一種熱能梯級利用的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及熱電系統(tǒng)，特別是一種高效熱能梯級利用的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展、經(jīng)濟的繁榮以及人口的增長，能源的需求量持續(xù)增長。無論是自然界、還是人類的生產(chǎn)生活中，都存在很多能源利用不充分的現(xiàn)象。若只有一部分作為熱利用，大部分熱能排放、閑置，不但浪費熱能，還對環(huán)境造成熱污染。因而在開辟新能源的同時，也更加重視提高現(xiàn)有能源的利用率。尋找一種高效、環(huán)保并且切實可行的技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]傳統(tǒng)的朗肯循環(huán)采用水蒸氣，當熱源溫度低于370°C時，采用蒸汽朗肯循環(huán)是不經(jīng)濟的。而采用低沸點的有機物工質(zhì)流體代替水蒸氣，實現(xiàn)有機朗肯循環(huán)，可以工作在更為適宜的壓力下，對系統(tǒng)的密封性要求降低，減小投資成本。將有機朗肯循環(huán)與蒸汽朗肯循環(huán)通過中間換熱器耦合，可以實現(xiàn)能量的梯級利用，增加發(fā)電量和供熱量。有機朗肯循環(huán)能廣泛地與各種低溫熱源匹配，組成動力系統(tǒng)，適用性強。
[0004]吸收式制冷對熱源的要求低，耗電少，如今得到越來越廣泛的應用。將蒸汽朗肯循環(huán)中的乏汽或抽汽作為吸收式制冷機發(fā)生器的熱源，可以驅(qū)動制冷，在冷凝器側(cè)產(chǎn)生的熱量可以為輻射式空調(diào)末端提供熱水等用途，在蒸發(fā)器側(cè)可以生產(chǎn)冷凍水用于供冷。
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效熱能梯級利用的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種高效的熱能梯級利用的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，基于高壓側(cè)蒸汽朗肯循環(huán)-低壓側(cè)有機朗肯循環(huán)和吸收式制冷循環(huán)的復合裝置，通過閥門切換合理分配能量，并通過回熱設(shè)計減小工質(zhì)在中間換熱器的傳熱溫差，減少不可逆損失。冷熱電三聯(lián)供，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠。
[0007]通過有機朗肯循環(huán)和吸收式制冷循環(huán)并聯(lián)運行，二次利用蒸汽朗肯循環(huán)膨脹機的乏汽或抽汽，從而使原本只能被拋棄的中低品位熱能再次得到利用，對于節(jié)能減排，減少溫室氣體排放和大氣污染物排放具有重要意義，是解決能源和環(huán)境問題的一個重要途徑。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:提供了一種高效熱能梯級利用的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)和吸收式制冷循環(huán)供冷供熱子系統(tǒng)三部分。連接方式為:蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)位于整個復合系統(tǒng)的高壓側(cè)，從第一膨脹機(2)出來的乏汽或抽汽分為兩路，分別作為有機朗肯循環(huán)子系統(tǒng)蒸發(fā)器(3)側(cè)和吸收式制冷循環(huán)子系統(tǒng)發(fā)生器(15)側(cè)的熱源，然后回到鍋爐(I)中。有機朗肯循環(huán)熱電聯(lián)供子系統(tǒng)和吸收式制冷循環(huán)冷熱聯(lián)供子系統(tǒng)并聯(lián)在蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)的低壓側(cè)。
[0009]所述的蒸汽朗肯循環(huán)利用高溫熱能，第一膨脹機(2)與第一發(fā)電機(12)通過聯(lián)軸器進行連接。有機朗肯循環(huán)利用蒸汽朗肯循環(huán)膨脹機出口的乏汽或抽汽的熱能，第二膨脹機(6)與第二發(fā)電機(13)通過聯(lián)軸器進行連接，并通過第一熱用戶(7)實現(xiàn)供熱。吸收式制冷循環(huán)利用蒸汽朗肯循環(huán)膨脹機出口的乏汽或抽汽的熱能作為發(fā)生器(15)的熱源，制冷工質(zhì)在第二熱用戶(16)內(nèi)放熱可用于冬季供給輻射末端空調(diào)用水或在夏季提取用作生活熱水等，在蒸發(fā)器(18)內(nèi)制取冷凍水用于空調(diào)或用作其他需冷場合。系統(tǒng)還可根據(jù)用戶需要通過閥門控制實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)或冷熱電三聯(lián)供，靈活實用、運行可靠、功能全面、節(jié)能環(huán)保。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少兩套發(fā)電設(shè)備:一套在蒸汽朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)中，由前述鍋爐(I)加熱產(chǎn)生的過熱蒸汽送入前述第一膨脹機(2)，帶動前述第一發(fā)電機(12)發(fā)電；另一套在有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)中；其中，有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)進一步包括第二膨脹機(6)及第二發(fā)電機(13);第二膨脹機(6)帶動第二發(fā)電機(13)發(fā)電，經(jīng)由前述中間換熱器(3)將蒸汽朗肯循環(huán)產(chǎn)生的余熱轉(zhuǎn)化為電會K。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少兩套發(fā)電設(shè)備:一套在蒸汽朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)中，由前述鍋爐(I)加熱產(chǎn)生的過熱蒸汽送入前述第一膨脹機(2)，帶動前述第一發(fā)電機(12)發(fā)電；另一套在有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)中；其中，有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)進一步包括第二膨脹機(6)及第二發(fā)電機(13);第二膨脹機(6)帶動第二發(fā)電機(13)發(fā)電，經(jīng)由前述中間換熱器(3)將蒸汽朗肯循環(huán)產(chǎn)生的余熱轉(zhuǎn)化為電能。所述的第一膨脹機是渦旋式、螺桿式、或渦輪式蒸汽膨脹機，或者是汽輪機；所述的第二膨脹機是有機工質(zhì)膨脹機。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少兩套發(fā)電設(shè)備:一套在蒸汽朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)中，由前述鍋爐(I)加熱產(chǎn)生的過熱蒸汽送入前述第一膨脹機(2)，帶動前述第一發(fā)電機(12)發(fā)電；另一套在有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)中；其中，有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)進一步包括第二膨脹機(6)及第二發(fā)電機(13);第二膨脹機(6)帶動第二發(fā)電機(13)發(fā)電，經(jīng)由前述中間換熱器(3)將蒸汽朗肯循環(huán)產(chǎn)生的余熱轉(zhuǎn)化為電能。所述的第一膨脹機是渦旋式、螺桿式、或渦輪式蒸汽膨脹機，或者是汽輪機；所述的第二膨脹機是有機工質(zhì)膨脹機。所述有機工質(zhì)是R245fa、R136fa、R600、R601、R601a中的一種或幾種干流體工質(zhì)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少兩套供熱設(shè)備:一套在有機朗肯循環(huán)循環(huán)回路子系統(tǒng)中，從前述第二膨脹機￠)出來的乏氣作為工質(zhì)流體，提供給第一熱用戶(7)供熱；另一套在吸收式制冷循環(huán)回路子系統(tǒng)中，從發(fā)生器(15)的出口(15-1)出來的制冷工質(zhì)蒸氣，提供給第二熱用戶(16)供熱。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少兩套供熱設(shè)備:一套在有機朗肯循環(huán)循環(huán)回路子系統(tǒng)中，從前述第二膨脹機￠)出來的乏氣作為工質(zhì)流體，提供給第一熱用戶(7)供熱；另一套在吸收式制冷循環(huán)回路子系統(tǒng)中，從發(fā)生器(15)的出口(15-1)出來的制冷工質(zhì)蒸氣，提供給第二熱用戶(16)供熱。其中，進一步包括回熱器
(9);從前述第二膨脹機(6)抽取部分乏氣作為工質(zhì)流體，在所述回熱器(9)中與給第一熱用戶(7)供熱后的工質(zhì)流體混合，提高進入中間換熱器(3)的工質(zhì)流體的平均溫度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少一套設(shè)置在吸收式制冷循環(huán)回路子系統(tǒng)中的供冷設(shè)備；從蒸汽朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)的前述第一膨脹機(2)出來的乏汽送至前述發(fā)生器(15)的熱源入口(15-4)，作為吸收式制冷循環(huán)回路子系統(tǒng)的熱源；所述吸收式制冷循環(huán)回路子系統(tǒng)中的供冷設(shè)備是蒸汽型、熱水型、余熱型或復合型的供冷設(shè)備，或者是直燃型或帶有直燃型的復合形式的供冷設(shè)備。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的再一個方面提供了一種冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)和吸收式制冷循環(huán)供冷供熱子系統(tǒng)三部分。所述的蒸汽朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)由鍋爐(I)、第一膨脹機(2)、第一發(fā)電機(12)、第一電磁閥(22)、中間換熱器(3)、第一儲液器(4)、第一水栗(5)以及第二電磁閥(23)、第三儲液器(14)、發(fā)生器(15)、第三水栗(25)及將它們連接的管道構(gòu)成；鍋爐出口的蒸汽與第一膨脹機(2)的進口連接，第一膨脹機(2)帶動第一發(fā)電機(12)發(fā)電，第一膨脹機(2)出口的乏汽分為兩路分別與第一電磁閥(22)和第二電磁閥(23)連接；第一電磁閥(22)出口與中間換熱器(3)高溫側(cè)流體進口(3-1)連接，中間換熱器(3)的高溫側(cè)流體出口(3-2)與第一儲液器(4)的進口連接，第一儲液器(4)的出口與第一水栗(5)的進口連接，第一水栗(5)的出口與鍋爐(I)的進口連接，組成蒸汽朗肯循環(huán)回路；第二電磁閥(23)的出口與發(fā)生器(15)的熱源進口(15-4)連接，發(fā)生器(15)的熱源出口(15-5)與第三儲液器(14)的進口連接，第三儲液器(14)的出口與第三水栗(25)進口連接，第三水栗(25)的出口與鍋爐(I)的進口連接，組成蒸汽朗肯循環(huán)回路；所述的有機朗肯循環(huán)回路子系統(tǒng)由中間換熱器(3)、第二膨脹機(6)、第二發(fā)電機(13)、第一熱用戶(7)、第一工質(zhì)栗(8)、回熱器(9)、第二儲液器(10)、第二工質(zhì)