[发明专利]一种用于小温差发电的热力循环系统

说明书

技术领域

本发明属于发电设备技术领域，具体涉及一种用于小温差发电的热力发电系统，即一种适用于地热、工业余热、海洋温差等小温差发电的热力循环系统。

背景技术

开发及回收低温热能资源，不仅能够为人类提供宝贵的能源，且有利于保护环境，具有促进人类社会可持续发展的重要意义。目前利用热源发电的热力循环方法主要有：Rankine循环、Kalina循环，Uehara循环。

Rankin循环是最简单的蒸汽动力循环，由泵、蒸发器、冷凝器、汽轮机组成。而对于地热、工业余热、海洋温差能等均属于低品位能源，若采用有机Rankine循环来发电，则系统发电效率较低。

Kalina循环技术是20世纪80年代提出的专利技术，由于循环中采用非共沸混合工质，蒸发过程中温度不断变化，使得蒸发过程中的不可逆热损失大大降低，则提高了热力循环效率，但循环中的仍有部分热量未被充分回收利用。

对适用于小温差发电，发电过程中存在工质热量未被回收利用的问题，因此采用高效的热力循环方法回收利用其中热量，减少冷凝负荷，使得发电效率提高，发电成本大幅度降低，对于开发利用低品位能源及使其产业化尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于地热、工业余热、海洋温差等小温差发电的热力循环发电系统，包括一个主循环和两个回热支路，循环工质为氨水混合工质，氨水工质经分离器分离为氨气和贫氨溶液，氨气进入两级透平膨胀做功发电，贫氨溶液分别预热经过冷凝器和混合器之后的氨水溶液，减少了冷凝器的冷负荷，使热力系统的循环效率得到提高。

本发明的用于小温差发电的热力循环系统，包括有主循环系统，所述的主循环系统为由氨储液筒、蒸发器、分离器、带有发电机的透平、吸收器和冷凝器组成的循环回路。

所述的透平为第一级透平和第二级透平。

所述的主循环系统，在循环回路上还安装有不少于一个的回热器；

上述的回热器，为第一回热器、第二回热器和第三回热器，其中第一回热器安装在氨储液筒和蒸发器之间，第二回热器安装在氨储液筒和第一回热器之间，第三回热器安装在氨储液筒和第二回热器之间。

在主循环系统回路的第一回热器和第二回热器之间安装有氨储液混合筒；

在氨储液筒和第三回热器之间安装有氨泵；

在氨储液混合筒和第一回热器之间安装有氨工质泵；

为了增加效率，在本发明的小温差发电的热力循环系统中还安装有第一回热之路或第二回热之路；

所述的第一回热之路，是从分离器进入第一回热器和第三回热器，最后进入吸收器的通路。

第二回热支路，是从第一级透平进入第二回热器，最后进入氨储液混合筒的通路。

本发明的用于小温差发电的热力循环系统的使用方法，是氨水工质在蒸发器中吸热蒸发、进入分离器分离为氨气和贫氨溶液，氨气先后进入第一级透平和第二级透平做功，带动发电机发电，做功后的乏汽与贫氨溶液混合进入吸收器，然后进入冷凝器被冷海水冷凝为液态进入氨储液筒，氨储液筒内的液态氨进入第三回热器，吸收贫氨溶液热量，然后进入第二回热器，在此与回热支路中第一级透平后抽出的乏汽混合形成主循环中的氨水工质进入氨储液筒，氨水工质又相继通过第一回热器和蒸发器中吸热蒸发，完成一个封闭循环；第一回热支路开始于分离器，贫氨溶液进入第一回热器和第三回热器，完成一次回热进入吸收器，与透平乏汽混合；第二回热支路则开始于第一级透平的出口，第一级透平后抽出小部分乏汽在第二回热器中与冷凝器中出来的工质混合，成为主循环中的氨水工质溶液完成循环。

本发明的用于小温差发电的热力循环系统通过第一回热器、第二回热器后，采用的第三回热器能更好的充分回收贫氨溶液中的热量，从而能提高系统热量利用率，提高发电效率。

附图说明

图1：本发明的热力循环系统的流程图。

其中：1、氨储液筒2、氨泵3、第三回热器4、第二回热器5、第一级透平6、氨储液混合筒7、氨工质泵8、第一回热器9、蒸发器10、分离器11、第二级透平12、发电机13、吸收器14、冷凝器。

具体实施方式

首先对于本发明用于小温差发电的热力循环系统所使用的部件进行描述。

1、氨储液筒，用于储存被冷凝器之后的氨水工质的金属罐。

2、氨泵，提供动力使氨水工质由氨储液筒1进入第三回热器3，完成循环。

3、第三回热器，即热交换器，用于氨水工质与贫氨溶液的热量交换，吸收贫氨溶液热量。