一种双工质循环发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种双工质循环发电系统，包括：蒸汽发生器、膨胀机、发电机、蒸发式冷凝器和工质泵；蒸汽发生器，用于通过废热对工质进行加热，将工质变为高压蒸汽进入膨胀机；膨胀机，用于在高压蒸汽的驱动下工作；发电机，与膨胀机同轴连接，在膨胀机的驱动下发电；蒸发式冷凝器，用于通过冷却介质将从膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；工质泵，用于将从蒸发式冷凝器排出的液态工质输送至蒸汽发生器。由于蒸发式冷凝器的结构紧凑，因此，发电系统中的冷却设备的体积变小，并且也省去了冷却水配管这部分费用，因此也更加节省成本。
【专利说明】—种双工质循环发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用废热发电【技术领域】，特别涉及一种双工质循环发电系统。
【背景技术】
[0002]目前，将工厂中的废热进行利用的双工质循环发电系统已经比较常见，例如，利用烟气排放的废热、热水排放的废热、地热等，使低沸点的工质蒸发，以驱动膨胀机及发电机发电。
[0003]参见图1，该图为现有技术中的双工质循环发电系统示意图。
[0004]图1中的标号代表的意义如下:
[0005]1、蒸汽发生器；2、膨胀机；3、发电机；4、冷凝器；5、冷却塔；6、冷却水泵；7、工质栗。
[0006]废热4进入蒸汽发生器1，废热4对工质进行加热。被加热后的工质成为高温高压的蒸汽。高温高压的蒸汽到达膨胀机2，通过压差驱动膨胀机2工作，同时驱动与膨胀机2同轴连接的发电机3进行发电。
[0007]从膨胀机2出来的低压蒸汽的工质进入冷凝器4，冷却水泵6将冷却塔5中的冷却介质…输送到冷凝器4。从图1中可以看出，冷却塔5与冷凝器4之间需要通过冷却水配管连接。
[0008]低压蒸汽的工质在冷凝器4中被冷却介质蝴2冷却成为液态工质。从冷凝器4出来的液态工质通过工质泵7被送往蒸汽发生器1，至此一个循环结束。
[0009]图1提供的这种发电系统中的冷却设备包括冷凝器4、冷却塔5、冷却水泵6以及冷却水配管，显然设备的数目多，造成体积大、成本高。
[0010]因此，本领域技术人员需要提供一种双工质循环发电系统，能够减少冷却设备的体积和成本。
【发明内容】
[0011]本发明要解决的技术问题是提供一种双工质循环发电系统，能够减少冷却设备的体积和成本。
[0012]本发明实施例提供一种双工质循环发电系统，包括:蒸汽发生器、膨胀机、发电机、蒸发式冷凝器和工质泵；
[0013]所述蒸汽发生器，用于通过废热对工质进行加热，将所述工质变为高压蒸汽进入所述膨胀机；
[0014]所述膨胀机，用于在所述高压蒸汽的驱动下工作；
[0015]所述发电机，与所述膨胀机同轴连接，在所述膨胀机的驱动下发电；
[0016]所述蒸发式冷凝器，用于通过冷却介质将从所述膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；
[0017]所述工质泵，用于将从所述蒸发式冷凝器排出的液态工质输送至所述蒸汽发生器。
[0018]优选地，所述蒸发式冷凝器包括:传热管群、第一喷淋器件、喷淋泵和风机；
[0019]所述传热管群，用于使所述膨胀机排出的低压蒸汽工质在管内流通；
[0020]所述第一喷淋器件，用于将所述喷淋泵传送过来的冷却介质喷淋在所述传热管群的表面；
[0021〕 所述风机，用于向所述传热管群表面吹风。
[0022]优选地，所述传热管群中传热管的截面为椭圆形，且所述椭圆形的长轴方向与所述风机送风的空气流向相平行。
[0023]优选地，还包括温度传感器和控制器；
[0024]所述温度传感器，用于测量环境温度，将测量的环境温度发送给所述控制器；
[0025]所述控制器，用于根据所述环境温度控制所述喷淋泵的转速或者关闭所述喷淋栗。
[0026]优选地，所述控制器，还用于根据所述环境温度控制所述风机的转速或者关闭所述风机。
[0027]优选地，所述控制器独立于所述风机和所述喷淋泵设置。
[0028]优选地，所述控制器集成于所述喷淋泵中或集成于所述风机中。
[0029]优选地，所述蒸汽发生器为降膜式蒸汽发生器，所述降膜式蒸汽发生器包括:传热管和第二喷淋器件；
[0030]所述传热管内部通入所述废热；
[0031]所述第二喷淋器件，用于将工质泵从所述蒸发式冷凝器传送过来的所述液态工质喷淋在所述传热管的表面。
[0032]优选地，所述传热导管群中的传热管之间按照顺排设置，或，按照叉排设置。
[0033]优选地，所述冷却介质为水。
[0034]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0035]本发明实施例提供的发电系统用蒸发式冷凝器代替了图1中的冷却塔+冷凝器+冷却水泵+冷却水配管。即本实施例提供的蒸发式冷凝器能够实现图1中以上冷却设备的相同功能，由于蒸发式冷凝器的结构紧凑，因此，体积变小，并且也省去了冷却水配管这部分费用，因此也更加节省成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是现有技术中的双工质循环发电系统示意图；
[0038]图2是本发明提供的双工质循环发电系统实施例一不意图；
[0039]图3是本发明提供的双工质循环发电系统实施例二不意图；
[0040]图如是本发明提供的传热管群顺排的截面示意图；
[0041]图仙是本发明提供的传热管群叉排的截面示意图。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0043]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0044]实施例一:
[0045]参见图2，该图为本发明提供的双工质循环发电系统实施例一示意图。
[0046]图2中的附图标记的含义如下:
[0047]1、蒸汽发生器；2、膨胀机；3、发电机；7、工质泵；8、蒸发式冷凝器；9、温度传感器；界1、废热；83、传热管群；813、喷淋泵；80、第一喷淋器件风机；86、风机电机。
[0048]本实施例提供的双工质循环发电系统，包括:蒸汽发生器1、膨胀机2、发电机3、蒸发式冷凝器4和工质泵7 ；
[0049]所述蒸汽发生器1，用于通过废热对工质进行加热，将所述工质变为高压蒸汽进入所述膨胀机2 ；
[0050]被加热的工质成为高压蒸汽，到达膨胀机2，通过压差驱动膨胀机2。
[0051]所述膨胀机2，用于在所述高压蒸汽的驱动下工作；
[0052]所述发电机3，与所述膨胀机2同轴连接，在所述膨胀机2的驱动下发电；
[0053]所述蒸发式冷凝器8，用于通过冷却介质将从所述膨胀机2排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；
[0054]所述工质泵7，用于将从所述蒸发式冷凝器8排出的液态工质输送至所述蒸汽发生器。
[0055]与现有技术的图1相比较可以明显看出，本发明实施例提供的发电系统用蒸发式冷凝器代替了图1中的冷却塔+冷凝器+冷却水泵+冷却水配管。即本实施例提供的蒸发式冷凝器能够实现图1中以上冷却设备的相同功能，由于蒸发式冷凝器的结构紧凑，因此，体积变小，并且也省去了冷却水配管这部分费用，因此也更加节省成本。
[0056]实施例二:
[0057]继续参见图2。
[0058]本实施例提供的所述蒸发式冷凝器包括:传热管群&!、喷淋泵油、第一喷淋器件8。和风机8(1 ；
[0059]所述传热管群&!，用于使所述膨胀机2排出的低压蒸汽工质在管内流通；
[0060]可以理解的是，从膨胀机2过来的低压蒸汽工质在传热管群&!内流通。
[0061]所述第一喷淋器件8(3，用于将所述喷淋泵油传送过来的冷却介质喷淋在所述传热管群如的表面；
[0062]所述风机8(1，用于向所述传热管群&!表面吹风。
[0063]下面以冷却介质为水为例结合图2介绍本实施例提供的发电系统的冷却原理。
[0064]从膨胀机2出来的低压蒸汽进入蒸发式冷凝器8的传热管群83内部。蒸发式冷凝器8底部的水通过喷淋泵油输送至喷淋装置8(3，由喷淋装置8^喷淋的水顺着传热管群88的外面，依次落入下方。落下的喷淋水与传热管群&!内部流动的低压蒸汽工质进行换热，一部分喷淋水蒸发。蒸发的喷淋水与风机8(1抽引的空气一起被释放到大气中。空气使蒸发的喷淋水转移，同时冷却传热管群&!表面的喷淋水。
[0065]由此可见，本实施例中利用蒸发式冷凝器可以实现工质的冷凝，利用废热来发电。
[0066]另外，本实施例提供的发电系统中还可以包括温度传感器9和控制器(图中未示出)；
[0067]所述温度传感器9，用于测量环境温度，将测量的环境温度发送给所述控制器；
[0068]所述控制器，用于判断所述环境温度低于预设温度值时，关闭所述风机8(1。
[0069]可以理解的是，除了关闭风机8(1以外，还可以控制喷淋泵油的转速。
[0070]所述温度传感器9，用于测量环境温度，将测量的环境温度发送给所述控制器；
[0071]需要说明的是，温度传感器9可以通过测量干球温度或者湿球温度来测量环境温度。
[0072]所述控制器，用于根据所述环境温度控制喷淋泵油的转速。例如，环境温度高时，控制喷淋泵8)3的转速升高；环境温度较低时，控制喷淋泵8)3的转速降低。
[0073]可以理解的是，除了关闭风机8(1以外，所述控制器还用于根据所述环境温度控制所述风机8(1的转速。例如，当环境温度较高时，控制风机8(1的转速升高，当环境温度较低时，控制风机8(1的转速降低。
[0074]需要说明的是，所述控制器独立于所述风机和所述喷淋泵设置。
[0075]另外，所述控制器也可以集成于所述喷淋泵86中或集成于所述风机8(1中。
[0076]可以理解的是，通过对环境温度的检测来控制风机和/或喷淋泵的工作情况，可以实现很好地节能。例如，当环境温度较低时，关闭喷淋泵，可以使蒸发式冷凝器工作在空冷式，即以空冷式冷凝器方式运行。
[0077]实施例三:
[0078]参见图3，该图为本发明提供的双工质循环发电系统实施例二不意图。
[0079]本实施例中，所述蒸汽发生器1为降膜式蒸汽发生器1，所述降膜式蒸汽发生器1包括:传热管和第二喷淋器件；
[0080]所述传热管内部通入所述废热；
[0081]所述第二喷淋器件匕，用于将工质泵从所述蒸发式冷凝器8传送过来的所述液态工质喷淋在所述传热管的表面。
[0082]本实施例中采用降膜式蒸汽发生器1，可以节省工质的填充量。现有技术中的蒸汽发生器1通常为满液式，即工质的填充量需要液位很高，这样需要很多工质，而本实施例中采用降膜式蒸汽发生器可以限制蒸发温度随着工质液位高度而上升，从而可以提高换热效率。
[0083]参见图如，该图为本发明提供的传热管群顺排的截面示意图。
[0084]所述传热导管群中的传热管之间按照顺排设置，或，
[0085]参见图仙，该图为本发明提供的传热管群叉排的截面示意图。
[0086]除了可以采用图如所示的顺排方式以外，所述传热导管群中的传热管之间还可以按照叉排设置，如图仙所示。
[0087]需要说明的是，从图如和图仙可以看出，传热管群中传热管的截面为椭圆形，且所述椭圆形的长轴方向与所述风机送风的空气流向相平行，这样可以减少空气的阻力。
[0088]传热管群采用椭圆形的长轴垂直向下，不仅可以使喷淋的冷却介质均匀地从传热管群流下。而且还可以加大传热管与喷淋的冷却介质的接触面积，从而使传热管内的工质与外界的冷却工质更多地交换热量。
[0089]而现有技术中传热管群的截面通常采用圆形，而圆形管存在一个缺点，就是圆管最下部喷淋的冷却介质不易流动，这样这部分传热面积不能有效地发挥作用。
[0090]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种双工质循环发电系统，其特征在于，包括:蒸汽发生器、膨胀机、发电机、蒸发式冷凝器和工质泵； 所述蒸汽发生器，用于通过废热对工质进行加热，将所述工质变为高压蒸汽进入所述膨胀机； 所述膨胀机，用于在所述高压蒸汽的驱动下工作； 所述发电机，与所述膨胀机同轴连接，在所述膨胀机的驱动下发电； 所述蒸发式冷凝器，用于通过冷却介质将从所述膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质； 所述工质泵，用于将从所述蒸发式冷凝器排出的液态工质输送至所述蒸汽发生器。
2.根据权利要求1所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述蒸发式冷凝器包括:传热管群、第一喷淋器件、喷淋泵和风机； 所述传热管群，用于使所述膨胀机排出的低压蒸汽工质在管内流通； 所述第一喷淋器件，用于将所述喷淋泵传送过来的冷却介质喷淋在所述传热管群的表面； 所述风机，用于向所述传热管群表面吹风。
3.根据权利要求2所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述传热管群中传热管的截面为椭圆形，且所述椭圆形的长轴方向与所述风机送风的空气流向相平行。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双工质循环发电系统，其特征在于，还包括温度传感器和控制器； 所述温度传感器，用于测量环境温度，将测量的环境温度发送给所述控制器； 所述控制器，用于根据所述环境温度控制所述喷淋泵的转速或者关闭所述喷淋泵。
5.根据权利要求4所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述环境温度控制所述风机的转速或者关闭所述风机。
6.根据权利要求5所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述控制器独立于所述风机和所述喷淋泵设置。
7.根据权利要求5所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述控制器集成于所述喷淋泵中或集成于所述风机中。
8.根据权利要求1所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述蒸汽发生器为降膜式蒸汽发生器，所述降膜式蒸汽发生器包括:传热管和第二喷淋器件； 所述传热管内部通入所述废热； 所述第二喷淋器件，用于将工质泵从所述蒸发式冷凝器传送过来的所述液态工质喷淋在所述传热管的表面。
9.根据权利要求3所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述传热导管群中的传热管之间按照顺排设置，或，按照叉排设置。
10.根据权利要求1所述的双工质循环发电系统，其特征在于，所述冷却介质为水。
【文档编号】F01K27/02GK104454056SQ201410566472
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】松原利男 申请人:烟台荏原空调设备有限公司