一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)的系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能量回收利用裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)的系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，簡(jiǎn)稱0RC)是以低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)，主要由換熱器、膨脹機(jī)、冷凝器、栗四大部分組成。工作原理為換熱介質(zhì)在換熱器中從余熱流中吸收熱量，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)做功從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械，從膨脹機(jī)排出的蒸汽在冷凝器中冷凝，最后借助栗回到換熱器，如此不斷循環(huán)下去。降低排氣溫度是提高朗肯循環(huán)熱效率的一種有效手段，然而終壓和終溫的數(shù)值取決于冷凝器中的工質(zhì)溫度，僅靠冷凝器難以大幅度降低。
[0003]在生產(chǎn)天然氣的地方，燃?xì)飧挥喽娏θ狈?，因此在燃燒天然氣進(jìn)行發(fā)電的基礎(chǔ)上配合有機(jī)朗肯循環(huán)循環(huán)，進(jìn)一步利用燃燒的熱能，提高發(fā)電量。然而若在需要臨時(shí)應(yīng)急進(jìn)一步提高發(fā)電量時(shí)，如果額外購(gòu)置一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電則提高了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種成本投資少、可臨時(shí)應(yīng)急提升發(fā)電量的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，利用天然氣田本來(lái)就配置了的用于進(jìn)行天然氣液化的燃?xì)怛?qū)動(dòng)的制冷機(jī)，將內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，從而實(shí)現(xiàn)短期提升發(fā)電量以滿足應(yīng)急需求的目的。
[0005]本發(fā)明公開(kāi)了一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)，包括第一內(nèi)燃機(jī)、換熱器、膨脹機(jī)、冷凝器、制冷機(jī)、第二內(nèi)燃機(jī)、栗;第一內(nèi)燃機(jī)對(duì)外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器放出熱量后排出，換熱器加熱的工質(zhì)經(jīng)膨脹機(jī)對(duì)外做功發(fā)電后，通過(guò)冷凝器、第二內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)和栗回到換熱器。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)的第二內(nèi)燃機(jī)的排氣經(jīng)換熱器放出熱量后排出。
[0007]本發(fā)明還公開(kāi)了一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的方法，包括如下步驟:換熱器中的工質(zhì)通過(guò)第一內(nèi)燃機(jī)的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動(dòng)膨脹機(jī)做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器冷凝;將第二內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，通過(guò)制冷機(jī)進(jìn)一步降低冷凝器的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率，實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明的制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的方法，包括如下步驟:
[0009]I)換熱器中的工質(zhì)通過(guò)第一內(nèi)燃機(jī)的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動(dòng)膨脹機(jī)做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器冷凝；
[0010]2)將第二內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，通過(guò)制冷機(jī)進(jìn)一步降低冷凝器的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率。
[0011]3)將第二內(nèi)燃機(jī)的排氣引入換熱器參與有機(jī)朗肯循環(huán)，以進(jìn)一步利用排氣余熱，實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:本發(fā)明的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)成本投資少、可臨時(shí)應(yīng)急提升發(fā)電量，利用天然氣田本來(lái)就配置了的用于進(jìn)行天然氣液化的燃?xì)怛?qū)動(dòng)的制冷機(jī)，將內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，從而實(shí)現(xiàn)短期提升發(fā)電量以滿足應(yīng)急需求的目的。在生產(chǎn)天然氣的地方，由于燃?xì)飧挥喽娏θ狈Γㄟ^(guò)本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，可以進(jìn)一步利用燃?xì)馊紵臒崮?，提高發(fā)電量，降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為進(jìn)一步利用帶動(dòng)制冷機(jī)工作的內(nèi)燃機(jī)排氣的制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中1、第一內(nèi)燃機(jī)，2、換熱器，3、膨脹機(jī)，4、冷凝器，5、制冷機(jī)，6、第二內(nèi)燃機(jī)，7、
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【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)，包括第一內(nèi)燃機(jī)1、換熱器2、膨脹機(jī)3、冷凝器4、制冷機(jī)5、第二內(nèi)燃機(jī)6、栗7 ；第一內(nèi)燃機(jī)I對(duì)外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器2放出熱量后排出，換熱器2加熱的工質(zhì)經(jīng)膨脹機(jī)3對(duì)外做功發(fā)電后，通過(guò)冷凝器4、第二內(nèi)燃機(jī)6驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)5和栗7回到換熱器2。
[0018]圖1所示系統(tǒng)的制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的方法:將第二內(nèi)燃機(jī)6驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)5的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，通過(guò)制冷機(jī)5進(jìn)一步降低冷凝器4的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率，實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。
[0019]如圖2所示，作為優(yōu)選的，第二內(nèi)燃機(jī)6的排氣還可以經(jīng)換熱器2放出熱量后排出，以進(jìn)一步利用排氣余熱，實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。
[0020]對(duì)應(yīng)的制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的方法:
[0021]I將第二內(nèi)燃機(jī)6驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)5的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，通過(guò)制冷機(jī)5進(jìn)一步降低冷凝器4的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率。
[0022]2將第二內(nèi)燃機(jī)6的排氣引入換熱器參與有機(jī)朗肯循環(huán)，以進(jìn)一步利用排氣余熱，實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于包括第一內(nèi)燃機(jī)(I)、換熱器(2)、膨脹機(jī)(3)、冷凝器(4)、制冷機(jī)(5)、第二內(nèi)燃機(jī)(6)、栗(7);第一內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣管路與換熱器(2)相連，第一內(nèi)燃機(jī)(I)對(duì)外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器(2)放出熱量后排出，換熱器(2)加熱的工質(zhì)經(jīng)膨脹機(jī)(3)對(duì)外做功發(fā)電后，通過(guò)冷凝器(4)、第二內(nèi)燃機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)(5)、栗(7)回到換熱器(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二內(nèi)燃機(jī)(6)的排氣經(jīng)換熱器(2)放出熱量后排出。3.—種如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)方法，其特征在于包括如下步驟: 1)換熱器(2)中的工質(zhì)通過(guò)第一內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動(dòng)膨脹機(jī)(3)做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器(4)冷凝； 2)將第二內(nèi)燃機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)(5)的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，通過(guò)制冷機(jī)(5)進(jìn)一步降低冷凝器(4)的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高有機(jī)朗肯循環(huán)熱效率，實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。4.一種如權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)的制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)的方法， 其特征在于包括如下步驟: 1)換熱器(2)中的工質(zhì)通過(guò)第一內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動(dòng)膨脹機(jī)(3)做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器(4)冷凝； 2)將第二內(nèi)燃機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)(5)的管路接入有機(jī)朗肯循環(huán)中，通過(guò)制冷機(jī)(5)進(jìn)一步降低冷凝器(4)的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高有機(jī)朗肯循環(huán)熱效率； 3)將第二內(nèi)燃機(jī)(6)的排氣引入換熱器參與有機(jī)朗肯循環(huán)，以進(jìn)一步利用排氣余熱，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)短期應(yīng)急提升發(fā)電量的目的。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制冷機(jī)輔助有機(jī)朗肯循環(huán)的系統(tǒng)及其方法。它包第一內(nèi)燃機(jī)、換熱器、膨脹機(jī)、冷凝器、制冷機(jī)、第二內(nèi)燃機(jī)、泵；第一內(nèi)燃機(jī)對(duì)外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器吸收熱量后排出，換熱器加熱的工質(zhì)經(jīng)膨脹機(jī)對(duì)外做功發(fā)電后，通過(guò)冷凝器、第二內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)和泵回到換熱器。本發(fā)明用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)接入有機(jī)朗肯循環(huán)，以提高有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電量。
【IPC分類】F01K23/10, F25B11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105604620
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610130112
【發(fā)明人】肖閣, 孫方軍
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)常州工業(yè)技術(shù)研究院
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日