CN212508675U - 一种有机朗肯循环发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机朗肯循环发电装置，包括管壳式热交换器、汽轮机、冷凝器、回热器、以及太阳能集热器；其中，所述管壳式热交换器、汽轮机、冷凝器、回热器以及第一介质泵形成第一介质循环回路；管壳式热交换器、太阳能集热器以及第二介质泵形成第二介质循环回路；所述冷凝器、压缩机以及回热器形成第三介质循环回路；所述汽轮机上连接有发电机；所述第二介质循环回路对管壳式热交换器中的第一介质进行加热，使得第一介质形成蒸汽，第三介质循环回路对做功后的第一介质进行加热。本实用新型的结构简单，成本低，其热能利用率和热电转换率可获得极大的提高。

Description

一种有机朗肯循环发电装置

技术领域

本实用新型涉及朗肯循环发电系统领域，尤其涉及一种有机朗肯循环发电装置。

背景技术

对于目前的社会发展，很多的企业都面临着尾气的排放问题，尾气排放不仅污染环境，还会造成低温热能的浪费，低温热能是指品位相对较低的热能，一般温度低于200度，这些能源种类繁多，包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差等可再生能源，若能充分加以利用，则是对能源的巨大节约，因此，安全、可靠、高效地利用这部分热能的意义重大。传统的水蒸气朗肯循环发电系统相比，采用低沸点有机介质的有机物朗肯循环(ORC)发电系统的发电效率高、环境友好、结构简单及可靠性高，已成为回收利用低温热能的最佳选择，目前虽然朗肯循环发电技术应用趋势看好，但其热能利用率和热能转换成电能的热电转换率过低的问题仍然存在，低温热能不能得到很好利用。

实用新型内容

针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种有机朗肯循环发电装置。

为达到以上目的，本实用新型的技术方案为：

一种有机朗肯循环发电装置，包括管壳式热交换器、汽轮机、冷凝器、回热器、以及太阳能集热器；其中，所述管壳式热交换器、汽轮机、冷凝器、回热器以及第一介质泵形成第一介质循环回路；管壳式热交换器、太阳能集热器以及第二介质泵形成第二介质循环回路；所述冷凝器、压缩机以及回热器形成第三介质循环回路；所述汽轮机上连接有发电机；所述第二介质循环回路对管壳式热交换器中的第一介质进行加热，使得第一介质形成蒸汽，第三介质循环回路对做功后的第一介质进行加热。

所述第一介质循环回路中管壳式热交换器的介质出口依次连接有汽轮机、冷凝器、第一介质泵、以及回热器，回热器的出口与热交换器的介质入口相连接。

所述第一介质循环回路中还设置有第一储油罐。

所述第二介质循环回路中太阳能集热器的第二介质出口与管壳式热交换器的加热入口相连接，管壳式热交换器的加热出口通过第二介质泵与太阳能集热器第二介质入口相连接。

所述第二介质循环回路还包括套管式换热器，套管式换热器用于对管壳式热交换器中的第一介质加热。

所述第三介质循环回路上设置有第二储液罐和节流阀。

所述第三介质循环回路对回热器中的第一介质加热。

所述第一介质为超导液，第二介质为导热油，第三介质为无机介质或低沸点有机介质。

所述冷凝器和回热器均采用双流道换热器。

与现有技术比较，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种有机朗肯循环发电装置，通过使用太阳能集热器、管壳式热交换器、冷凝器、以及回热器形成三条循环回路，即可实现发电、第一介质的对次预热和加热、实现热能的多次利用，本实用新型的结构简单，成本低，其热能利用率和热电转换率可获得极大的提高，进而促使这项低温热能发电技术能够更好的在太阳能发电、生物质能发电、海洋能发电、地热能发电等可再生能源领域、特别是电热储能等领域得到更广泛的应用。

附图说明

图1是本实用新型有机朗肯循环发电装置结构示意图。

图中，1—太阳能集热器；2—管壳式热交换器；3—汽轮机；4—发电机；5—冷凝器；6—第一介质泵；7—回热器；8—套管式换热器；9—第二介质泵；10—压缩机；11—第二储液罐；12—第一储液罐；13—节流阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种有机朗肯循环发电装置，包括管壳式热交换器2、汽轮机3、冷凝器5、回热器7、以及太阳能集热器1；其中，所述管壳式热交换器2、汽轮机3、冷凝器5、回热器7以及第一介质泵6形成第一介质循环回路；管壳式热交换器2、太阳能集热器1以及第二介质泵9形成第二介质循环回路；所述冷凝器5、压缩机10以及回热器7形成第三介质循环回路；所述汽轮机3上连接有发电机4；所述第二介质循环回路对管壳式热交换器2中的第一介质进行加热，使得第一介质形成蒸汽，第三介质循环回路对做功后的第一介质进行加热。

具体的，所述第一介质循环回路中管壳式热交换器2的介质出口依次连接有汽轮机3、冷凝器5、第一介质泵6、以及回热器7，回热器7的第一介质出口与热交换器2的第一介质入口相连接。优选的，所述第一介质循环回路中还设置有第一储油罐12。

所述第二介质循环回路中太阳能集热器1的第二介质出口与管壳式热交换器2的加热入口相连接，管壳式热交换器2的加热出口通过第二介质泵9与太阳能集热器1第二介质入口相连接。所述第二介质循环回路还包括套管式换热器8，套管式换热器8用于对管壳式热交换器2中的第一介质加热。具体的，管壳式热交换器2的加热出口与套管式换热器8的高温入口相连接，套管式换热器8的高温出口与太阳能集热器1第二介质入口相连接，套管式换热器8的低温入口与回热器7的第一介质出口相连接，套管式换热器8的低温出口与管壳式热交换器2的第一介质入口相连接。

本实用新型中，所述第三介质循环回路上设置有第二储液罐11和节流阀13。所述第三介质循环回路对回热器7中的第一介质加热，实现热量的再次利用。

需要说明的是，本实用新型中所述第一介质为超导液，第二介质为导热油，第三介质为无机介质或低沸点有机介质。所述冷凝器5和回热器7均采用双流道换热器。

本实用新型的工作过程为：

太阳能集热器1聚集热能，将热能导入管壳式热交换器2，对管壳式热交换器2中的第一介质进行加热，使得第一介质加热至高温高压的蒸汽，蒸汽由蒸汽喷口喷出对汽轮机3中密闭气道内涡轮叶扇做功，带动相应功率发电机4发电。做功后的第一介质在冷凝器5中被吸收、冷却、冷凝，再先后被第一介质泵6送到回热器7以及管壳式热交换器2中，完成一次循环。

太阳能集热器1中的第二介质在聚热后，产生高热能，第二介质进入管壳式热交换器2后对第一介质进行加热，然后第二介质经过套管式换热器8对管壳式热交换器2中的做功后的第一介质加热预热，实现热量的二次利用。

第三介质作为冷却剂在冷凝器5中蒸发，吸收中第一介质的热量，对其进行冷却和冷凝，另一方面吸收热量后蒸发的第三介质经过压缩机10压缩后变成高温、高压介质流被送到回热器7中，去加热回热器6中的第一介质，该过程可将冷凝器的冷却介质带走、并且排放掉了的大量的、从系统外吸收的热能，重新又输送回给工作介质进行下一次循环。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本实用新型的优选方案，因此本领域的技术人员对本实用新型中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本实用新型的原理，实现的仍是本实用新型的目的，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (9)

1.一种有机朗肯循环发电装置，其特征在于，包括管壳式热交换器(2)、汽轮机(3)、冷凝器(5)、回热器(7)、以及太阳能集热器(1)；其中，所述管壳式热交换器(2)、汽轮机(3)、冷凝器(5)、回热器(7)以及第一介质泵(6)形成第一介质循环回路；管壳式热交换器(2)、太阳能集热器(1)以及第二介质泵(9)形成第二介质循环回路；所述冷凝器(5)、压缩机(10)以及回热器(7)形成第三介质循环回路；所述汽轮机(3)上连接有发电机(4)；所述第二介质循环回路对管壳式热交换器(2)中的第一介质进行加热，使得第一介质形成蒸汽，第三介质循环回路对做功后的第一介质进行加热。

2.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第一介质循环回路中管壳式热交换器(2)的介质出口依次连接有汽轮机(3)、冷凝器(5)、第一介质泵(6)、以及回热器(7)，回热器(7)的出口与热交换器(2)的介质入口相连接。

3.根据权利要求2所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第一介质循环回路中还设置有第一储油罐(12)。

4.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第二介质循环回路中太阳能集热器(1)的第二介质出口与管壳式热交换器(2)的加热入口相连接，管壳式热交换器(2)的加热出口通过第二介质泵(9)与太阳能集热器(1)第二介质入口相连接。

5.根据权利要求4所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第二介质循环回路还包括套管式换热器(8)，套管式换热器(8)用于对管壳式热交换器(2)中的第一介质加热。

6.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第三介质循环回路上设置有第二储液罐(11)和节流阀(13)。

7.根据权利要求1或6所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第三介质循环回路对回热器(7)中的第一介质加热。

8.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述第一介质为超导液，第二介质为导热油，第三介质为无机介质或低沸点有机介质。

9.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电装置，其特征在于，所述冷凝器(5)和回热器(7)均采用双流道换热器。

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