一种低温热水真空闪蒸发电系统的制作方法

本技术涉及低温发电，具体而言，尤其涉及一种低温热水真空闪蒸发电系统。

背景技术：

1、在石油化工厂等工业企业有大量低温热水存在，且随装置规模化大型化，这样的热水量也越来越多，首先满足工艺预热要求，其次为厂房、车间办公楼等提供冬季供暖或管道、设备伴热用，经过梯级利用后，仍有水温不高于100℃的热水难以利用，传统技术普遍采用有机朗肯循环（orc）、全流式螺杆机发电系统，技术路径存在固有局限性。

2、其中，orc技术的工质选择严苛，且具有毒性、易燃性存在安全风险，需持续补充高价有机工质，部分工质(如：r245fa，gwp值为1030左右)，存在温室效应，受国际环保协议限制。且系统复杂，初期投资和运维成本高，回收周期长。年维护费用约占初始投资的2%-5%，工质补充和部件更换导致成本增加。

3、全流式螺杆机发电系统直接以水为工质(无相变或闪蒸)，通过吸收式热泵将低温热水温度至100~130℃，驱动螺杆膨胀动力机发电，受温度门槛限制，对热源温度要求较高，无法直接利用<100℃热水。也需依赖有机工质(如：溴化锂）或吸收剂，回收周期较长。

4、真空闪蒸技术是一种利用液体在真空环境下过热并快速汽化的相变过程实现高效能量交换的技术，现有技术中，煤气化装置采用真空闪蒸冷凝器处理高温渣水，实现热能回收与水资源循环利用。冷链领域中，真空闪蒸制冰技术通过低压环境使水瞬间结冰生成冰浆，成为高效相变蓄冷材料。

5、但是发明人发现，文献cn218717007u公开了一种低温热水闪蒸汽轮机发电系统，主要聚焦于以低温热水为热源的发电装置及对应结构形式。且该技术闪蒸系统真空度固定，无法适配80~100℃全范围低温热水，仅能针对特定温度热水闪蒸，当热水温度低于85℃时闪蒸效率骤降。凝汽器仅处理汽轮机凝结水，闪蒸后的未闪蒸热水需通过额外管路输送至管网，热损耗大，且缺乏多参数联动调控，无法应对热水温度、流量的波动，系统稳定性差。

6、文献cn103089341a公开了一种发电装置，其需150℃左右或者以下的热媒，且采用阶梯式换热的形式，无法独立处理低品位热源并且热回收率不高。

技术实现思路

1、根据上述提出的技术问题，而提供一种低温热水真空闪蒸发电系统。

2、本实用新型采用的技术手段如下：

3、一种低温热水真空闪蒸发电系统，包括：闪蒸器、抽真空系统、汽轮机、发电机和凝汽器，所述闪蒸器的输入端与低温热水源相连，所述闪蒸器还与抽真空系统相连；所述闪蒸器内部设置有高效汽液分离组件，所述闪蒸器的蒸汽输出端与汽轮机相连，所述汽轮机与发电机相连；所述凝汽器的进口端与闪蒸器的水输出端、汽轮机的水输出端相连。

4、所述闪蒸器内部的高效汽液分离组件，闪蒸效率99%以上，可去除闪蒸携带的微小液滴，避免这些液滴进入汽轮机，长期冲刷损坏叶片，导致维护成本增加。同时顶部设置有喷淋装置，均匀分布热水，加速热水闪蒸，提高闪蒸效率。所述低温热水源通过多个支管连接至闪蒸器中，各支管的末端与闪蒸器喷淋装置相连。

5、进一步地，所述凝汽器的顶部设置有凝汽器喷淋装置，所述闪蒸器的水输出端直接与凝汽器喷淋装置相连。

6、进一步地，所述凝汽器的底部设置有热井，所述热井的输出端设置有若干水输出管，其中一个水输出管上设置有热水泵，其中一个水输出管上设置有凝结水泵。

7、进一步地，凝汽器与热井之间设置有疏水膨胀箱。

8、进一步地，所述凝汽器上连接所述抽真空系统，所述凝汽器上连接有真空破坏管路，在所述真空破坏管路上设置有真空破坏阀。

9、较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型通过闪蒸器输出的蒸汽直驱汽轮机，以及通过抽真空系统对闪蒸器的真空进行控制，并结合凝气器喷淋回用，将低温热水发电适用温度下探至80℃，无需热泵升温，拓展100度以下低温热水工质直接发电场景，直接利用水蒸汽驱动汽轮机，规避orc工质成本和安全风险及热泵能耗。解决了石化厂80~100℃余热无法高效发电的行业痛点，在工质安全性、热源适应性、经济回报率三大维度实现关键性突破。

10、在凝汽器上设置了可直接接收大量闪蒸箱热水的喷淋装置。不设置一般意义上的进汽关断阀和调阀，所有闪蒸汽无阻碍直接接入汽轮机，驱动发电机发电，设备精简，节省了系统的建造成本。

11、本实用新型热效率提升，真空状态下，水的沸点降低，热水进入闪蒸器迅速汽化，蒸汽量提升3~4倍(对比常压)，提高热效率。尤其是在大功率场景，发电效率显著提高，单机功率可达数mw。

12、某大型炼厂通过本系统可实现发电4mwh，每年可创造约1520万元的经济效益，显著提升企业能源综合利用效率，实现了能源回收与经济效益的双重优化。

13、低温真空闪蒸发电成本显著低于外购电力，投资回收期通常为2~3年，减少企业用电的同时，部分地区允许余电上网销售，创造额外收益。减少化石燃料的消耗，降低co2、so2等污染物排放，助力企业实现“双碳”目标。

1.一种低温热水真空闪蒸发电系统，其特征在于，包括：闪蒸器、抽真空系统、汽轮机、发电机和凝汽器，所述闪蒸器的输入端与低温热水源相连，所述闪蒸器还与抽真空系统相连；所述闪蒸器内部设置有汽液分离组件，所述闪蒸器的蒸汽输出端与汽轮机相连，所述汽轮机与发电机相连；所述凝汽器的进口端与闪蒸器的水输出端相连，并设有不凝气抽出口和抽真空系统相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述闪蒸器的顶部设置有闪蒸器喷淋装置，所述低温热水源通过多个支管连接至闪蒸器中，各支管的末端与闪蒸器喷淋装置相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述凝汽器的顶部设置有凝汽器喷淋装置，所述闪蒸器的水输出端直接与凝汽器喷淋装置相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述凝汽器的底部设置有热井，所述热井的输出端设置有若干水输出管，其中一个水输出管上设置有热水泵，其中一个水输出管上设置有凝结水泵。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，凝汽器与热井之间设置有疏水膨胀箱。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述凝汽器上连接所述抽真空系统，所述凝汽器上连接有真空破坏管路，在所述真空破坏管路上设置有真空破坏阀。