連接于低壓乏汽回?zé)崞?的出口及膨脹機(jī)3的出口，當(dāng)膨脹機(jī)3出氣口乏汽溫度較低時(shí)，工質(zhì)不經(jīng)過(guò)高壓乏汽回?zé)崞?，而直接進(jìn)入冷凝器5內(nèi)。
[0028]基于上述發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法如下:
[0029]熱源通過(guò)高壓蒸發(fā)器I的殼側(cè)入口進(jìn)入高壓蒸發(fā)器I內(nèi)，在本實(shí)施例中，熱源為一切以顯熱形式存在的低溫?zé)嵩矗绲責(zé)崴?、煙氣等。進(jìn)入高壓蒸發(fā)器I后熱源與高壓蒸發(fā)器I管內(nèi)的工質(zhì)換熱后，熱源通過(guò)殼側(cè)出口流出并分流進(jìn)入高壓預(yù)熱器2和低壓蒸發(fā)器7中，其中熱源在高壓預(yù)熱器2中與其中的工質(zhì)進(jìn)行換熱，熱源放熱后排出，同時(shí)低壓蒸發(fā)器7內(nèi)的熱源在低壓蒸發(fā)器7內(nèi)加熱其中的工質(zhì)，然后熱源流入低壓預(yù)熱器8中與其中的工質(zhì)進(jìn)行換熱，熱源換熱后排出。通過(guò)流量計(jì)10及流量調(diào)節(jié)閥11來(lái)調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)高壓蒸發(fā)器I后分流進(jìn)入高壓預(yù)熱器2和低壓蒸發(fā)器7中的熱源含量，降低了高壓預(yù)熱器2中的不可逆損失，使高壓蒸發(fā)器I中的蒸發(fā)溫度及低壓預(yù)熱器8中的熱源溫度升高，在原熱源不變的基礎(chǔ)上，提高了低壓級(jí)預(yù)熱器8熱源品位。
[0030]該發(fā)電系統(tǒng)中存在工質(zhì)，優(yōu)選的，是有機(jī)工質(zhì)，在循環(huán)系統(tǒng)中，工質(zhì)由儲(chǔ)液罐6被工質(zhì)泵15抽出，分別進(jìn)入高壓預(yù)熱器2和低壓預(yù)熱器8中，與其中的熱源進(jìn)行換熱，從而使工質(zhì)被加熱，然后工質(zhì)再進(jìn)入高壓蒸發(fā)器I和低壓蒸發(fā)器7的管中，在高壓蒸發(fā)器I中與熱源換熱進(jìn)而被加熱蒸發(fā)，形成高壓蒸汽，該高壓蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)3中帶動(dòng)發(fā)電機(jī)14發(fā)電，同時(shí)低壓蒸發(fā)器7中的工質(zhì)也與熱源換熱后形成低壓蒸汽，低壓蒸汽通過(guò)補(bǔ)氣口 31進(jìn)入膨脹機(jī)3中，對(duì)膨脹機(jī)3提供能量做功，因此本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)可以對(duì)不同溫度的熱源都進(jìn)行利用，充分實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，同時(shí)能夠降低設(shè)備投資。高壓蒸汽與低壓蒸汽在膨脹機(jī)3內(nèi)釋放能量后由膨脹機(jī)3的排氣口排出，此時(shí)若排氣口乏汽溫度較高，例如排氣口排出的工質(zhì)為氣態(tài)，則工質(zhì)進(jìn)入高壓乏汽回?zé)崞?中換熱，再進(jìn)入低壓乏汽回?zé)崞?中換熱，然后進(jìn)入冷凝器5中冷卻，最后流入儲(chǔ)液罐6 ;若排氣口乏汽溫度較低，例如排氣口排出的工質(zhì)為液態(tài)，則工質(zhì)直接進(jìn)入冷凝器5內(nèi)冷卻后流入儲(chǔ)液罐6。
[0031]乏汽溫度也控制了儲(chǔ)液罐6內(nèi)工質(zhì)流出時(shí)的路徑。若乏汽溫度較高時(shí)，第一控制閥12關(guān)閉，第二控制閥13打開(kāi)，工質(zhì)泵15將儲(chǔ)液罐6內(nèi)的工質(zhì)提升進(jìn)入低壓乏汽回?zé)崞?中加熱，然后通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)，工質(zhì)部分進(jìn)入低壓預(yù)熱器8中，另一部分進(jìn)入高壓乏汽回?zé)崞?中進(jìn)一步加熱后進(jìn)入高壓預(yù)熱器2中。高壓乏汽回?zé)崞?和低壓乏汽回?zé)崞?的使用既充分回收了工質(zhì)攜帶的熱量，又提高了工質(zhì)進(jìn)入高壓預(yù)熱器2和低壓預(yù)熱器8時(shí)的溫度，降低冷凝器5中不可逆損失，使整個(gè)系統(tǒng)中存在多級(jí)換熱，充分利用能源。若乏汽溫度較低時(shí)，第一控制閥12打開(kāi)，第二控制閥13關(guān)閉，工質(zhì)泵15將儲(chǔ)液罐6內(nèi)的工質(zhì)抽出后直接進(jìn)入高壓預(yù)熱器2和低壓預(yù)熱器8中。
[0032]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括:高壓有機(jī)朗肯循環(huán)裝置和低壓有機(jī)朗肯循環(huán)裝置，所述高壓有機(jī)朗肯循環(huán)裝置具有高壓蒸發(fā)器，高壓預(yù)熱器，高壓乏汽回?zé)崞?，膨脹機(jī)及冷凝器；所述低壓有機(jī)朗肯循環(huán)裝置具有低壓蒸發(fā)器，低壓預(yù)熱器及低壓乏汽回?zé)崞鳎黄渲懈邏赫舭l(fā)器的殼側(cè)出口通過(guò)管道分別連接于所述高壓預(yù)熱器和所述低壓蒸發(fā)器，其管側(cè)出口通過(guò)管道與所述膨脹機(jī)相連，所述膨脹機(jī)連接于發(fā)電機(jī)，所述膨脹機(jī)設(shè)有補(bǔ)氣口，所述低壓預(yù)熱器連接于所述低壓蒸發(fā)器，所述低壓蒸發(fā)器管側(cè)出口與所述補(bǔ)氣口連通，所述膨脹機(jī)的排氣口連接于所述高壓乏汽回?zé)崞?，所述高壓乏汽回?zé)崞鞯某隹谶B接于所述低壓乏汽回?zé)崞鳎龅蛪悍ζ責(zé)崞鞯臍?cè)出口連接于所述冷凝器，所述冷凝器的管側(cè)出口與儲(chǔ)液罐相連，所述儲(chǔ)液罐出口側(cè)連接多個(gè)工質(zhì)泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述高壓蒸發(fā)器與所述高壓預(yù)熱器、所述低壓蒸發(fā)器之間均設(shè)有流量計(jì)和流量調(diào)節(jié)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述冷凝器連接有冷卻水進(jìn)口，供冷卻水進(jìn)入以冷卻工質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)液罐與所述高壓預(yù)熱器及所述低壓預(yù)熱器通過(guò)管道連通，所述管道上設(shè)有第一控制閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)液罐與所述低壓乏汽回?zé)崞鬟B通，兩者之間設(shè)有所述工質(zhì)泵和第二控制閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述低壓乏汽回?zé)崞髋c所述低壓預(yù)熱器連通，所述高壓乏汽回?zé)崞髋c所述高壓預(yù)熱器連通。
7.一種基于權(quán)利要求1所述的梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征在于，包括:熱源進(jìn)入所述高壓蒸發(fā)器后分流，分別進(jìn)入所述高壓預(yù)熱器和所述低壓蒸發(fā)器，所述低壓蒸發(fā)器內(nèi)的熱源部分進(jìn)入所述低壓預(yù)熱器內(nèi)，經(jīng)所述高壓乏汽回?zé)崞髁鞒龅墓べ|(zhì)進(jìn)入所述高壓預(yù)熱器內(nèi)預(yù)熱后進(jìn)入所述高壓蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸汽進(jìn)入所述膨脹機(jī)內(nèi)，帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)同一工質(zhì)進(jìn)入所述低壓預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入所述低壓蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸汽通過(guò)所述補(bǔ)氣口進(jìn)入所述膨脹機(jī)，從所述膨脹機(jī)出來(lái)的所述工質(zhì)進(jìn)入所述高壓乏汽回?zé)崞骱退龅蛪悍ζ責(zé)崞骱笤龠M(jìn)入所述冷凝器內(nèi)冷卻，冷卻后的所述工質(zhì)流入所述儲(chǔ)液罐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電方法，其特征在于:所述工質(zhì)于所述膨脹機(jī)內(nèi)釋放熱能后，由所述排氣口流出，若所述排氣口的乏汽溫度較高，所述工質(zhì)進(jìn)入所述高壓乏汽回?zé)崞?，若所述排氣口的乏汽溫度較低，則所述工質(zhì)直接進(jìn)入所述冷凝器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電方法，其特征在于:所述乏汽溫度較高時(shí)，所述冷凝器流出的所述工質(zhì)通過(guò)所述工質(zhì)泵提升進(jìn)入所述低壓乏汽回?zé)崞鲀?nèi)加熱，然后分流，所述工質(zhì)部分直接進(jìn)入所述低壓預(yù)熱器，另一部分經(jīng)過(guò)所述工質(zhì)泵升壓至高壓狀態(tài)再進(jìn)入所述高壓乏汽回?zé)崞鲀?nèi)加熱，進(jìn)入所述高壓預(yù)熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電方法，其特征在于:所述乏汽溫度較低時(shí)，所述工質(zhì)泵將所述儲(chǔ)液罐內(nèi)的所述工質(zhì)直接輸送至所述高壓預(yù)熱器和所述低壓預(yù)熱器內(nèi)。
【專(zhuān)利摘要】一種梯級(jí)換熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)電方法，包括高壓蒸發(fā)器，高壓預(yù)熱器，高壓乏汽回?zé)崞鳎蛎洐C(jī)及冷凝器，低壓蒸發(fā)器，低壓預(yù)熱器及低壓乏汽回?zé)崞?，其中高壓蒸發(fā)器的殼側(cè)出口通過(guò)管道分別連接于高壓預(yù)熱器和低壓蒸發(fā)器，其管側(cè)出口通過(guò)管道與膨脹機(jī)相連，膨脹機(jī)連接于發(fā)電機(jī)，膨脹機(jī)設(shè)有補(bǔ)氣口，低壓預(yù)熱器連接于低壓蒸發(fā)器，低壓蒸發(fā)器管側(cè)出口與補(bǔ)氣口連通，膨脹機(jī)的排氣口連接于高壓乏汽回?zé)崞?，高壓乏汽回?zé)崞鞯某隹谶B接于低壓乏汽回?zé)崞?，低壓乏汽回?zé)崞鞯臍?cè)出口連接于冷凝器，冷凝器的管側(cè)出口與儲(chǔ)液罐相連，儲(chǔ)液罐出口側(cè)連接多個(gè)工質(zhì)泵，降低了高壓預(yù)熱器中的不可逆損失，提高了低壓預(yù)熱器的熱源品位，充分利用能源。
【IPC分類(lèi)】F01K23-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104832232
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510243498
【發(fā)明人】楊新樂(lè), 黃菲菲, 李惟慷, 董思含, 戴文智, 喬約翰, 任姝
【申請(qǐng)人】遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月13日