利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨喌闹圃旆椒?br> 【專利摘要】本實(shí)用新型提供利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)的中間冷卻器與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置相連接，有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置是由透平發(fā)電機(jī)、機(jī)外換熱器、儲(chǔ)液容器、流體泵、有機(jī)介質(zhì)及管路串聯(lián)組成閉合的循環(huán)管路，中間冷卻器的冷卻介質(zhì)出口管連接在透平發(fā)電機(jī)進(jìn)口，透平發(fā)電機(jī)的出口管路連接機(jī)外換熱器的冷卻液進(jìn)口，燃?xì)廨啓C(jī)的排氣管上串接回?zé)釗Q熱器的一路換熱流道，回?zé)釗Q熱器的另一換熱流道串接在中間冷卻器和透平發(fā)電機(jī)之間的管路上。利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，降低高壓壓氣機(jī)的進(jìn)口工質(zhì)溫度，減少了工質(zhì)在壓縮過程時(shí)所消耗的壓縮功，利用低壓壓氣機(jī)余熱進(jìn)行發(fā)電，從而提高整個(gè)間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置的有用功率。
【專利說明】利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及余熱發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)是由燃?xì)獍l(fā)生器和動(dòng)力渦輪兩大部件組成，它可以被看成是能夠連續(xù)不斷地產(chǎn)生具有一定壓力和溫度燃?xì)獾膯卧?。通常，燃?xì)獍l(fā)生器包括壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪等三個(gè)主要部件，壓氣機(jī)又分為單轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)和多轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)。在簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置中，隨著壓氣機(jī)的級(jí)數(shù)增加，壓氣機(jī)的壓比和出口溫度將隨著增大，使得工質(zhì)在壓縮過程時(shí)所消耗的壓縮功也隨之增加，這樣就使得燃?xì)廨啓C(jī)裝置的效率有所降低。為了減少工質(zhì)在壓縮過程時(shí)所消耗的壓縮功，在低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)之間增加中間冷卻器，即對(duì)低壓壓氣機(jī)出口的壓縮工質(zhì)進(jìn)行冷卻，降低高壓壓氣機(jī)進(jìn)口的工質(zhì)溫度，從而減少高壓壓氣機(jī)的壓縮功，由此得到了一種間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)。在現(xiàn)有的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)中，根據(jù)壓氣機(jī)的不同壓比，從低壓壓氣機(jī)流出的工質(zhì)溫度也是不同，通常是在150°C?220°C溫度范圍內(nèi)，冷卻壓縮工質(zhì)的冷卻介質(zhì)通常有水、乙二醇水溶液，冷卻介質(zhì)是靠流體泵進(jìn)行加壓循環(huán)，有一個(gè)間冷系統(tǒng)來保持冷卻介質(zhì)的正常循環(huán)。間冷系統(tǒng)是由流體泵、儲(chǔ)液容器及機(jī)外冷卻器組成。在間冷系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，由流體泵從儲(chǔ)液容器中抽吸并將冷卻介質(zhì)加壓送到中間冷卻器中，從低壓壓氣機(jī)中壓縮流出的工質(zhì)與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換，壓縮后的工質(zhì)被冷卻，接著流入高壓壓氣機(jī)中繼續(xù)壓縮；而冷卻介質(zhì)的溫度升高后流到機(jī)外冷卻器中，被空氣或冷卻水進(jìn)行再次冷卻，隨后冷卻介質(zhì)又流回儲(chǔ)液容器中。在這個(gè)過程中，從低壓壓氣機(jī)流出的壓縮工質(zhì)所具有的熱能被白白地浪費(fèi)掉。
[0005]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型專利的任務(wù)是提供一種利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，它是將間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置組合在一起，利用有機(jī)朗肯循環(huán)回收低壓壓氣機(jī)的余熱進(jìn)行發(fā)電，這樣不僅降低高壓壓氣機(jī)的進(jìn)口工質(zhì)溫度，減少了工質(zhì)在壓縮過程時(shí)所消耗的壓縮功，而且還提高了整個(gè)間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的有用功率。
[0007]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，包括間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的中間冷卻器與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置相連接，有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置是由透平發(fā)電機(jī)、機(jī)外換熱器、儲(chǔ)液容器、流體泵、有機(jī)介質(zhì)及管路串聯(lián)組成閉合的循環(huán)管路，中間冷卻器的冷卻介質(zhì)出口管連接在透平發(fā)電機(jī)進(jìn)口，透平發(fā)電機(jī)的出口管路連接機(jī)外換熱器的冷卻液進(jìn)口。
[0008]進(jìn)一步的，間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的排氣管上串接回?zé)釗Q熱器的一路換熱流道，回?zé)釗Q熱器的另一換熱流道串接在中間冷卻器和透平發(fā)電機(jī)之間的管路上。
[0009]本實(shí)用新型具有如下有益效果:由于采用上述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，它不僅降低高壓壓氣機(jī)的進(jìn)口工質(zhì)溫度，減少了工質(zhì)在壓縮過程時(shí)所消耗的壓縮功，而且還利用低壓壓氣機(jī)余熱進(jìn)行發(fā)電，從而提高整個(gè)間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置的有用功率。[0010]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0011]圖1是現(xiàn)有間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理圖；
[0012]圖2是利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理圖；
[0013]圖3是另一種利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理圖。
[0014]箭頭表示流動(dòng)方向
[0015]圖中1-間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，2-中間冷卻器，3-機(jī)外換熱器，4-儲(chǔ)液容器，5-有機(jī)介質(zhì)，6-流體泵，7-透平發(fā)電機(jī)，8-回?zé)釗Q熱器，9-排氣管。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0018]由圖1結(jié)合圖2、圖3所示，利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，包括間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)1，間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的中間冷卻器與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置相連接，有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置是由透平發(fā)電機(jī)7、機(jī)外換熱器3、儲(chǔ)液容器4、流體泵6、有機(jī)介質(zhì)5及管路串聯(lián)組成閉合的循環(huán)管路，中間冷卻器2的冷卻介質(zhì)出口管連接在透平發(fā)電機(jī)7進(jìn)口，透平發(fā)電機(jī)7的出口管路連接機(jī)外換熱器3的冷卻液進(jìn)口。
[0019]進(jìn)一步的，在間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)I的排氣管9上串接回?zé)釗Q熱器8，燃?xì)廨啓C(jī)的排氣為回?zé)釗Q熱器8內(nèi)的一路換熱流道，回?zé)釗Q熱器8的另一換熱流道串接在中間冷卻器2和透平發(fā)電機(jī)7之間的管路上。
[0020]圖1是現(xiàn)有間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理圖，間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)是由低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)鉁u輪、動(dòng)力渦輪和中間冷卻器2組成，同時(shí)配有一套間冷系統(tǒng)。工質(zhì)進(jìn)入低壓壓氣機(jī)內(nèi)，經(jīng)過壓縮使得工質(zhì)具有一定的壓力和溫度，隨后流入中間冷卻器2中，并與冷卻介質(zhì)5進(jìn)行熱交換，冷卻后的工質(zhì)流入高壓壓氣機(jī)中，進(jìn)行再次壓縮；而間冷系統(tǒng)是由儲(chǔ)液容器4、機(jī)外換熱器3及流體泵6等組成，是以水、乙二醇水溶液為冷卻介質(zhì)，從儲(chǔ)液容器4流出的冷卻介質(zhì)，經(jīng)過流體泵6加壓送入中間冷卻器2中，在此與壓縮后的工質(zhì)進(jìn)行熱交換，冷卻介質(zhì)被加熱后流到機(jī)外冷卻器2中，被空氣或水進(jìn)行冷卻，使冷卻介質(zhì)冷卻成液態(tài)，最后流回儲(chǔ)液容器4里。
[0021]圖2是利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理圖，在現(xiàn)有間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)上，用有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置代替間冷系統(tǒng)。工質(zhì)進(jìn)入低壓壓氣機(jī)內(nèi)，經(jīng)過壓縮后工質(zhì)具有一定的壓力和溫度，隨后流入中間冷卻器2中，在中間冷卻器2里工質(zhì)與有機(jī)介質(zhì)進(jìn)行熱交換，被冷卻后的工質(zhì)流入高壓壓氣機(jī)，進(jìn)行再次壓縮；有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置是由儲(chǔ)液容器4、機(jī)外換熱器3、流體泵6、透平發(fā)電機(jī)7、有機(jī)介質(zhì)5及管路組成，從儲(chǔ)液容器4流出的液態(tài)有機(jī)介質(zhì)5，經(jīng)過流體泵6加壓送入中間冷卻器2中，在此與壓縮后的工質(zhì)進(jìn)行熱交換，使有機(jī)介質(zhì)5由液態(tài)變成氣態(tài)，直接進(jìn)入透平機(jī)內(nèi)膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從透平機(jī)排出的有機(jī)介質(zhì)5流入機(jī)外換熱器3中，被與空氣或水進(jìn)行再次冷卻，使得有機(jī)介質(zhì)5冷卻后變成液態(tài)，再流回儲(chǔ)液容器4里。
[0022]圖3是另一種利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置的工作原理圖，使有機(jī)介質(zhì)5在經(jīng)過中間冷卻器換熱后由液態(tài)變成氣態(tài)，再進(jìn)入回?zé)釗Q熱器8中與燃?xì)廨啓C(jī)排氣進(jìn)行熱交換，使有機(jī)介質(zhì)5再加熱成高溫干蒸氣，直接進(jìn)入透平機(jī)內(nèi)膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，從透平機(jī)流出的有機(jī)介質(zhì)5流入機(jī)外換熱器3中，被空氣或水進(jìn)行再次冷卻，使得有機(jī)介質(zhì)5冷卻后變成液態(tài)，再流回儲(chǔ)液容器4里。[0023]由于采用有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置來代替現(xiàn)有的間冷系統(tǒng)，這樣不僅降低高壓壓氣機(jī)進(jìn)口工質(zhì)的溫度，減少工質(zhì)在高壓壓氣機(jī)中壓縮時(shí)所消耗的壓縮功，而且還利用低壓壓氣機(jī)的余熱進(jìn)行發(fā)電，從而提高了整個(gè)間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的有用功率。
【權(quán)利要求】
1.一種利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，包括間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(1)，其特征在于:間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(I)的中間冷卻器(2)與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置相連接，有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置是由透平發(fā)電機(jī)(7)、機(jī)外換熱器(3)、儲(chǔ)液容器(4)、流體泵(6)、有機(jī)介質(zhì)(5)及管路串聯(lián)組成閉合的循環(huán)管路，中間冷卻器(2)的冷卻介質(zhì)出口管連接在透平發(fā)電機(jī)(7)進(jìn)口，透平發(fā)電機(jī)(7)的出口管路連接機(jī)外換熱器(3)的冷卻液進(jìn)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低壓壓氣機(jī)余熱發(fā)電的間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于:在間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(I)的排氣管(9)上串接回?zé)釗Q熱器(8)，燃?xì)廨啓C(jī)的排氣為回?zé)釗Q熱器(8)內(nèi)的一路換熱流道，回?zé)釗Q熱器(8)的另一換熱流道串接在中間冷卻器(2)和透平發(fā)電機(jī)(7)之間的管路上。
【文檔編號(hào)】F02C6/18GK203822467SQ201420247555
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】劉偉, 李東明, 肖蔚巖 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七 三研究所