一种低温热源驱动的有机工质吸收式发电方法及其系统与流程

文档序号:12781369阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种低温热源驱动的有机工质吸收式发电方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)将有机工质加热成饱和溶液后通入第一涡流管(200)中,经第一涡流管(200)膨胀降压后,低沸点的有机工质汽化,生成气液两相混合物,分离出第一过热蒸汽、第一饱和蒸汽以及第一溶液;

2)从第一涡流管(200)中流出的第一过热蒸汽与第一饱和蒸汽混合进入第一膨胀机(300)中膨胀做功;从第一涡流管(200)中流出的第一溶液在重力的作用下进入第二涡流管(400),经第二涡流管(400)膨胀降压,低沸点的有机工质进一步汽化,生成气液两相混合物,分离出第二过热蒸汽、第二饱和蒸汽以及第二溶液,从第二涡流管(400)中流出的第二过热蒸汽与第二饱和蒸汽混合进入第二膨胀机(500)中膨胀做功;

3)从第二涡流管(400)中流出的第二溶液在重力的作用下流经回热蒸发器(120)放热后进入吸收器(110);第一膨胀机(300)与第二膨胀机(500)做功带动与其通过联轴器相连的发电机(600)运转发电;第一膨胀机(300)中的第一过热蒸汽与第一饱和蒸汽的混合蒸汽膨胀至第二膨胀机(500)的进口压力后进入吸收器(110)被来自第二涡流管(400)的第二溶液吸收;第二膨胀机(500)中的第二过热蒸汽与第二饱和蒸汽的混合蒸汽膨胀至冷凝压力后进入冷凝器(700),该混合蒸汽被冷凝器外部的冷却介质冷却成液态;

4)被冷凝器(700)冷却成液态的第三溶液经冷剂泵(800)升压至一定压力后流经预热器(900)吸收部分热量,随后进入吸收器(110)中,在吸收器(110)中第三溶液被吸收过程中产生的热量加热至对应压力下的饱和液态后流进回热蒸发器(120)中被进一步加热,生成饱和蒸汽;吸收器(110)中吸收终了的第四溶液在第一溶液泵(130)的升压作用下,流经预热器(900),在预热器(900)中释放出部分热量后变为过冷态溶液后作为工作流体进入喷射绝热吸收器(140),在喷射绝热吸收器(140)中膨胀形成低压或真空,与其相连的回热蒸发器(120)中产生的蒸汽被吸入,工作流体与饱和饱和蒸汽在喷射绝热吸收器(140)内充分混合,最终形成居中压力的溶液,随后经第二溶液泵(150)升压后进入加热器(100),形成系统循环。

2.根据权利要求1所述的低温热源驱动的有机工质吸收式发电方法,其特征在于:步骤(1)中所述的有机工质包括作为制冷剂的低沸点有机物和作为吸收剂的高沸点有机物,所述的低沸点有机物选自R1234yf、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、R1234ze(E)和R1234ze(Z)中的一种或几种,所述的高沸点有机物选自TrEGDME、TEGDME和NMP中的一种。

3.一种低温热源驱动的有机工质吸收式发电系统,其特征在于,包括将有机工质加热为饱和溶液的加热器(100)、第一涡流管(200)、第一膨胀机(300)、第二涡流管(400)、第二膨胀机(500)、发电机(600)、冷凝器(700)、冷剂泵(800)、预热器(900)、吸收器(110)、回热蒸发器(120)、第一溶液泵(130)、喷射绝热吸收器(140)和第二溶液泵(150),所述的加热器(100)的饱和溶液出口(102)与第一涡流管(200)的第二进口(201)相连,所述的第一涡流管的第一热气出口(202)与第一冷气出口(204)并联后连接至第一膨胀机(300)的第三进口(301),所述的第一涡流管(200)的第一液体出口(203)与第二涡流管(400)的第四进口(401)相连,所述的第二涡流管(400)的第二热气出口(402)与第二冷气出口(404)并联后连接至第二膨胀机(500)的第五进口(501),所述的第二涡流管(400)的第二液体出口(403)通过回热蒸发器(120)后连接至吸收器(110)的稀溶液进口(113),所述的第一膨胀机(300)的第一出口(302)与吸收器(110)的冷剂蒸汽进口(112)相连,所述的第二膨胀机(500)的第二出口(502)依次通过冷凝器(700)、冷剂泵(800)、预热器(900)、吸收器(110)、回热蒸发器(120)后连接至喷射绝热吸收器(140)的引射流体进口(142);所述的吸收器(110)的浓溶液出口(115)依次通过第一溶液泵(130)、预热器(900)后连接至喷射绝热吸收器(140)的工作流体进口(131),所述的喷射绝热吸收器(140)的混合流体出口(143)通过第二溶液泵(150)后连接至加热器(100)的第一进口(101),所述的第一膨胀机(300)和第二膨胀机(500)通过联轴器与发电机(600)相连。

4.根据权利要求3所述的低温热源驱动的有机工质吸收式发电系统,其特征在于:所述的有机工质包括作为制冷剂的低沸点有机物和作为吸收剂的高沸点有机物,所述的低沸点有机物选自R1234yf、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、R1234ze(E)和R1234ze(Z)中的一种或几种,所述的高沸点有机物选自TrEGDME、TEGDME和NMP中的一种。

5.根据权利要求3所述的低温热源驱动的有机工质吸收式发电系统,其特征在于:所述的第二涡流管(400)的第四进口(401)的位置低于第一涡流管(200)的第一液体出口(203)的位置,所述的回热蒸发器(120)的第二溶液进口(123)的位置低于第二涡流管(400)的第二液体出口(403)的位置,所述吸收器(110)的稀溶液进口(113)的位置低于回热蒸发器(120)的第二溶液出口(122)的位置。

6.根据权利要求3或4所述的低温热源驱动的有机工质吸收式发电系统,其特征在于:所述的加热器(100)、冷凝器(700)、预热器(900)和回热蒸发器(120)选自管壳式换热器、降膜式换热器和板式换热器中的一种。

7.根据权利要求3或4所述的低温热源驱动的有机工质吸收式发电系统,其特征在于:所述的第一涡流管(200)为逆流型涡流管,所述的第二涡流管(400)为逆流型涡流管。

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