[实用新型]低温余热发电一体化集成箱

说明书

技术领域

本发明涉及低温余热发电一体化集成箱领域，特别涉及一种新变流装置冷却结构、低温余热发电系统紧凑布局的领域。

背景技术

随着人类社会的不断进步，全球能耗也逐渐增加，能源危机问题越来越突出，面对如此严峻的能源形势，合理开发利用新能源，提高能源利用效率势在必行。余热发电是指利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源进行发电。用于发电的余热主要有：烟气余热、化学反应余热、废气、废液余热等，其中850℃以上的余热属于高温余热，350℃-850℃的余热属于中温余热，350℃以下的余热属于低温余热。余热发电技术属于节能减排领域。目前，我国工业企业生产过程中的余热资源十分丰富。据有关文献报道，经过几十年的发展，高、中温余热资源利用率已达到了42%左右，技术比较成熟，形成了完整的产业链。但由于技术水平低、发电效率低等因素，350℃以下的低温余热能量利用率很低，废气、废水直接排出，污染严重。另一个方面低温余热能量占到了工业企业余热总量的51%左右，未来余热资源利用提升空间大。因此，一旦解决了低温余热发电的技术难题，降低发电成本，将具有显著的节能减排效果，产生巨大的经济效益。经过了近几十年的发展，高、中温余热发电技术在我国钢铁、水泥、玻璃、化工等行业中得到了广泛应用，高、中温的余热资源利用率已达到了较高的比例。但是350℃以下的低温余热资源利用很少，主要原因是国内很少有科研单位或企业掌握了低温余热发电核心技术，而国外少数大公司，如美国普惠、瑞典Opcon可再生能源等公司已经掌握了低温余热发电技术，已开发出系统化产品。中国的能源利用技术与发达国家相比仍然存在着很多不足之处，对于大规模工业生产中排放的余热回收率远不及发达国家。

近几年风力发电并网技术的飞速发展，却给低温余热（地热）资源的利用提供了新的解决方案和技术支持。这种变流装置能量传递效率高、由于变流装置将发电机与电网通过直流环节隔离开来，有利于低电压穿越技术和三相电网不对称运行的实现，而且能量可以双向流动，并网电流谐波小，功率因数高，同时发电机电流谐波小、功率因数高、效率高。

发明内容

本发明的目的在于对国内有机朗肯循环余热发电系统布局不规范、系统散热差、安装不便捷的问题，提供一种高效紧凑低温余热发电一体化集成箱。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：低温余热发电一体化集成箱，包括箱体、热源进入接口、热源排出接口、冷却水进入接口、冷却水排出接口、电能输出端子，热源进入接口接入一体一体化集成箱后，电能输出端子就会有输出与电网或者独立负载所需的电能。集成箱里是将蒸发器、膨胀机、冷凝器、工质泵、发电机、变流装置、隔离变压器统集成在一起，统一安装在一个机箱里，形成一个独立设备。发电机和变流装置采用氟利昂冷却，即膨胀机中做功的工质和发电机、变流装置采用的冷却液相同；或所述发电机变流装置冷却方式也用冷凝器中的冷水冷却或自带独立风扇风冷替代，冷凝器的输出端通过工质泵连接到发生器；所述膨胀机具有与蒸发机连接的膨胀机进口以及顶端设置并与冷凝器连接的膨胀机出口，在变流器的散热板上开有与工质泵连接的变流器冷却液进口与冷凝器连接的变流装置冷却液出口，变流装置散热板上存在用于冷却变流器的环形通道。发电机在膨胀机的驱动下输出电能，经过变流装置变换成与电网同频率、同相位、同幅值的交流电能馈入电网或者变换成独立负载所需要的电压、频率。所述发电机可由感应发电机、电励磁同步发电机、永磁同步发电机、开关磁阻发电机代替。

发电机采用膨胀机拖动，以介质蒸汽为动力；

所述膨胀机直接热套在发电机的轴伸处，轴伸处用键传递能量；

所述的发电机立式安装或卧式安装；

所述发电机输出电能经变流装置，经隔离变压器，再经电能输出端子输出与电网或者独立负载所需的电能； 

本发明与现有技术相比，具有如下优点：对于工厂余热、地质能、太阳能等低温热源，热源既可以是热水也可以是蒸汽。膨胀机、发电机和变流装置冷却介质为同一种工质，可以是R245fa，R134a 等低沸点氟利昂类冷却液，也可以是异丁烷等碳氢化合物类冷却液，或者发电机与变流装置用冷凝器中冷却液水冷、自带独立风扇风冷替代。

附图说明

图1低温余热发电一体化集成箱外形图；

图2低温余热发电一体化集成箱内部图。