一种朗肯循环发电装置制造方法

一种朗肯循环发电装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种朗肯循环发电装置，所述发电装置包含螺杆膨胀机、发电机、冷凝器、蒸发器、工质输送系统和控制系统，所述膨胀机壳体里含阴阳二根转子，工质进入膨胀机降压膨胀放热做功，推动螺杆旋转，带动发电机发电；所述控制系统通过自动流量调节机构，自动调节工质进入膨胀机的流量，提高膨胀机膨胀效率；所述膨胀机直接驱动自润滑油输送泵，在高、低压管路上增设液控单向阀，使系统运行稳定可靠，降低系统能耗，提高运行经济安全性和发电效率。
【专利说明】-种朗肯循环发电装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及低温余热发电设备【技术领域】，特别涉及一种朗肯循环发电装置。

【背景技术】
[0002] 常规的有机朗肯循环发电系统如图1所示：包含螺杆膨胀机1，润滑油输送泵2,油 气分离器3,冷凝器4,工质增压泵5,蒸发器6,发电机7,冷凝水泵8,冷却水塔9。冷凝器4 冷却后的液态工质，经工质增压泵5增压后而成为低温高压的液体，通过蒸发器6吸热汽化 变成高温高压的汽体，进入膨胀机膨胀降压放热做功，推动螺杆转子旋转，将热能转化为机 械能，带动发电机发电，从膨胀机排出的油汽混合物，经油气分离器3分离，低压的工质气 体再次进入冷凝器4冷却成低温液态工质，完成系统循环；润滑油输送泵2用于从油气分离 器3中吸取滑油，增压后输送到膨胀机中润滑转子和轴承；冷凝水泵8从冷却水塔9中吸取 冷却水，进入冷凝器4对循环工质做冷却。
[0003] 图1所示的有机朗肯循环发电系统中，由于进入膨胀机工质流量压头稳定的波动 和变化，工质在膨胀机中不能充分有效的平稳膨胀做功（一般螺杆膨胀机的膨胀比控制在 1 : 4左右），导致转速不稳定，影响系统的发电量的瞬时不稳定性，降低了发电效率；图 1所示的有机朗肯循环发电系统中，独立的润滑油输送泵2在长期工作中需要外接电机驱 动，增加了整个发电系统的能量消耗，影响了系统的工作效率和经济可靠性。


【发明内容】

[0004] 针对上述缺陷，本发明根据螺杆膨胀机运行过程中工质实际膨胀比，通过自动控 制和调节进入膨胀机的工质流量，保证了膨胀机的工作效率和系统的稳定性；所述润滑油 输送泵由膨胀机或发电机直接驱动，从而降低系统总电耗，提高设备运行经济可靠性。
[0005] 为实现上述发明效果，采取的发明技术措施如下：
[0006] 如图2所示，本发明涉及一种朗肯循环发电装置，装置包含双螺杆膨胀机1，膨胀 机自带润滑油输送泵2,膨胀机由壳体、阴阳转子、进/排气口、轴承、油封组成，阴阳转子 置于壳体中，相互哨合，所述膨胀机壳体上部设有进液口，下部设有排出口，转子输出端与 发电机相连，工质从进液口进入膨胀机，膨胀做功推动转子运转，带动发电机发电，实现由 热能转化为机械能再转化为电能的能量转换；根据本构成，所述发电机可以是2极电机，也 可以是4极或多极发电机，可以采用同步或异步或其他形式的发电机；本发明的正常工作 所需的润滑油输送泵2由膨胀机转子直接联动旋转；根据本构成，所述润滑油输送泵2可以 由阳螺杆联动，也可以是阴螺杆联动。
[0007] 本发明的一种优选方案，所述润滑油输送泵2可以安装连接在膨胀机壳体吸口端 (如图2)，也可以设计在膨胀机的壳体内（如图3);根据本构成，所述润滑油输送泵2可 以是齿轮泵，也可以是柱塞泵或滑片泵或其它容积泵，滑油输送泵本体高、低压通道间设置 可调整安全阀；根据本构成，所述膨胀机的输出轴可以与发电机同轴，也可以是采用联轴器 (硬性、弹性、链轮）连接或其它变送机构连接，所述膨胀机输出轴可以是阳螺杆，也可以是 阴螺杆。
[0008] 本发明所述膨胀机朗肯循环系统包含高压、低压管路单元，在所述膨胀机进口 (高压管路）和出口（低压管路）上装有压力传感器10,通过差压变送器11和控制器12 来控制膨胀机进口管路上的流量调节阀13 ;工质泵电机采用变频电机，控制器12也可以同 时控制工质泵电机的转速，达到控制工质流量的目的；根据本构成，所述压力传感器10输 出的压力参数可以是压力值信号，也可以是电流信号；根据本构成，所述流量控制阀13可 以由低压电机驱动调节阀门开度，也可以由气动活塞来直接驱动调节阀门的开度。
[0009] 本发明的一种优选方案，在所述膨胀机高、低压管路间设有安全溢流阀14,作为对 膨胀机和工质管路系统的安全保护；根据本构成，所述压力单向阀可以是安全溢流阀，也可 以是电控单向阀、液控单向阀或减压阀。
[0010] 本发明的效果，一种有机朗肯循环发电装置，通过自动流量调节机构，自动调节工 质进入膨胀机的流量，提高膨胀机膨胀效率；由膨胀机直接驱动自润滑油输送泵，在高、低 压管路上增设液控单向阀，使系统运转安全稳定，降低系统能耗，提高运行经济安全性和发 电效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1为有机朗肯循环膨胀机发电系统示意图.
[0012] 图2为使用本发明的有机朗肯循环膨胀机发电系统示意图.
[0013] 图3为使用本发明的螺杆膨胀机自带润滑油输送泵示意图.
[0014] 其中：1、螺杆膨胀机；2、润滑油输送泵；3、油汽分离器；4、冷凝器；5、工质增压泵； 6、蒸发器；7、发电机；8、冷凝水泵；9、冷却水塔；10、压力传感器；11、差压变送器；12、控制 器；13、流量调节阀；14、安全溢流阀；101、膨胀机壳体；102、阳转子；103、阴转子；104、泵 壳；105、主动齿轮；106、从动齿轮；107、安全阀；108、弹簧；109、弹簧座；110、锁紧螺母； 111、调节螺钉。

【具体实施方式】
[0015] 参照【专利附图】

【附图说明】本发明实施方式，图2表示具有本发明的实施方案的有机朗肯循环 膨胀机发电系统，在此系统中，设有螺杆膨胀机1，润滑油输送泵2,油汽分离器3,冷凝器4， 工质增压泵5,蒸发器6,发电机7,冷凝水泵8,冷却水塔9,压力传感器10,差压变送器11， 控制器12,流量调节阀13,安全溢流阀14等组成；该膨胀机发电系统中，润滑油输送泵2由 螺杆膨胀机直接联动，达到降低系统总电量能耗，提高设备运行经济性的目的。
[0016] 作为本发明的第一实施方案，图3表示了自带润滑油输送泵的膨胀一体机结构原 理，主要由膨胀机壳体101，阳转子102,阴转子103,齿轮泵壳104,主动齿轮105,从动齿轮 106,安全阀107等组成；润滑油输送泵的主动齿轮105和从动齿轮106分别用平键固定安 装在主动（螺杆轴）轴和从动轴上，泵的吸\排作用就是通过这对齿轮的啮合回转而产生 的；螺杆膨胀机的阳转子（或阴转子）轴和齿轮泵的主动轴是一体的，膨胀机运转时，带动 润滑油输送泵回转，齿轮的外周和两侧都被泵体和端盖体包围，形成密封空间，在这个空间 中，由于互相啮合着的牙齿分隔，又构成两个彼此隔离的空腔，即与吸入管相通的吸入腔和 与排出口相通的排出腔，随着齿轮的不断旋转，进入齿间的油液即被带到压力较高的右侧 腔室中，形成连续输送润滑油的功能。
[0017] 为了调节和限制油泵的工作压力，油泵设有可调节安全阀107,安全阀的阀体是一 个圆柱型带有凸肩的差动活塞，当压力超过限定值时，安全阀弹簧108受压缩而使阀开启， 沟通排、吸两端，以达到泄压的目的，安全阀弹簧108的预紧力则可通过调节螺钉111来设 定调整油泵的工作压力。
[0018] 作为本发明的第二实施方案，如图2所示，润滑油输送泵亦可以采用联轴器或其 它变送机构由膨胀机转子直接驱动旋转，安装在膨胀机壳体的吸气端；按照本发明如图2 所示，系统中增加设工质流量自动调节机构，根据膨胀机进、出口压差计算出膨胀机膨胀 t匕，来自动调节控制工质进入膨胀机的流量，以提高膨胀机的单位产能和运行工艺可靠 性；工质流量自动调节机构包含流量调节阀13,差压变送器11，控制器12,压力传感器10， 工质增压泵5和高、低压管路等组成；二只压力传感器10分别安装在膨胀机的进、出口管 路上，将检测到的压力信号传递到差压变送器11，通过控制器12自动计算出膨胀机工作的 实际膨胀比（一般控制在1 : 4左右），按照预设的数值做修整，控制器12发出信号到流 量调节阀13和工质增压泵5的变频电机，一是通过低压电机驱动或通过气动活塞来驱动调 节阀门的开度，二是按照设定通过改变工质增压泵5的转速，来自动控制进入膨胀机的工 质流量，保证膨胀机在最佳膨胀比状态下运行，充分发挥其最佳工作效率；按照本发明如图 2所示，为对膨胀机和系统管路等高压侧做安全保护，在高、底压管路间亦设有安全溢流阀 14,当系统高压侧压力超过设定数值时，安全液流阀会自动开启和及时关闭，以保证整个系 统中工质在安全压力下平稳循环做功。
[0019] 本发明的描述和应用方式是说明性的，在不脱离本发明原则的情况下，可以以其 它的结构、形式、材料、比例和布置来实现本发明。
[0020] 以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用 等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种朗肯循环发电装置，该朗肯循环发电装置包括螺杆膨胀机、发电机、冷凝器、蒸 发器、工质输送系统、控制系统；所述螺杆膨胀机由阴阳二根转子收纳于壳体内互相啮合， 有专用润滑油输送泵对其提供润滑；所述发电机由膨胀机直接驱动；所述冷凝器，用于冷 凝工质；所述蒸发器，用于工质与热源介质做热交换；所述工质输送系统，包含工质输送 泵、高低压管路、安全溢流阀；所述控制系统，包含压力传感器、差压变送器、控制装置和流 量调节阀。
2. 根据权利要求1所述的一种朗肯循环发电装置，其特征在于：所述控制系统中，通过 在高低压管路上设置压力传感器，经差压变送器把信号传递到控制装置，来控制流量调节 阀的开度，达到提高膨胀机的最佳工况效果和系统的稳定可靠性。
3. 根据权利要求1所述的一种朗肯循环发电装置，其特征在于：所述膨胀机运转时所 需的润滑油输送泵由膨胀机转子直接联动，所述润滑油输送泵可以设计在膨胀机的壳体 内，也可以利用其他传动方式安装连接在膨胀机吸口端。
4. 根据权利要求1所述的一种朗肯循环发电装置，其特征在于：所述工质输送系统中， 在高低压管路上设置有安全溢流阀，作为对膨胀机和工质管路系统的安全保护。
【文档编号】F01C20/24GK104110273SQ201310131370
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】袁建华, 高亚祥 申请人:袁建华