带紧急停车装置的低温余热发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安全装置领域，尤其是一种低温余热发电系统中紧急停车装置。
【背景技术】
[0002]有机朗肯循环是以低沸点有机物为循环工质的闭式循环，由于其具较高的热效率，被公认为是一种有效的低温余热利用技术。不少研究人员搭建了以有机朗肯循环为基础的低温余热发电系统实验台，常见的低温余热发电系统如图1所示，有机朗肯循环系统由换热器、膨胀机、与所述膨胀机连接的发电机、冷凝器和有机工质栗五个主要设备组成。液态有机工质在换热器中吸收热量产生高压有机蒸气，高压有机蒸气推动膨胀机旋转做功，膨胀机转动带动发电机发电，膨胀机出口的乏气进入冷凝器中被冷却重新变为液态有机工质，再经过有机工质栗升压后进入换热器，完成一个动力循环。在整个过程中，最容易出现故障的就是膨胀机，因为正常工作条件下，其转速非常高，一旦膨胀机出现问题，轻则导致有机工质的泄漏，重则会导致膨胀机的损坏，甚至由于高速旋转叶片的损坏会伤害到工作人员。而且有机朗肯循环系统停车的前提是，有机朗肯循环系统中的有机工质全部变为液体，如图1所示，当需要紧急停车时，由于不能及时切断有机朗肯循环系统的热量来源，有机朗肯循环系统中的有机工质不能及时冷却为液体有机工质，因此整个系统将存在着安全隐串
■/Ql、ο
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决常见的低温余热发电系统中的安全隐患，从而提出里一种带安全装置的低温余热发电系统。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种带紧急停车装置的低温余热发电系统，包括加热循环系统、有机朗肯循环系统和冷却循环系统。其中，所述的加热循环系统包括通过管路依次连接的导热油栗、电加热器、导热油三通阀、换热器;所述的有机朗肯循环系统包括通过管路依次连接的有机工质栗、换热器、有机工质三通阀、膨胀机、与所述膨胀机连接的发电机、单向阀、冷凝器;所述的冷却循环系统包括通过管路依次连接的冷却水栗、冷凝器、冷却水箱。在所述的加热循环系统中，导热油三通阀安装在换热器入口前，所述的导热油三通阀的三个连接口通过管道分别连接电加热器的出口、换热器的进口、导热油栗的进口。在所述的有机朗肯循环系统中，有机工质三通阀安装在膨胀机入口前，单向阀安装在膨胀机出口后，所述的有机工质三通阀的三个连接口通过管道分别连接换热器的出口、膨胀机的进口、冷凝器的进口。
[0005]所述的带紧急停车装置的低温余热发电系统相对于常见的低温余热发电系统具有显著进步的安全特点，具体的说，带紧急停车装置的低温余热发电系统正常工作时，所述的加热循环系统中经电加热器加热后的导热油经过导热油三通阀流向换热器，导热油在换热器中将热量传递给液态有机工质，从换热器流出的导热油经过导热油栗加压进入电加热器完成一个循环;所述的有机朗肯循环中从换热器得到热量的液态有机工质变为高压的有机蒸气，高压有机蒸气经过有机工质三通阀流入膨胀机推动膨胀机转动做功，膨胀机转动带动发电机发电，从膨胀机流出的有机蒸气乏气经过单向阀进入冷凝器，冷凝后的有机蒸气乏气变为有机工质液体经有机工质栗加压进入换热器完成一个循环;所述的冷却循环系统中从冷凝器中得到热量的冷却水经过空冷进入冷却水槽，然后经过冷却水栗加压进入冷凝器完成一个循环。当膨胀机发生故障需要紧急停车时，首先旋转有机工质三通阀使高压有机蒸气经过图2中有机朗肯循环系统中的虚线管道进入冷凝器，由于膨胀机出口后安装有一个单向阀，此时的高压有机蒸气无法进入膨胀机，这样使得高压蒸气绕过膨胀机完成一个循环;接着关闭电加热器，旋转导热油三通阀使经过电加热器的导热油经过图2中加热循环系统中的虚线管道进入导热油栗，这样就切断了有机朗肯循环系统的热量来源，可使有机朗肯循环系统中的有机蒸气快速冷却为液体有机工质，进而进行了低温余热发电系统的紧急停车。
[0006]另外，所述的有机朗肯循环系统中单向阀另外一个重要作用是在低温余热发电系统正常运行时，膨胀机出口有机蒸气乏汽具有较高的速度，乏汽经过单向阀时会减小乏汽的速度，使乏汽以较小的速度进入冷凝器，进而提高冷凝器的换热效率。
【附图说明】
[0007]图1是常见的低温余热发电系统的结构示意图。
[0008]图2是实施例中本实用新型的结构示意图。
[0009]其中，1、电加热器，2、导热油三通阀，3、有机工质三通阀，4、膨胀机，5、单向阀，6、发电机，7、冷却水槽，8、冷却水栗，9、冷凝器，10、有机工质栗，11、换热器，12、导热油栗。
【具体实施方式】
[0010]下面通过【具体实施方式】，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0011]请参阅图2，本实用新型实施例提供了一种带紧急停车装置的低温余热发电系统，该带紧急停车装置的低温余热发电系统主要由加热循环系统、有机朗肯循环系统和冷却循环系统构成。所述的加热循环系统包括通过管路依次连接的导热油栗12、电加热器1、导热油三通阀2、换热器11;所述的有机朗肯循环系统包括通过管路依次连接的有机工质栗10、换热器11、有机工质三通阀3、膨胀机4、与所述膨胀机连接的发电机6、单向阀5、冷凝器9;所述的冷却循环系统包括通过管路依次连接成环的冷却水栗8、冷凝器9、冷却水箱7。在所述的加热循环系统中，导热油三通阀2安装在换热器11入口前，所述的导热油三通阀2的三个连接口通过管道分别连接电加热器I的出口、换热器11的进口、导热油栗12的进口。在所述的有机朗肯循环系统中，有机工质三通阀3安装在膨胀机4入口前，单向阀5安装在膨胀机4出口后，所述的有机工质三通阀3的三个连接口通过管道分别连接换热器11的出口、膨胀机4的进口、冷凝器9的进口。
[0012]所述的带紧急停车装置的低温余热发电系统正常工作时，所述的加热循环系统中经电加热器I加热后的导热油经过导热油三通阀2流向换热器11，导热油在换热器11中将热量传递给液态有机工质，从换热器11流出的导热油经过导热油栗12加压进入电加热器I完成一个循环;所述的有机朗肯循环中从换热器11得到热量的液态有机工质变为高压的有机蒸气，高压有机蒸气经过有机工质三通阀3流入膨胀机4推动膨胀机4转动做功，膨胀机4转动带动发电机6发电，从膨胀机4流出的有机蒸气乏气经过单向阀5进入冷凝器9，冷凝后的有机蒸气乏气变为有机工质液体经有机工质栗10加压进入换热器11完成一个循环;所述的冷却循环系统中从冷凝器9中得到热量的冷却水进入冷却水槽7，然后经过冷却水栗8加压进入冷凝器9完成一个循环。
[0013]所述的带紧急停车装置的低温余热发电系统中膨胀机发生故障需要紧急停车时，工作人员首先旋转有机工质三通阀3使高压有机蒸气经过图2中有机朗肯循环系统中的虚线管道进入冷凝器9，由于膨胀机4出口后安装有一个单向阀5，此时的高压有机蒸气无法进入膨胀机4，这样使得高压蒸气绕过膨胀机4完成一个循环;接着关闭电加热器I，旋转导热油三通阀2使经过电加热器I的导热油经过图2中加热循环系统中的虚线管道进入导热油栗12，这样就断了有机朗肯循环系统的热量来源，可使有机朗肯循环系统中的有机蒸气快速冷却为液体有机工质，进而进行了低温余热发电系统的紧急停车。该装置对在膨胀机发生故障需要整个系统紧急停车时具有重大的意义。
【主权项】
1.一种带紧急停车装置的低温余热发电系统，包括加热循环系统、有机朗肯循环系统和冷却循环系统，其特征在于所述的加热循环系统包括通过管路依次连接成环的导热油栗、电加热器、导热油三通阀、换热器;所述的有机朗肯循环系统包括通过管路依次连接成环的有机工质栗、换热器、有机工质三通阀、膨胀机、与所述膨胀机连接的发电机、单向阀、冷凝器;所述的冷却循环系统包括通过管路依次连接成环的冷却水栗、冷凝器、冷却水箱。在所述的加热循环系统中，导热油三通阀安装在换热器入口前，所述的导热油三通阀的三个连接口通过管道分别连接电加热器的出口、换热器的进口、导热油栗的进口。在所述的有机朗肯循环系统中，有机工质三通阀安装在膨胀机入口前，单向阀安装在膨胀机出口后，所述的有机工质三通阀的三个连接口通过管道分别连接换热器的出口、膨胀机的进口、冷凝器的进口。
【专利摘要】本实用新型提供了一种带紧急停车装置的低温余热发电系统，包括加热循环系统、有机朗肯循环系统和冷却循环系统；所述的加热循环系统包括通过管路依次连接的导热油泵（12）、电加热器（1）、导热油三通阀（2）、换热器（11）；所述的有机朗肯循环系统包括通过管路依次连接的有机工质泵（10）、换热器（11）、有机工质三通阀（3）、膨胀机（4）、与所述膨胀机（4）连接的发电机（6）、单向阀（5）、冷凝器（9）；所述的冷却循环系统包括通过管路依次连接的冷却水泵（8）、冷凝器（9）、冷却水箱（7）。本实用新型具有在膨胀机发生故障时整个系统能紧急停车的优点，该系统具有较高的安全性。
【IPC分类】F01K13/00, F01K13/02
【公开号】CN205225351
【申请号】CN201521026476
【发明人】马新灵, 李文龙, 许文芳, 王珍珍, 邵龙, 孟祥睿, 李伟杰
【申请人】郑州大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月13日