一种磁悬浮余热发电系统的制作方法

文档序号:14423993阅读:1282来源:国知局

本实用新型涉及余热发电机组的技术领域,尤其涉及一种磁悬浮余热发电系统。



背景技术:

现有余热发电机组系统复杂、效率低下、发电量低,一般而言,现有余热发电机组均有膨胀机,现有余热发电机组采用的涡轮或螺杆膨胀机运转效率低,回收的余热和发电量有限。现有余热发电机组的涡轮或螺杆膨胀机采用机械轴承,机械摩擦损失大效率低,噪声及振动剧烈,尺寸大,润滑油系统复杂,维护工作量大,维护成本高。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的技术问题,本实用新型的目的是:提供一种磁悬浮余热发电系统,该发电系统提高了效率和发电量。

为了达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种磁悬浮余热发电系统,包括换热器、磁悬浮膨胀机、发电机、冷凝器、磁力泵;换热器的工质出口通过管道与磁悬浮膨胀机的入口相通,磁悬浮膨胀机的出口通过管道与冷凝器的工质入口相通,冷凝器的工质出口通过管道与磁力泵的入口相通,磁力泵的出口通过管道与换热器的工质入口相通;换热器设有余热出口和余热入口,冷凝器设有冷却入口和冷却出口;磁悬浮膨胀机设有蜗轮,蜗轮通过磁悬浮转轴与发电机相连接。

进一步的是:发电机为变频发电机。

进一步的是:磁悬浮转轴上套装有磁力轴承,蜗轮、磁悬浮转轴、发电机、磁力轴承安装在同一个半封闭的壳体内。

进一步的是:发电系统还包括轴承控制系统和位置传感器,位置传感器设置在磁力轴承上,位置传感器与轴承控制系统信号连接。

进一步的是:换热器为壳管式换热器或者板式换热器。

总的说来,本实用新型具有如下优点:

本实用新型的一种磁悬浮余热发电系统,系统结构简单、效率高、发电量高,本实用新型采用的磁悬浮膨胀机,具有变频高速的特点,体积相当小,运行起来不仅安静,而且稳固可靠,维护工作量小,维护成本低。磁悬浮膨胀机消除了传统的高摩擦损失和机械磨损以及润滑油系统的高维护成本。

附图说明

图1是本实用新型磁悬浮余热发电系统的原理示意图。

其中,1为换热器,2为换热器的余热入口,3为换热器的余热出口,4为换热器的工质入口,5为换热器的工质出口,6为磁悬浮膨胀机,7为磁悬浮膨胀机的入口,8为磁悬浮膨胀机的出口,9为磁悬浮转轴,10为发电机,11为冷凝器,12为冷凝器的工质入口,13为冷凝器的工质出口,14为冷凝器的冷却出口,15为冷凝器的冷却入口,16为磁力泵,17为磁力泵的入口,18为磁力泵的出口。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

结合图1所示,一种磁悬浮余热发电系统,包括换热器、磁悬浮膨胀机、发电机、冷凝器、磁力泵。换热器设有工质出口、工质入口、余热出口和余热入口;冷凝器也相应地设有工质出口、工质入口、冷却入口和冷却出口。换热器的工质出口通过管道与磁悬浮膨胀机的入口相通,磁悬浮膨胀机的出口通过管道与冷凝器的工质入口相通,冷凝器的工质出口通过管道与磁力泵的入口相通,磁力泵的出口通过管道与换热器的工质入口相通。磁悬浮膨胀机设有蜗轮,蜗轮通过磁悬浮转轴与发电机相连接,磁悬浮转轴上套装有磁力轴承,蜗轮、磁悬浮转轴、发电机、磁力轴承安装在同一个半封闭的壳体内。换热器、磁悬浮膨胀机、发电机、冷凝器、磁力泵均属于现有成熟的技术;磁力轴承套装在磁悬浮转轴上,磁力轴承安装在合适的地方,磁悬浮膨胀机、蜗轮、磁悬浮转轴、磁力轴承、发电机之间的安装技术也属于现有的技术。

发电机为变频发电机。

发电系统还包括轴承控制系统和位置传感器,位置传感器设置在磁力轴承上,位置传感器与轴承控制系统信号连接。

换热器为壳管式换热器或者板式换热器。

该发电系统的原理:余热流(液体)通过管道从换热器的余热入口流入换热器内,然后再从换热器的余热出口流出;有机工质(此时为液体)从换热器的工质入口流入换热器内,然后再从换热器的工质出口流出;有机工质流经过换热器,有机工质和余热流进行热量交换,有机工质从余热流中吸收热量,有机工质变成具有一定压力和温度的蒸汽,然后蒸汽通过管道进入磁悬浮膨胀机的涡轮膨胀做功,涡轮与发电机又通过磁悬浮转轴连接,有机工质膨胀驱动涡轮旋转,从而带动发电机工作;蒸汽膨胀做功后,从磁悬浮膨胀机的出口排出,然后蒸汽通过管道进入冷凝器,蒸汽在冷凝器中向冷却水放热,蒸汽冷凝成液态(即有机工质变成了液态),然后有机工质借助磁力泵,磁力泵使得有机工质重新流回换热器,有机工质如此不断地循环。冷却水通过管道从冷凝器的冷却入口流入冷凝器内,然后再从冷凝器的冷却出口流出;蒸汽流经过冷凝器,蒸汽和冷却水进行热量交换,蒸汽冷凝成液态。

本实用新型采用磁悬浮膨胀机、磁悬浮转轴、磁力轴承、发电机,比传统的使用润滑油的向心涡轮或螺杆膨胀机技术效率更高。磁悬浮膨胀机具有变频高速(达到45000RPM)的特点,体积相当小,运行起来不仅安静,而且稳固可靠。专用的磁力轴承代替了传统的润滑油轴承,消除了高摩擦损失和机械磨损以及润滑油系统的高维护成本。这种无油设计使磁悬浮膨胀机效率极佳。磁悬浮膨胀机的一个主要活动组件(磁悬浮转轴和涡轮),磁悬浮转轴通过数控磁力轴承系统悬浮转动,磁力轴承上的位置传感器以每秒10万次的频率实时将信号反馈到轴承控制系统,使活动组件始终悬浮于中央位置。有机工质在换热器中从余热流中吸收热量,生成具一定压力和温度的蒸汽,蒸汽进入磁悬浮膨胀机膨胀做功,极大地提高了效率和发电量,能最大限度地回收管理有效余热和低位热能。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

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