换阀顺序连通所述前端蒸发器和所述后端蒸发器;但本发明在实施中不是这样的,针对预定的第一热源,例如低温热水,当这个低温热水的温度比后端蒸发器的所述第二热源输出端的输出的热水温度还要低时,所述第二热源输入端通过所述切换阀顺序连通所述前端蒸发器和所述后端蒸发器,以使所述第二热源输出端也输出到所述前端蒸发器,可以直接地输出到所述前端蒸发器,也可以间接地通过所述第一热源输入端输出到所述前端蒸发器,从而提升了对于第二热源的利用量。
55.优选的,所述orc发电机组包括至少两个所述发电偶组,并且相邻两个所述发电偶组相互固定设置。优选的,各所述有机朗肯循环模组顺序排列为单一直线形。优选的,如图12所示,所述orc发电机组包括两个所述发电偶组,两个所述发电偶组分别是第一发电偶组801和第二发电偶组802,每一个所述发电偶组包括两个所述有机朗肯循环模组,每一个所述有机朗肯循环模组包括模块化箱体,两个所述有机朗肯循环模组分别包括所述第一模块化箱体910和所述第二模块化箱体920,所述第一发电偶组801 和所述第二发电偶组802相互固定设置。两个所述有机朗肯循环模组的所述模块化箱体顺序排列为单一直线形。
56.优选的,各所述有机朗肯循环模组顺序排列为双排直线形。优选的,如图13所示,所述orc发电机组包括四个所述发电偶组,四个所述发电偶组分别是第一发电偶组801、第二发电偶组802、第三发电偶组803和第四发电偶组804,四个所述发电偶组中的各个所述有机朗肯循环模组的所述模块化箱体顺序排列为双排直线形。
57.优选的,各所述有机朗肯循环模组顺序排列为多排直线形。优选的,如图14所示,所述orc发电机组包括六个所述发电偶组,六个所述发电偶组中的各个所述有机朗肯循环模组的所述模块化箱体顺序排列为多排直线形。依此类推,下面不再重复。
58.较好的是,所述冷凝器包括第一冷凝器和第二冷凝器,所述第一冷凝器和所述第二冷凝器之间设有间隔金属板,所述间隔金属板连接所述模块化箱体,并且所述模块化箱体设有贯通所述间隔金属板的风管,所述风管的两端都露在所述模块化箱体的预定侧部外,并且不突出所述预定侧部;所述有机工质回路管道顺序连通所述第一冷凝器和所述第二冷凝器;或者,所述有机工质回路管道分别连通所述第一冷凝器和所述第二冷凝器。较好的是,所述冷凝器包括顺序连接的第一冷凝器和第二冷凝器;第一热源输入端101、第一热源输出端102、第二热源输入端201和第二热源输出端202 的表面不突出所述模块化箱体的第三侧部;第一冷凝器和第二冷凝器的表面和所述模块化箱体的顶部相平。较好的是,所述模块化箱体的顶部设有两个凹槽,第一冷凝器和第二冷凝器分别位于两个所述凹槽中。较好的是,所述风管的两端都平行于水平线,或者所述风管的一端平行于水平线,另一端倾斜向下。由此可以结合风冷作用提升冷却效果,而且风管的位置和结构都不会造成影响模块化箱体的外形,也就不影响安装和运输。较好的是,所述第一热源输入端、所述第二热源输入端、所述第一热源输出端和所述第二热源输出端分别固定在所述模块化箱体的第三侧部的内侧,并且所述第一热源输入端、所述第二热源输入端、所述第一热源输出端和所述第二
热源输出端的表面不突出所述第三侧部;也就是在所述第三侧部里面或者与所述模块化箱体的表面相平;所述第一冷凝器和所述第二冷凝器固定在所述模块化箱体的顶部的内侧,并且所述第一冷凝器和所述第二冷凝器的表面和所述顶部相平;较好的是,所述第一冷凝器和第二冷凝器的风管的两端分别设在所述模块化箱体的相异的第三侧部。较好的是,所述模块化箱体在所述第一热源输入端、所述第二热源输入端、所述第一热源输出端、所述第二热源输出端、所述第一冷凝器和所述第二冷凝器还设有可拆卸护板,这是为了便于运输的设计,配合可拆卸护板,能够堆叠或者并排放置多个模块化箱体,而不会碰到内部结构,因此便于运输、便于装配、便于多个发电模组安装,能够做到快速安装的效果。风管的两端设在相异的第三侧部,不仅通风互不干扰,而且方便提升冷却效果,本发明采用双冷凝器设计,可以仿效电路那样并联或者串联,根据对于制冷效率的要求或者对于制冷效果的要求来定。
59.较好的是,所述第一热源输入端、所述第二热源输入端、所述第一热源输出端和所述第二热源输出端分别固定在所述模块化箱体的第三侧部的内侧,并且所述第一热源输入端、所述第二热源输入端、所述第一热源输出端和所述第二热源输出端的表面不突出所述第三侧部;所述第一冷凝器和所述第二冷凝器固定在所述模块化箱体的顶部的内侧,并且所述第一冷凝器和所述第二冷凝器的表面和所述顶部相平;所述第一热源输入端和所述第一热源输出端通过所述前端蒸发器连通,所述第二热源输入端和所述第二热源输出端通过所述后端蒸发器连通;所述有机工质回路管道部分设在所述前端蒸发器内部,部分设在所述后端蒸发器内部,所述有机工质回路管道还顺序连通所述膨胀机、所述第一冷凝器、第二冷凝器和所述有机工质泵;所述膨胀机连接所述发电机。由此可以通过双热源输入来提升orc 发电的适用性和发电能力,通过模块化箱体实现便于运输、便于装配、便于多个发电模组安装,能够做到快速安装的效果。
60.较好的是,所述模块化箱体设为集装箱、所述模块化箱体的顶部设有吊装位置或所述模块化箱体的底部设有滑轮组。较好的是,所述模块化箱体的内部设有安装梁柱结构,所述第一热源输入端、所述第二热源输入端、所述第一热源输出端、所述第二热源输出端、所述前端蒸发器、所述后端蒸发器、所述有机工质回路管道、所述膨胀机、所述发电机、所述有机工质泵、所述第一冷凝器和所述第二冷凝器分别固定在所述安装梁柱结构上。较好的是,所述模块化箱体设为具有窗部和门部的集装箱,所述第一热源输入端和所述第二热源输入端中的至少一个是热水输入端,所述第一热源输出端和所述第二热源输出端中的至少一个对应设有出水口及其控制阀,并且所述有机朗肯循环模组还包括与所述发电机连接的储能设备及其供能输出装置,所述储能设备及其供能输出装置都固定设在所述模块化箱体内。模块化箱体的采用是本发明的重要发明创造方向,借鉴了集装箱的设计,无论是运输还是安装都很方便;也提升了整体有机朗肯循环模组的稳固性和保温性。吊装位置能够方便地装配和堆叠所述模块化箱体,滑轮组能够方便地移动和调整所述模块化箱体的位置。具有窗部和门部的集装箱,方便检修和维护。而储能设备及其供能输出装置配合出水口及其控制阀,能够在特殊状况下提供一个避难所或者临时休息空间,提供电力和温水。
61.优选的,所述用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组,可以简称双级快装型orc发电机组,还可以更简称orc发电机组,其包括有机朗肯循环模组;较好的是,所述orc发电机组还包括风电模组、光能发电模组和/或并网模组;所述风电模组、所述光能发电
模组和/或所述有机朗肯循环模组通过所述并网模组并入输电线网。优选的,所述光能发电模组为太阳能发电模组。优选的,所述orc发电机组还包括固定设在所述模块化箱体的顶部的内侧的太阳能发电模组,所述太阳能发电模组的表面和所述顶部相平。这样也是为了做成一个整体的便于堆叠的模块化箱体。较好的是,所述orc发电机组还包括储能系统,所述储能系统分别连接所述风电模组、所述光能发电模组和/或所述有机朗肯循环模组,所述储能系统通过所述并网模组并入输电线网。所述储能系统包括但不限于电化学储能系统和水力储能系统,所述电化学储能系统包括蓄电池组,所述水力储能系统包括水力蓄能电站。这样做有好处,就是并网稳定避免冲击;也有坏处,就是投入大,适合在偏远荒芜地段使用;水力蓄能电站还要自然环境配合。进一步地,本发明的实施例还包括,上述各实施例的各技术特征,相互组合形成的用于汽油深度交叉取热的双级快装型orc发电机组。
62.需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
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