[发明专利]一种低温工质超临界发电的制冷系统及制冷设备

摘要

本发明实施例涉及一种低温工质超临界发电的制冷系统及制冷设备，属于超低温热机发电技术领域；本系统使用更低沸点的液空或液氮等极其低温的发电工质，沸点低至‑196℃，临界温度也低至零下‑147℃，可以实现10℃以上热水或者热空气发电；本实施例核心是利用临界状态解决极低温工质循环，并且采用低温工质气轮机缸体轴封解决泄漏难题等等；使本实施例形成一套完整高效的超低温发电系统；尤其涉及利用炎热夏季高温空气或水所蕴藏的热能高效发电的技术；主要应用于炎热夏季大型办公楼、学校医院、商场、机场、高铁站等需制冷空调的场所及领域，更适合赤道附近高温区域。

主权项

1.一种低温工质超临界发电的制冷系统及制冷设备，其特征在于，包括依次连通的低温工质存储器、低温工质增压机、主换热器、低温工质超临界气轮机构成；所述低温工质超临界气轮机排气管道出口，返回和连接所述低温工质存储器入口，形成循环；所述低温工质存储器设置有限压阀和安全阀保护设备，并具有高效保温绝热的低温工质存储的压力容器；所存储的工质为标准大气压下，沸点温度低于零摄氏度的低温发电工质；所述低温工质增压机为提升流体压力的驱动设备；所述低温工质增压机设置在所述低温工质存储器与所述主换热器之间；所述主换热器设在低温工质增压机与低温工质超临界气轮机之间；所述主换热器是与待冷却介子或者待冷却设备或者载冷剂进行换热的主要设备，充分吸收所述待冷却介子或待冷却设备或载冷剂的热能，实现所述待冷却介子或待冷却设备或载冷剂的温度降低；所述低温工质超临界气轮机的入口连接所述主换热器出口，所述低温工质超临界气轮机排气管道出口；连接低温工质存储器入口；所述低温工质超临界气轮机主蒸汽管道输入的高压气体温度，必须明显高于所述低温发电工质的临界温度；所述低温工质超临界气轮机排气管道输出的乏汽温度，达到所述低温发电工质的临界温度；所述低温工质超临界气轮机主蒸汽管道输入的气体压力，必须明显高于所述低温发电工质的临界压力；所述低温工质超临界气轮机排气管道输出的乏汽压力，达到或接近所述低温发电工质的临界压力；达到所述低温发电工质临界压力的低温发电工质，储存在所述低温工质存储器中，通过所述低温工质增压机提升压力；输送到所述主换热器中吸收外界的热能量，体积迅速膨胀，形成高温高压气体输送至所述低温工质超临界气轮机中，驱动所述低温工质超临界气轮机高速旋转对外输出机械能，或者带动发电机高速旋转对外输出电能；所述低温工质超临界气轮机属于一种将高温高压气体能量转换成为机械功的旋转动力机械，又称气体透平，所述气体透平包括但不仅限于气轮机、气动机、气体螺杆膨胀机、气体透平膨胀机；所述低温工质超临界气轮机设备的构造，需满足低温发电工质的密度、成分、温度、以及压力的物理特性；所述低温工质超临界气轮机的低温零部件需采用耐低温材料，包括但不仅限于奥氏体低温钢、铁素体低温钢；所述低温工质超临界气轮机的设备外，设有高效保温材料；包括但不仅限于泡沫材料、真空绝热、纤维材料、玻璃棉、高硅氧棉。