[发明专利]超低温余热发电系统

说明书

技术领域

本发明属于节能环保项目，广泛应用于冶金、化工、电力、生活、自然界等有30℃以上的热源地方，本发明涉及余热发电领域。

背景技术

目前的余热发电已经技术成熟，主要是采用高、中、低压水蒸汽来推动汽轮机或螺杆动力机发电，因为使用水作为传热介质，这就限制了余热回收的温度，必须得在100℃以上，但是100℃以下还有许许多多大量低温能源浪费，低温热源合理回收，已经成为节能减排主要目标。

超低温余热发电系统，主要是采用低温相变换热器吸热再加热低沸点有机介质R5xxx使其产生蒸发，并随着温度升高产生蒸汽压力，推动动力机转动，带动发电机发电。

超低温余热发电系统的吸热段采用相变换热器，传热介质使用低沸点有机介质R5xxx，这样在很低的温度就会蒸发传热。

相变换热器具有传热快，传热量大，可再生等优点；无论热源是气体、液体、固体都是一种优良高效换热器。

生产制造按着国家锅炉标准、国家压力容器标准、国家小型发电标准。

发明内容

本发明专利的目的是针对大量低温余热无法回收，而提供一种超低温余热发电系统。

本发明的技术方案是；相变蒸发段前端有热介质进口，相变蒸汽管下端和相变蒸发段相通，相变蒸汽管上端和相变冷凝段相通，相变冷凝管上端和相变冷凝段相通，相变冷凝管下端和相变蒸发段底部相通，形成蒸发-冷凝闭式循环，传热介质采用低沸点有机传热介质(混合制冷剂R5xxx)。

有机介质蒸汽上升管下端和相变冷凝段相通，有机介质蒸汽上升管上端和有机介质汽包相通，有机介质汽包通过蒸汽导管和螺杆膨胀动力机相通，螺杆动力机通过蒸汽导管和冷凝器相通；螺杆动力机带动发电机发电。有机介质冷凝管上端和冷凝器相通，有机介质冷凝管下端和相变冷凝段相通；冷凝器通过冷凝水和冷却塔相通，形成闭式循环，传热介质采用低沸点有机传热介质(混合制冷剂R5xxx)。

本发明的超低温余热发电系统的吸热过程采用相变换热原理，即蒸发-冷凝，相变换热器起动时本身就是负压情况下运行，内部的传热介质会在本介质沸点以下产生蒸发，把热量传出，由于是蒸汽传导，所以传热快、传热量大、损耗小，同时内部传热介质是有机低沸点介质(R5xxx制冷剂)，在低温情况下，就可以开始传热。

本发明的超低温余热发电系统，发电系统内部传热工质采用低沸点有机介质(混合制冷剂R5xxx)。

本发明的优点是：

1、克服了低于水沸点不能发电状况，大大拓展了余热发电领域。

2、采用相变换热，节省空间，易于安装、维修和更换；换热损耗小。

3、全套设备都按国家各种标准制造，大大提高设备运行的可靠性。

附图说明

图为超低温余热发电工作系统示意图

图中相变蒸发段(1)、相变冷凝段(2)、有机介质汽包(3)、螺杆膨胀动力机(4)、发电机(5)、冷凝器(6)、冷却塔(7)、热介质进口(8)、相变蒸汽管(9)、相变冷凝管(10)、有机介质蒸汽上升管(11)、有机介质冷凝管(12)、有机介质蒸汽导管(13)、有机介质回流管(14)

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图所示：相变蒸发段(1)前端有热介质进口(8)，相变蒸汽管(9)下端和相变蒸发段(1)相通，相变蒸汽管(9)上端和相变冷凝段(2)相通，相变冷凝管(10)上端和相变冷凝段(2)相通，相变冷凝管(10)下端和相变蒸发段(1)底部相通；有机介质蒸汽上升管(11)下端和相变冷凝段(2)相通，有机介质蒸汽上升管(11)上端和有机介质汽包(3)相通，有机介质汽包(3)通过有机介质蒸汽导管(13)和螺杆膨胀动力机(4)相通；螺杆膨胀动力机(4)带动发电机(5)发电；螺杆膨胀动力机(4)通过有机介质蒸汽导管(13)和冷凝器(6)相通；冷凝器(6)和冷却塔(7)相连；有机介质冷凝管(12)上端和冷凝器相通，有机介质冷凝管(12)下端和相变冷凝段(2)相通；有机介质回流管(14)上端和有机介质汽包(3)相通，有机介质回流管(14)下端和有机介质冷凝管(12)相通。

结合附图说明本发明超低温余热发电系统工作过程，热介质通过热介质进口(8)进入相变蒸发段(1)使换热管束内低沸点有机介质Rr5xxx汽化、有机介质R5xxx蒸汽由相变蒸汽管(9)进入相变冷凝段(2)与发电传热的有机介质R5xxx换热，冷凝后通过相变冷凝管(10)回到相变蒸汽段(1)继续蒸发传热。

相变冷凝段(2)通过换热加热发电系统内的的低沸点有机传热介质R5xxx，使其汽化蒸发，蒸发后通过有机介质蒸汽上升管(11)，到达有机介质汽包(3)，经过气液分离，蒸汽通过有机介质蒸汽导管(13)进入螺杆膨胀动力机(4)；有机介质汽包(3)中的液体通过有机介质回流管(14)流入有机介质冷凝管(12)；螺杆膨胀动力机(4)带动发动机(5)发电，减压后的R5xxx蒸汽进入冷凝器(6)，通过冷却塔(7)把有机介质R5xxx低压蒸汽冷却成R5xxx液体，通过有机介质冷凝管(12)进入相变冷凝段(2)再进行换热蒸发，如此往复。