一种制冷机辅助有机朗肯循环的系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能量回收利用装置领域，尤其涉及一种制冷机辅助有机朗肯循环的系统及其方法。
【背景技术】
[0002]有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称0RC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由换热器、膨胀机、冷凝器、栗四大部分组成。工作原理为换热介质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入膨胀机做功从而带动发电机或其他动力机械，从膨胀机排出的蒸汽在冷凝器中冷凝，最后借助栗回到换热器，如此不断循环下去。降低排气温度是提高朗肯循环热效率的一种有效手段，然而终压和终温的数值取决于冷凝器中的工质温度，仅靠冷凝器难以大幅度降低。
[0003]在生产天然气的地方，燃气富余而电力缺乏，因此在燃烧天然气进行发电的基础上配合有机朗肯循环循环，进一步利用燃烧的热能，提高发电量。然而若在需要临时应急进一步提高发电量时，如果额外购置一台内燃机发电则提高了成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种成本投资少、可临时应急提升发电量的有机朗肯循环发电系统，利用天然气田本来就配置了的用于进行天然气液化的燃气驱动的制冷机，将内燃机驱动的制冷机的管路接入有机朗肯循环中，从而实现短期提升发电量以满足应急需求的目的。
[0005]本发明公开了一种制冷机辅助有机朗肯循环发电的系统，包括第一内燃机、换热器、膨胀机、冷凝器、制冷机、第二内燃机、栗;第一内燃机对外做功发电后的排气经换热器放出热量后排出，换热器加热的工质经膨胀机对外做功发电后，通过冷凝器、第二内燃机驱动的制冷机和栗回到换热器。
[0006]根据本发明一个优选的实施例，所述制冷机辅助有机朗肯循环发电的系统的第二内燃机的排气经换热器放出热量后排出。
[0007]本发明还公开了一种制冷机辅助有机朗肯循环发电的方法，包括如下步骤:换热器中的工质通过第一内燃机的排气加热后，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽带动膨胀机做功发电后经冷凝器冷凝;将第二内燃机驱动的制冷机的管路接入有机朗肯循环中，通过制冷机进一步降低冷凝器的冷凝温度和冷凝压力，以提高朗肯循环热效率，实现短期应急提升发电量的目的。
[0008]根据本发明的一种优选方案，本发明的制冷机辅助有机朗肯循环发电的方法，包括如下步骤:
[0009]I)换热器中的工质通过第一内燃机的排气加热后，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽带动膨胀机做功发电后经冷凝器冷凝；
[0010]2)将第二内燃机驱动的制冷机的管路接入有机朗肯循环中，通过制冷机进一步降低冷凝器的冷凝温度和冷凝压力，以提高朗肯循环热效率。
[0011]3)将第二内燃机的排气引入换热器参与有机朗肯循环，以进一步利用排气余热，实现短期应急提升发电量的目的。
[0012]本发明与现有技术相比的有益效果是:本发明的有机朗肯循环发电系统成本投资少、可临时应急提升发电量，利用天然气田本来就配置了的用于进行天然气液化的燃气驱动的制冷机，将内燃机驱动的制冷机的管路接入有机朗肯循环中，从而实现短期提升发电量以满足应急需求的目的。在生产天然气的地方，由于燃气富余而电力缺乏，通过本发明提供的系统和方法，可以进一步利用燃气燃烧的热能，提高发电量，降低成本。
【附图说明】
[0013]图1为制冷机辅助有机朗肯循环发电系统的结构示意图；
[0014]图2为进一步利用带动制冷机工作的内燃机排气的制冷机辅助有机朗肯循环发电系统的结构示意图。
[0015]图中1、第一内燃机，2、换热器，3、膨胀机，4、冷凝器，5、制冷机，6、第二内燃机，7、
栗O
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0017]如图1所示，本发明提供了一种制冷机辅助有机朗肯循环发电的系统，包括第一内燃机1、换热器2、膨胀机3、冷凝器4、制冷机5、第二内燃机6、栗7 ；第一内燃机I对外做功发电后的排气经换热器2放出热量后排出，换热器2加热的工质经膨胀机3对外做功发电后，通过冷凝器4、第二内燃机6驱动的制冷机5和栗7回到换热器2。
[0018]图1所示系统的制冷机辅助有机朗肯循环发电的方法:将第二内燃机6驱动的制冷机5的管路接入有机朗肯循环中，通过制冷机5进一步降低冷凝器4的冷凝温度和冷凝压力，以提高朗肯循环热效率，实现短期应急提升发电量的目的。
[0019]如图2所示，作为优选的，第二内燃机6的排气还可以经换热器2放出热量后排出，以进一步利用排气余热，实现短期应急提升发电量的目的。
[0020]对应的制冷机辅助有机朗肯循环发电的方法:
[0021]I将第二内燃机6驱动的制冷机5的管路接入有机朗肯循环中，通过制冷机5进一步降低冷凝器4的冷凝温度和冷凝压力，以提高朗肯循环热效率。
[0022]2将第二内燃机6的排气引入换热器参与有机朗肯循环，以进一步利用排气余热，实现短期应急提升发电量的目的。
【主权项】
1.一种制冷机辅助有机朗肯循环的系统，其特征在于包括第一内燃机(I)、换热器(2)、膨胀机(3)、冷凝器(4)、制冷机(5)、第二内燃机(6)、栗(7);第一内燃机(I)的排气管路与换热器(2)相连，第一内燃机(I)对外做功发电后的排气经换热器(2)放出热量后排出，换热器(2)加热的工质经膨胀机(3)对外做功发电后，通过冷凝器(4)、第二内燃机(6)驱动的制冷机(5)、栗(7)回到换热器(2)。2.根据权利要求1所述的一种制冷机辅助有机朗肯循环的系统，其特征在于，所述的第二内燃机(6)的排气经换热器(2)放出热量后排出。3.—种如权利要求1所述系统的制冷机辅助有机朗肯循环方法，其特征在于包括如下步骤: 1)换热器(2)中的工质通过第一内燃机(I)的排气加热后，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽带动膨胀机(3)做功发电后经冷凝器(4)冷凝； 2)将第二内燃机(6)驱动的制冷机(5)的管路接入有机朗肯循环中，通过制冷机(5)进一步降低冷凝器(4)的冷凝温度和冷凝压力，以提高有机朗肯循环热效率，实现短期应急提升发电量的目的。4.一种如权利要求1或2所述系统的制冷机辅助有机朗肯循环的方法， 其特征在于包括如下步骤: 1)换热器(2)中的工质通过第一内燃机(I)的排气加热后，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽带动膨胀机(3)做功发电后经冷凝器(4)冷凝； 2)将第二内燃机(6)驱动的制冷机(5)的管路接入有机朗肯循环中，通过制冷机(5)进一步降低冷凝器(4)的冷凝温度和冷凝压力，以提高有机朗肯循环热效率； 3)将第二内燃机(6)的排气引入换热器参与有机朗肯循环，以进一步利用排气余热，进一步实现短期应急提升发电量的目的。
【专利摘要】本发明公开了一种制冷机辅助有机朗肯循环的系统及其方法。它包第一内燃机、换热器、膨胀机、冷凝器、制冷机、第二内燃机、泵；第一内燃机对外做功发电后的排气经换热器吸收热量后排出，换热器加热的工质经膨胀机对外做功发电后，通过冷凝器、第二内燃机驱动的制冷机和泵回到换热器。本发明用内燃机驱动的制冷机接入有机朗肯循环，以提高有机朗肯循环发电量。
【IPC分类】F01K23/10, F25B11/00
【公开号】CN105604620
【申请号】CN201610130112
【发明人】肖阁, 孙方军
【申请人】浙江大学常州工业技术研究院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月8日