一种应用多进多出蒸发器的发电站的制作方法

1.本实用新型属于发电技术领域，具体涉及一种应用多进多出蒸发器的发电站。


背景技术：

2.现有的发电站普遍存在能源利用率低，发电设备的稳定性差、效率低，温室效应明显等问题。随着近几年国家提倡低碳、节能、碳达峰碳中和应用，从精细化角度分析，分布式、微小、独立性强的余热回收发电站，就更加凸显其重要性。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型旨在提供一种应用多进多出蒸发器的发电站，以实现能源高效利用，提高发电设备的稳定性、效率，维持热源的独立性。
4.为解决上述技术问题，实现上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
5.一种应用多进多出蒸发器的发电站，包含至少2台燃气发电机组、蒸发器、orc余热发电机组、冷凝器、工质泵、冷却器和冷却水泵；
6.所述蒸发器的内部分为加热室和蒸发室，所述加热室内设置有至少2条相互独立的热源介质流动管路，所述蒸发室内设置有1条有机工质流动管路，所述热源介质流动管路内的热源介质负责向所述有机工质流动管路内的有机工质提供蒸发所需的热量；
7.每台所述燃气发电机组的热源介质释放口分别与所述蒸发器中对应的热源介质流动管路的进口连接，每台所述燃气发电机组的热源介质回流口分别与所述蒸发器中对应的热源介质流动管路的出口连接，所述燃气发电机组发电时产生的热源介质在所述燃气发电机组与所述蒸发器之间循环流动；
8.所述蒸发器的有机工质流动管路的出口经所述orc余热发电机组与所述冷凝器的有机工质进口连接，所述冷凝器的有机工质出口经所述工质泵与所述蒸发器的有机工质流动管路的进口连接，所述orc余热发电机组、所述冷凝器、所述工质泵和所述蒸发器之间循环流动有所述orc余热发电机组发电所需的有机工质；
9.所述冷凝器的冷却水出口与所述冷却器的进口连接，所述冷却器的出口经所述冷却水泵与所述冷凝器的冷却水进口连接，所述冷凝器、所述冷却器和所述冷却水泵之间循环流动有有机工质冷凝所需的冷却水。
10.进一步的，所述燃气发电机组为沼气发电机组，所述热源介质为所述沼气发电机组的缸套水。
11.进一步的，所述蒸发器的热源介质流动管路的进口不仅限于接入沼气发电机组的缸套水，也可以为其他分布式小型热源、不同类型分散热源或低品位微小热源。
12.进一步的，所述orc余热发电机组为可利用蒸发后的有机工质进行发电的膨胀发电机。
13.进一步的，所述膨胀发电机增加了多级膨胀涡轮，以提高热电转化效率，提高发电机的性能。
14.进一步的，每台所述燃气发电机组与所述蒸发器之间、所述蒸发器与所述orc余热发电机组之间、所述orc余热发电机组与所述冷凝器之间、所述冷凝器与所述工质泵之间、所述工质泵与所述蒸发器之间、所述冷凝器与所述冷却器之间、所述冷却器与所述冷却水泵之间、所述冷却水泵与所述冷凝器之间均通过对应的管道进行连接，且在某些对应的管道上设置有用于调节热源介质、有机工质或冷却水循环流量的阀门。
15.进一步的，在某些对应的管道上还设置有用于监测热源介质、有机工质或冷却水循环流量的流量计。
16.进一步的，在某些对应的管道上还设置有用于监测热源介质、有机工质或冷却水温度的温度计。
17.进一步的，每台所述燃气发电机组均共用一个保护冷却设施，或分别配备一个对应的保护冷却设施，所述保护冷却设施设置在所述燃气发电机组的热源介质回流口与所述蒸发器的热源介质流动管路的出口之间的管道上。
18.进一步的，所述有机工质流动管路的进口和出口分别设置在所述蒸发器的左右两侧，所述热源介质流动管路的进口和出口均设置在所述蒸发器的前侧，且属于同一条所述热源介质流动管路的进口和出口均上下排列。
19.本实用新型的有益效果为：
20.1、本实用新型将两种发电机组的优劣进行了组合互补，燃气发电机组产生的废热可以通过orc机组进行回收利用，提高能源的利用效率，也就是将燃气发电机组不易传输和存储的低品味热能，通过orc余热回收发电机组转换为高品位的电能。
21.2、本实用新型提高了发电站的总产能，提高了企业的经济效益，同时减少了温室效应。
22.3、本实用新型在应用了多进多出的蒸发器后，能够保证多台燃气发电机组独立热源互不干涉，对于单台燃气发电机组本省更加的安全、可靠。
23.4、本实用新型使整个orc发电站改造工作量减少，投资成本降低。
24.本实用新型通过在orc热回收发电站系统中使用多进多出的蒸发器，实现了分布式小型热源、不同类型分散热源的独立集中统一发电利用，不仅提高了能源的利用率，而且提高了发电设备的稳定性、效率，维持了热源的独立性，通过本实用新型的方法实现热能的有效收利用，具有重要意义。
25.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
27.图1为本实用新型的整体结构示意图；
28.图2为本实用新型中有机工质循环区域的放大图；
29.图3为本实用新型的蒸发器的外部结构示意图。
30.1、燃气发电机组，2、蒸发器，3、orc余热发电机组，4、冷凝器，5、工质泵，6、冷却器，7、冷却水泵，8、保护冷却设施，9、阀门，10、流量计，11、温度计，201、有机工质流动管路的进口，202、有机工质流动管路的出口，203、热源介质流动管路的进口，204、热源介质流动管路的出口。
具体实施方式
31.下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。此处所作说明用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
32.参见图1-3所示，一种应用多进多出蒸发器的发电站，包含至少2台燃气发电机组1、蒸发器2、orc余热发电机组3、冷凝器4、工质泵5、冷却器6和冷却水泵7；
33.所述蒸发器2的内部分为加热室和蒸发室，所述加热室内设置有至少2条相互独立的热源介质流动管路，所述蒸发室内设置有1条有机工质流动管路，所述热源介质流动管路内的热源介质负责向所述有机工质流动管路内的有机工质提供蒸发所需的热量；
34.每台所述燃气发电机组1的热源介质释放口分别与所述蒸发器2中对应的热源介质流动管路的进口连接，每台所述燃气发电机组1的热源介质回流口分别与所述蒸发器2中对应的热源介质流动管路的出口连接，所述燃气发电机组1发电时产生的热源介质在所述燃气发电机组1与所述蒸发器2之间循环流动；
35.所述蒸发器2的有机工质流动管路的出口经所述orc余热发电机组3与所述冷凝器4的有机工质进口连接，所述冷凝器4的有机工质出口经所述工质泵5与所述蒸发器2的有机工质流动管路的进口连接，所述orc余热发电机组3、所述冷凝器4、所述工质泵5和所述蒸发器2之间循环流动有所述orc余热发电机组3发电所需的有机工质；
36.所述冷凝器4的冷却水出口与所述冷却器6的进口连接，所述冷却器6的出口经所述冷却水泵7与所述冷凝器4的冷却水进口连接，所述冷凝器、所述冷却器6和所述冷却水泵7之间循环流动有有机工质冷凝所需的冷却水。
37.进一步的，所述燃气发电机组1为沼气发电机组，所述热源介质为所述沼气发电机组的缸套水。
38.进一步的，所述蒸发器2的热源介质流动管路的进口不仅限于接入沼气发电机组的缸套水，也可以为其他分布式小型热源、不同类型分散热源或低品位微小热源。
39.进一步的，所述orc余热发电机组3为可利用蒸发后的有机工质进行发电的膨胀发电机。
40.进一步的，所述膨胀发电机增加了多级膨胀涡轮，以提高热电转化效率，提高发电机的性能。
41.进一步的，每台所述燃气发电机组1与所述蒸发器2之间、所述蒸发器2与所述orc余热发电机组3之间、所述orc余热发电机组3与所述冷凝器4之间、所述冷凝器4与所述工质泵5之间、所述工质泵5与所述蒸发器2之间、所述冷凝器4与所述冷却器6之间、所述冷却器6与所述冷却水泵7之间、所述冷却水泵7与所述冷凝器4之间均通过对应的管道进行连接，且在某些对应的管道上设置有用于调节热源介质、有机工质或冷却水循环流量的阀门9。
42.进一步的，在某些对应的管道上还设置有用于监测热源介质、有机工质或冷却水
循环流量的流量计10。
43.进一步的，在某些对应的管道上还设置有用于监测热源介质、有机工质或冷却水温度的温度计11。
44.进一步的，每台所述燃气发电机组1均共用一个保护冷却设施8，或分别配备一个对应的保护冷却设施8，所述保护冷却设施8设置在所述燃气发电机组1的热源介质回流口与所述蒸发器2的热源介质流动管路的出口之间的管道上。
45.进一步的，所述有机工质流动管路的进口和出口201、202分别设置在所述蒸发器2的左右两侧，所述热源介质流动管路的进口和出口203、204均设置在所述蒸发器2的前侧，且属于同一条所述热源介质流动管路的进口和出口均上下排列。
46.本实用新型的工作原理如下：
47.本发电站包括沼气发电机组以及orc余热发电机组两种。
48.沼气发电机组的原理是将“空气-燃烧气体”的混合物在气缸内压缩，用点火燃料使其燃烧，通过活塞的往复运动得到动力，然后连接发电机驱动发电。燃气发电机组在运行过程中缸套会产生高温的缸套水（平均水温为103℃），而缸套水需要冷却后才能供燃气发电机组循环使用（水温约为75℃）。因此为了利用缸套水的热量，本实用新型使用了orc余热发电机组。
49.由于考虑到单台沼气发电机组的缸套水的热量较小，需要多台燃气发电机组的缸套水才可以保证orc余热发电机组更加高效可靠的运行，因此本方案采用了具有多条独立热源介质管路的多进多出蒸发器。
50.当多台燃气发电机组产生的高温缸套水分多路进入蒸发器时，同样流入蒸发器的液态有机工质从高温缸套水中吸收热量，生成具有一定压力和温度的有机工质蒸汽，有机工质蒸汽进入orc余热发电机组的透平机械膨胀做功，从而推动orc余热发电机组的发电机高效、安全、稳定运行发电，从透平排出的有机工质蒸汽进入冷凝器后向冷却水放热，从而凝结成液态有机工质，最后借助工质泵重新回到蒸发器中，如此不断地循环下去。
51.同样的，高温缸套水在经过蒸发器后得到冷却，重新流入对应的沼气发电机组中进行循环使用。而冷却水则在吸收了有机工质的热量后流入冷却器进行冷却，最后借助冷却水泵重新回到冷凝器中，循环使用。
52.本实用新型通过在orc热回收发电站系统中使用多进多出的蒸发器，实现了分布式小型热源、不同类型分散热源的独立集中统一发电利用，不仅提高了能源的利用率，而且提高了发电设备的稳定性、效率，维持了热源的独立性，通过本实用新型的方法实现热能的有效收利用，具有重要意义。
53.以上所述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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。