一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及热电联产发动机余热回收技术领域，尤其是一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统。


背景技术：

2.发电厂利用发动机作功的蒸汽对用户供热的生产方式，称为热电联产机组。发电机缸套冷却水或排气冷却回路所产生的余热可有效地满足设施内的工艺或供暖、通风和空调的需求。热电联产方式不但节约燃料；且有效地解决了城市集中供热的问题，提高了社会整体能源利用效率。
3.现有的热电联产余热回收发电系统是将满足公共设施热水系统需求后的多余热量通过朗肯循环发电系统(以下简称orc发电系统)进行热功转换，实现电能输出，以有效地利用盈余余热；但这种余热回收orc发电系统的缺点是其与公共设施热水系统在缸套热水循环回路中为并联连接，orc发电系统对热源温度有一定的要求，且热电转换效率低，导致进入orc系统的余热大部分直接通过冷凝器排放到大气中，造成余热回热利用率低和能源浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，能克服背景技术中的缺点，有利于提高余热回热利用率以及减少能源浪费。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，包括缸套热水回路、orc回路以及冷凝水回路，其中所述冷凝水回路中包括冷却散热回路和公共设施热水回路，所述缸套热水回路、orc回路以及冷凝水回路按照热能交换的递减次序串联连通。
7.优选地，所述orc回路包括蒸发器、预热器、工质泵、螺杆膨胀机、冷凝器以及发电机，所述蒸发器、预热器、工质泵、螺杆膨胀机、冷凝器以及发电机依次连接。
8.优选地，所述冷凝水回路包括阀ii、阀iii、散热器i，公共设施热水回路包括阀iii、公共设施以及支点f，冷却散热回路包括阀ii、散热器ii、以及冷却泵，阀iii的进口与冷凝器冷凝水侧的出口相连，阀iii的一个支路与公共设施的进口连接，阀iii出口和公共设施的出口在支点f连接，阀ii的进口与阀iii下游的支点f相连，阀ii的一个支路与冷却散热回路的散热器ii进口连接，所述散热器ii的出口与冷却泵的进口相连，阀ii的出口与冷却泵的出口连接于阀ii下游支点f，f与散热器i冷凝水侧的进口连接，散热器i冷凝水侧的出口与冷凝器冷凝水侧的进口连接。
9.优选地，所述缸套热水回路包括热源以及阀i，所述热源的出口与所述预热器的入口连接，所述蒸发器的水侧出口与所述阀i的进口连接，阀i的一个支路与冷凝水回路的散热器i的热水侧进口连接，散热器i的热水侧出口与阀i出口下游的分支点f连接，而分支点f
同时与所述热源的进口连接。
10.优选地，所述热源是发动机。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.满足供热系统需求的同时，实现orc发电系统余热发电最大化。将orc发电系统和公共设施热水系统进行串联，高温余热首先通过orc发电系统进行余热回收发电，其次orc发电系统中冷凝器排出的热量再用于公共设施热水系统，实现余热的梯级利用，最大程度地利用余热。
附图说明
13.图1是本实施例所述朗肯循环发电系统的总体图。
14.图中：1、螺杆膨胀机；2、预热器；3、蒸发器；4、工质泵；5、冷凝器；6、发电机；7、阀i；8、散热器i；9、热源；10、阀ii；11、冷却泵；12、散热器ii；13、阀iii；14、公共设施。
具体实施方式
15.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
16.如图1所示，一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，包括缸套热水回路、orc回路以及冷凝水回路，其中冷凝水回路中包括冷却散热回路和公共设施热水回路，缸套热水回路、orc回路以及冷凝水回路按照热能交换的递减次序串联连通。
17.orc回路包括蒸发器3、预热器2、工质泵4、螺杆膨胀机1、冷凝器5以及发电机6，蒸发器3的出口是与螺杆膨胀机1的入口连接，螺杆膨胀机1的出口是与冷凝器5的入口连接，冷凝器5的其中一个分支口是与工质泵4的入口连接，工质泵4的出口是与预热器2的入口连接，当缸套热水回路中热源9的热水进入orc回路后，依次流经预热器2水侧和蒸发器3水侧，蒸发器3内的工质吸热后汽化，吸热后的高压过热气体，进入螺杆膨胀机1做功，驱动发电机6发电，并入电网；做功后的低压气体进入冷凝器5，被冷却凝结成液体后回到工质泵4中，低压的制冷剂工质在工质泵4中被升压，然后进入预热器2中，形成循环。此为发动机缸套高温热水的余热第一阶回收利用，充分利用缸套热水回路余热进行发电。
18.剩余的热量会通入至冷凝水回路中进行利用，冷凝水回路包括阀ii10、阀iii13、散热器i8，公共设施热水回路包括阀iii13、公共设施14以及支点f2，冷却散热回路包括阀ii10、散热器ii12、以及冷却泵11，阀iii13的进口与冷凝器5冷凝水侧的出口相连，阀iii13的一个支路与公共设施14的进口连接，阀iii13出口和公共设施14的出口在支点f2连接，阀ii10的进口与阀iii13下游的支点f2相连，通过阀iii13能控制经第一阶段利用后的热水通入至公共设施14进行循环供热，此为发动机缸套高温热水的余热第二阶回收利用。
19.阀ii10的一个支路与冷却散热回路的散热器ii12进口连接，散热器ii12的出口与冷却泵11的进口相连，阀ii10的出口与冷却泵11的出口连接于阀ii10下游支点f3，f3与散热器i8冷凝水侧的进口连接，散热器i8冷凝水侧的出口与冷凝器5冷凝水侧的进口连接，经过第二阶回收利用后冷凝水通过阀ii10进入冷却散热回路，通过散热器ii12将多余的热量排放到环境中，后通过冷却泵11回到散热器i8的冷凝水侧进口，形成循环。
20.缸套热水回路包括热源9以及阀i7，热源9是发动机，热源9的出口与预热器2的入
口连接，蒸发器3的水侧出口与阀i7的进口连接，阀i7的一个支路与冷凝水回路的散热器i8的热水侧进口连接，散热器i8的热水侧出口与阀i7出口下游的分支点f1连接，而分支点f1同时与热源9的进口连接，从而水从热源9的出口排出后，经过多级利用，再循环回流至热源9中，形成缸套热水回路，满足了公共设施热水供热，梯级回收余热，提高余热利用率，降低能源的浪费。
21.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，其特征在于，包括缸套热水回路、orc回路以及冷凝水回路，其中所述冷凝水回路中包括冷却散热回路和公共设施热水回路，所述缸套热水回路、orc回路以及冷凝水回路按照热能交换的递减次序串联连通。2.根据权利要求1所述的一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，其特征在于，所述orc回路包括蒸发器(3)、预热器(2)、工质泵(4)、螺杆膨胀机(1)、冷凝器(5)以及发电机(6)，所述蒸发器(3)、预热器(2)、工质泵(4)、螺杆膨胀机(1)、冷凝器(5)以及发电机(6)依次连接。3.根据权利要求2所述的一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，其特征在于，所述冷凝水回路包括阀ii(10)、阀iii(13)、散热器i(8)，公共设施热水回路包括阀iii(13)、公共设施(14)以及支点f2，冷却散热回路包括阀ii(10)、散热器ii(12)、以及冷却泵(11)，阀iii(13)的进口与冷凝器(5)冷凝水侧的出口相连，阀iii(13)的一个支路与公共设施(14)的进口连接，阀iii(13)出口和公共设施(14)的出口在支点f2连接，阀ii(10)的进口与阀iii(13)下游的支点f2相连，阀ii(10)的一个支路与冷却散热回路的散热器ii(12)进口连接，所述散热器ii(12)的出口与冷却泵(11)的进口相连，阀ii(10)的出口与冷却泵(11)的出口连接于阀ii(10)下游支点f3，f3与散热器i(8)冷凝水侧的进口连接，散热器i(8)冷凝水侧的出口与冷凝器(5)冷凝水侧的进口连接。4.根据权利要求3所述的一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，其特征在于，所述缸套热水回路包括热源(9)以及阀i(7)，所述热源(9)的出口与所述预热器(2)的入口连接，所述蒸发器(3)的水侧出口与所述阀i(7)的进口连接，阀i(7)的一个支路与冷凝水回路的散热器i(8)的热水侧进口连接，散热器i(8)的热水侧出口与阀i(7)出口下游的分支点f1连接，而分支点f1同时与所述热源(9)的进口连接。5.根据权利要求4所述的一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，其特征在于，所述热源(9)是发动机。

技术总结
本实用新型提供一种用于热电联产余热梯级回收的朗肯循环发电系统，涉及热电联产发动机余热回收技术领域，包括缸套热水回路、ORC回路以及冷凝水回路，其中所述冷凝水回路中包括冷却散热回路和公共设施热水回路，所述缸套热水回路、ORC回路以及冷凝水回路按照热能交换的递减次序串联连通；所述ORC回路包括蒸发器、预热器、工质泵、螺杆膨胀机、冷凝器以及发电机，所述蒸发器、预热器、工质泵、螺杆膨胀机、冷凝器以及发电机依次连接。该朗肯循环发电系统的有益之处是，有利于提高余热回热利用率以及减少能源浪费。减少能源浪费。减少能源浪费。


技术研发人员：黄晖 王成 张艳霞
受保护的技术使用者：辰衡（上海）环境科技有限公司
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2022/1/4