[实用新型]耦合动力智能式冷热电联供系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种耦合动力智能式冷热电联供系统。

背景技术：

冷热电联供系统作为一种分布式能源供应系统，受到越来越广泛的重视。它具有适应性强、体积小、重量轻、可控性好的优点，可以满足冷、热、电供能要求，在边防哨所、海岛、舰船、海洋平台，飞机、坦克与车载辅助动力及环控系统，小型楼宇、野战部队营房、旅行房车及别墅的冷热电联供系统，冰雪、地震自然灾害的应急能源站等军民两用能源动力领域都具有良好的应用空间和推广前景。

因此，有必要开发适应上述需求的功能性智能性强、能满足多种供能需求、轻便耐用的多功能供能系统。冷热电功能系统的关键在于供冷、供热和供电的实现手段，以及其集成和控制方式。

现有的冷热电供能系统，其动力装置主要有电瓶、燃气内燃机、燃料电池和燃气轮机几种形式。其中，电瓶功率重量比低，不仅需要高品位的电能，而且输出功率也有限制，且需要定期更换电瓶；燃气内燃机系统在国内属于技术空白，且存在体积重量大，噪音大、性能差的缺点；燃料电池尚处于研发阶段，技术不够成熟；

相比之下，燃气轮机具有体积小、重量轻、功率重量比高的优点，并且可以使用燃油燃气等多种形式的一次能源，经济性好，十分适合作为供能系统的动力主机。

    冷热电供能系统的制冷供热系统，主要包括两种形式：燃气轮机发电—余热回收装置供热/蒸汽吸收式制冷；燃气轮机发电—余热/直燃溴化锂吸收式制冷/制热。前一种形式的供能是通过燃料先在燃气轮机中燃烧发电，燃气轮机高温排气进入余热回收装置，回收余热生成蒸汽或高温热水利用。后一种形式是燃气轮机发电后，所排烟气中的余热直接通过余热／直燃溴化锂吸收式冷热水机转换利用。显然，由于溴化锂吸收式制冷机本身结构与容量限制，因此适用于中大功率型式的冷热电三联供的负荷情况。投资维护成本高，体积重量大，结构复杂，集成性差。

现有一些制冷系统大多采用压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和循环风机等组成的压缩制冷，并且要使用制冷剂进行循环，结构复杂，制造成本高，并且使用含氟制冷剂也不符合环保要求。因此，采用空气作为制冷剂的高速涡轮膨胀制冷系统，也是环保高效制冷系统的一个发展趋势。

    对于适应于冷热电供能系统的高速发电机（电动机），国外的发展趋势是目前综合集成了无油支承技术、永磁电动机/发电机一体化技术、电力电子技术以及高速转子动力学等核心技术所构成的高速永磁变频发电机（电动机）。

   综合以上技术背景和使用需求，本专利有效集成了燃气轮机、高速涡轮膨胀制冷机、永磁变频发电机（电动机）等多项关键技术，形成了耦合型智能式冷热电供能系统。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种耦合动力智能式冷热电联供系统，具有体积小、重量轻、集成性好、可控性强等特点。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种耦合动力智能式冷热电联供系统，其组成包括：燃气轮机、空气涡轮膨胀供冷机、耦合变频发电机、耦合变频电动机、循环水和蒸汽发生装置、永磁磁力耦合联轴器，带有水套的空气预热器，所述的空气预热器与压气机入口分流器连接，所述的压气机入口分流器分别与供冷系统压气机、燃气轮机压气机连接，所述的供冷系统压气机通过流量分配阀与供冷系统换热器连接，所述的燃气轮机压气机通过所述的流量分配阀与带有水套的回热器连接。

所述的耦合动力智能式冷热电联供系统，所述的供冷系统换热器与供冷系统冷涡轮连接，回冷器与所述的供冷系统冷涡轮连接，所述的供冷系统冷涡轮与永磁磁力耦合联轴器A连接，所述的永磁磁力耦合联轴器A与耦合变频电动机连接，所述的耦合变频电动机与永磁磁力耦合联轴器B连接，所述的永磁磁力耦合联轴器B与所述的供冷系统压气机连接。

所述的耦合动力智能式冷热电联供系统，所述的回热器与燃烧室连接，所述的燃烧室通过蒸汽发生系统的射流降温增压器与燃气轮机涡轮连接，所述的燃气轮机涡轮与永磁磁力耦合联轴器D连接，所述的永磁磁力耦合联轴器D与耦合变频发电机连接，所述的耦合变频发电机与永磁磁力耦合联轴器C连接，所述的永磁磁力耦合联轴器C与所述的燃气轮机压气机连接。