帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安全裝置領域，尤其是一種低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中緊急停車裝置。
【背景技術】
[0002]有機朗肯循環(huán)是以低沸點有機物為循環(huán)工質的閉式循環(huán)，由于其具較高的熱效率，被公認為是一種有效的低溫余熱利用技術。不少研究人員搭建了以有機朗肯循環(huán)為基礎的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)實驗臺，常見的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示，有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)由換熱器、膨脹機、與所述膨脹機連接的發(fā)電機、冷凝器和有機工質栗五個主要設備組成。液態(tài)有機工質在換熱器中吸收熱量產生高壓有機蒸氣，高壓有機蒸氣推動膨脹機旋轉做功，膨脹機轉動帶動發(fā)電機發(fā)電，膨脹機出口的乏氣進入冷凝器中被冷卻重新變?yōu)橐簯B(tài)有機工質，再經過有機工質栗升壓后進入換熱器，完成一個動力循環(huán)。在整個過程中，最容易出現(xiàn)故障的就是膨脹機，因為正常工作條件下，其轉速非常高，一旦膨脹機出現(xiàn)問題，輕則導致有機工質的泄漏，重則會導致膨脹機的損壞，甚至由于高速旋轉葉片的損壞會傷害到工作人員。而且有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)停車的前提是，有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的有機工質全部變?yōu)橐后w，如圖1所示，當需要緊急停車時，由于不能及時切斷有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱量來源，有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的有機工質不能及時冷卻為液體有機工質，因此整個系統(tǒng)將存在著安全隱串
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【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決常見的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中的安全隱患，從而提出里一種帶安全裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括加熱循環(huán)系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)。其中，所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的導熱油栗、電加熱器、導熱油三通閥、換熱器;所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的有機工質栗、換熱器、有機工質三通閥、膨脹機、與所述膨脹機連接的發(fā)電機、單向閥、冷凝器;所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的冷卻水栗、冷凝器、冷卻水箱。在所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)中，導熱油三通閥安裝在換熱器入口前，所述的導熱油三通閥的三個連接口通過管道分別連接電加熱器的出口、換熱器的進口、導熱油栗的進口。在所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，有機工質三通閥安裝在膨脹機入口前，單向閥安裝在膨脹機出口后，所述的有機工質三通閥的三個連接口通過管道分別連接換熱器的出口、膨脹機的進口、冷凝器的進口。
[0005]所述的帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)相對于常見的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)具有顯著進步的安全特點，具體的說，帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)正常工作時，所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)中經電加熱器加熱后的導熱油經過導熱油三通閥流向換熱器，導熱油在換熱器中將熱量傳遞給液態(tài)有機工質，從換熱器流出的導熱油經過導熱油栗加壓進入電加熱器完成一個循環(huán);所述的有機朗肯循環(huán)中從換熱器得到熱量的液態(tài)有機工質變?yōu)楦邏旱挠袡C蒸氣，高壓有機蒸氣經過有機工質三通閥流入膨脹機推動膨脹機轉動做功，膨脹機轉動帶動發(fā)電機發(fā)電，從膨脹機流出的有機蒸氣乏氣經過單向閥進入冷凝器，冷凝后的有機蒸氣乏氣變?yōu)橛袡C工質液體經有機工質栗加壓進入換熱器完成一個循環(huán);所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)中從冷凝器中得到熱量的冷卻水經過空冷進入冷卻水槽，然后經過冷卻水栗加壓進入冷凝器完成一個循環(huán)。當膨脹機發(fā)生故障需要緊急停車時，首先旋轉有機工質三通閥使高壓有機蒸氣經過圖2中有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的虛線管道進入冷凝器，由于膨脹機出口后安裝有一個單向閥，此時的高壓有機蒸氣無法進入膨脹機，這樣使得高壓蒸氣繞過膨脹機完成一個循環(huán);接著關閉電加熱器，旋轉導熱油三通閥使經過電加熱器的導熱油經過圖2中加熱循環(huán)系統(tǒng)中的虛線管道進入導熱油栗，這樣就切斷了有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱量來源，可使有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的有機蒸氣快速冷卻為液體有機工質，進而進行了低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的緊急停車。
[0006]另外，所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中單向閥另外一個重要作用是在低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)正常運行時，膨脹機出口有機蒸氣乏汽具有較高的速度，乏汽經過單向閥時會減小乏汽的速度，使乏汽以較小的速度進入冷凝器，進而提高冷凝器的換熱效率。
【附圖說明】
[0007]圖1是常見的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。
[0008]圖2是實施例中本實用新型的結構示意圖。
[0009]其中，1、電加熱器，2、導熱油三通閥，3、有機工質三通閥，4、膨脹機，5、單向閥，6、發(fā)電機，7、冷卻水槽，8、冷卻水栗，9、冷凝器，10、有機工質栗，11、換熱器，12、導熱油栗。
【具體實施方式】
[0010]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0011]請參閱圖2，本實用新型實施例提供了一種帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，該帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)主要由加熱循環(huán)系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)構成。所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的導熱油栗12、電加熱器1、導熱油三通閥2、換熱器11;所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的有機工質栗10、換熱器11、有機工質三通閥3、膨脹機4、與所述膨脹機連接的發(fā)電機6、單向閥5、冷凝器9;所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接成環(huán)的冷卻水栗8、冷凝器9、冷卻水箱7。在所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)中，導熱油三通閥2安裝在換熱器11入口前，所述的導熱油三通閥2的三個連接口通過管道分別連接電加熱器I的出口、換熱器11的進口、導熱油栗12的進口。在所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，有機工質三通閥3安裝在膨脹機4入口前，單向閥5安裝在膨脹機4出口后，所述的有機工質三通閥3的三個連接口通過管道分別連接換熱器11的出口、膨脹機4的進口、冷凝器9的進口。
[0012]所述的帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)正常工作時，所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)中經電加熱器I加熱后的導熱油經過導熱油三通閥2流向換熱器11，導熱油在換熱器11中將熱量傳遞給液態(tài)有機工質，從換熱器11流出的導熱油經過導熱油栗12加壓進入電加熱器I完成一個循環(huán);所述的有機朗肯循環(huán)中從換熱器11得到熱量的液態(tài)有機工質變?yōu)楦邏旱挠袡C蒸氣，高壓有機蒸氣經過有機工質三通閥3流入膨脹機4推動膨脹機4轉動做功，膨脹機4轉動帶動發(fā)電機6發(fā)電，從膨脹機4流出的有機蒸氣乏氣經過單向閥5進入冷凝器9，冷凝后的有機蒸氣乏氣變?yōu)橛袡C工質液體經有機工質栗10加壓進入換熱器11完成一個循環(huán);所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)中從冷凝器9中得到熱量的冷卻水進入冷卻水槽7，然后經過冷卻水栗8加壓進入冷凝器9完成一個循環(huán)。
[0013]所述的帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中膨脹機發(fā)生故障需要緊急停車時，工作人員首先旋轉有機工質三通閥3使高壓有機蒸氣經過圖2中有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的虛線管道進入冷凝器9，由于膨脹機4出口后安裝有一個單向閥5，此時的高壓有機蒸氣無法進入膨脹機4，這樣使得高壓蒸氣繞過膨脹機4完成一個循環(huán);接著關閉電加熱器I，旋轉導熱油三通閥2使經過電加熱器I的導熱油經過圖2中加熱循環(huán)系統(tǒng)中的虛線管道進入導熱油栗12，這樣就斷了有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱量來源，可使有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的有機蒸氣快速冷卻為液體有機工質，進而進行了低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的緊急停車。該裝置對在膨脹機發(fā)生故障需要整個系統(tǒng)緊急停車時具有重大的意義。
【主權項】
1.一種帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括加熱循環(huán)系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接成環(huán)的導熱油栗、電加熱器、導熱油三通閥、換熱器;所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接成環(huán)的有機工質栗、換熱器、有機工質三通閥、膨脹機、與所述膨脹機連接的發(fā)電機、單向閥、冷凝器;所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接成環(huán)的冷卻水栗、冷凝器、冷卻水箱。在所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)中，導熱油三通閥安裝在換熱器入口前，所述的導熱油三通閥的三個連接口通過管道分別連接電加熱器的出口、換熱器的進口、導熱油栗的進口。在所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，有機工質三通閥安裝在膨脹機入口前，單向閥安裝在膨脹機出口后，所述的有機工質三通閥的三個連接口通過管道分別連接換熱器的出口、膨脹機的進口、冷凝器的進口。
【專利摘要】本實用新型提供了一種帶緊急停車裝置的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括加熱循環(huán)系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)；所述的加熱循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的導熱油泵（12）、電加熱器（1）、導熱油三通閥（2）、換熱器（11）；所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的有機工質泵（10）、換熱器（11）、有機工質三通閥（3）、膨脹機（4）、與所述膨脹機（4）連接的發(fā)電機（6）、單向閥（5）、冷凝器（9）；所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次連接的冷卻水泵（8）、冷凝器（9）、冷卻水箱（7）。本實用新型具有在膨脹機發(fā)生故障時整個系統(tǒng)能緊急停車的優(yōu)點，該系統(tǒng)具有較高的安全性。
【IPC分類】F01K13/00, F01K13/02
【公開號】CN205225351
【申請?zhí)枴緾N201521026476
【發(fā)明人】馬新靈, 李文龍, 許文芳, 王珍珍, 邵龍, 孟祥睿, 李偉杰
【申請人】鄭州大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月13日