一种高效率的有机朗肯循环装置的制作方法

本发明涉及有机朗肯循环装置领域，具体为一种高效率的有机朗肯循环装置。

背景技术：

目前我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下。我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3％、美国的28.6％。我国工业用能中近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于350℃以下的低温余热，约占余热总量的60%，目前技术尚无法实现对其有效的回收利用。此外，我国钢铁冶金行业目前平均余热回收水平仅为30%。主要原因在于我国现有技术难以回收数量庞大的中低温余热。

现有的有机朗肯循环装置效率低,系统构成复杂，需要设置除氧、除盐、排污及疏放水设施；凝结器需设置真空维持系统。冷却塔消耗大量电力，浪费资源，制造成本高，发电机轴承需要润滑，而该装置有机工质不能和润滑油接触，对于动件密封很难做到。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高效率的有机朗肯循环装置，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效率的有机朗肯循环装置，包括冷却塔、发电机、有机透平、有机工质余热锅炉、加压泵、储液罐、凝汽器、冷却泵、扇叶和喷淋管，所述冷却塔的顶端设有所述扇叶，所述扇叶的底端设有所述喷淋管，所述喷淋管通过连接管与所述凝汽器相连，所述凝汽器通过连接管分别与所述储液罐、所述有机透平和所述冷却泵相连，所述冷却泵与所述冷却塔相连，所述有机透平与所述发电机相连，所述有机透平通过连接管与所述有机工质余热锅炉相连，所述有机工质余热锅炉与所述加压泵相连，所述加压泵通过连接管与所述储液罐相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述发电机为磁悬浮发电机，所述凝汽器内的气压处于略高于环境大气压力的正压，无需设置真空维持系统。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冷却塔为免电冷却塔，所述冷却塔由水箱、第一齿轮箱、转轴、旋转板、轴承、螺纹杆、第二齿轮箱、大齿轮和小齿轮构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冷却塔的底端设有所述水箱，所述喷淋管的底端设有所述转轴，所述转轴的一端设有所述轴承，所述转轴的另一端设有所述第一齿轮箱，所述转轴上设有所述旋转板，所述第一齿轮箱上设有所述螺纹杆，所述螺纹杆的顶端设有所述第二齿轮箱，所述第二齿轮箱的底端设有所述大齿轮，所述大齿轮的一侧设有所述小齿轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述扇叶通过连接轴固定在所述冷却塔的轴承上，所述小齿轮固定在所述扇叶连接轴上，所述小齿轮与所述大齿轮通过齿轮啮合相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一齿轮箱和所述第二齿轮箱均通过螺栓固定在所述冷却塔的内部，所述旋转板焊接在所述转轴上，所述转轴与所述轴承与所述第一齿轮箱相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述螺纹杆与所述第一齿轮箱和所述第二齿轮箱通过螺纹相连，所述大齿轮通过转轴与所述第二齿轮箱相连。

本发明的有益效果是：

优点1：该装置效率高,系统构成简单，不需要设置除氧、除盐、排污及疏放水设施；凝结器里一般处于略高于环境大气压力的正压，不需设置真空维持系统。

优点2：透平进排气压力高，所需通流面积较小，透平尺寸小。

优点3：使用干流体时，余热锅炉中不必设置过热段，工质蒸汽直接以饱和气体进透平膨胀做功。

优点4：可实现远程控制，无人值守，需要极少的运行、维修人员，运行成本很低。

优点5：冷却塔采用免电式的，低碳环保，节约能源，系统部件、设备可实现标准模块化生产，能缩短安装周期，降低制造成本。

优点6：发电机部分使用的是磁悬浮发电机，可以实现工质零泄露。是因为传统的发电机轴承需要润滑，而该装置有机工质不能和润滑油接触，对于动件密封很难做到，使用磁轴承不需要润滑，可以把整个电机进行密封，解决泄露问题。同时由于不存在摩擦，效率更好，各种传感器可以对整个发电机性能进行监控，适用于温度高于70℃以上的低温余热源。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明冷却塔的结构示意图；

图中：1、冷却塔，2、发电机，3、有机透平，4、有机工质余热锅炉，5、加压泵，6、储液罐，7、凝汽器，8、冷却泵，9、扇叶，10、喷淋管，11、水箱，12、第一齿轮箱，13、转轴，14、扇叶，15、轴承，16、螺纹杆，17、第二齿轮箱，18、大齿轮，19、小齿轮。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种高效率的有机朗肯循环装置，包括冷却塔1、发电机2、有机透平3、有机工质余热锅炉4、加压泵5、储液罐6、凝汽器7、冷却泵8、扇叶9和喷淋管10，冷却塔1的顶端设有扇叶9，扇叶9的底端设有喷淋管10，喷淋管10通过连接管与凝汽器7相连，凝汽器7通过连接管分别与储液罐6、有机透平3和冷却泵8相连，冷却泵8与冷却塔1相连，有机透平3与发电机2相连，有机透平3通过连接管与有机工质余热锅炉4相连，有机工质余热锅炉4与加压泵5相连，加压泵5通过连接管与储液罐6相连。

发电机2为磁悬浮发电机，凝汽器7内的气压处于略高于环境大气压力的正压，无需设置真空维持系统。

冷却塔1为免电冷却塔，冷却塔1由水箱11、第一齿轮箱12、转轴13、旋转板14、轴承15、螺纹杆16、第二齿轮箱17、大齿轮18和小齿轮19构成。

冷却塔1的底端设有水箱11，喷淋管10的底端设有转轴13，转轴13的一端设有轴承15，转轴13的另一端设有第一齿轮箱12，转轴13上设有旋转板14，第一齿轮箱12上设有螺纹杆16，螺纹杆16的顶端设有第二齿轮箱17，第二齿轮箱17的底端设有大齿轮18，大齿轮18的一侧设有小齿轮19。

扇叶9通过连接轴固定在冷却塔1的轴承上，小齿轮19固定在扇叶9连接轴上，小齿轮19与大齿轮18通过齿轮啮合相连。

第一齿轮箱12和第二齿轮箱17均通过螺栓固定在冷却塔1的内部，旋转板14焊接在转轴13上，转轴13与轴承15与第一齿轮箱12相连。

螺纹杆16与第一齿轮箱12和第二齿轮箱17通过螺纹相连，大齿轮18通过转轴与第二齿轮箱17相连。

工作原理：一种高效率的有机朗肯循环装置，包括冷却塔1、发电机2、有机透平3、有机工质余热锅炉4、加压泵5、储液罐6、凝汽器7、冷却泵8、扇叶9和喷淋管10，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，蒸汽进入有机透平3机械膨胀做功，从而带动发电机2或拖动其它动力机械。从有机透平3排出的蒸汽在凝汽器7中向冷却水放热，凝结成液态，最后借助冷却泵8重新回到冷却塔1，如此不断地循环下去，发电机2为磁悬浮发电机，凝汽器7内的气压处于略高于环境大气压力的正压，无需设置真空维持系统，可以实现工质零泄露。是因为传统的发电机轴承需要润滑，而该装置有机工质不能和润滑油接触，对于动件密封很难做到，使用磁轴承不需要润滑，可以把整个电机进行密封，解决泄露问题。同时由于不存在摩擦，效率更好，各种传感器可以对整个发电机性能进行监控，适用于温度高于70℃以上的低温余热源，使用干流体时，余热锅炉中不必设置过热段，工质蒸汽直接以饱和气体进透平膨胀做功。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。