[实用新型]一种有机朗肯循环涡轮发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及发电机组，更具体的说涉及一种采用有机朗肯循环的涡轮发电机组。

背景技术

目前我国能源形式严峻，其较大的原因在于用能效率低下。我国工业用能中将近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于200⁰C以下的低温余热，约占余热总量的50%，但由于这部分余热其品位较低，目前国内技术尚无法实现对其有效的回收利用,绝大多数是直接排放浪费掉。由此可见，合理利用和回收这部分能源，对于解决我国的能源问题，减少能源生产过程中的环境污染具有重要的意义。在现有技术中，一些回收利用这部分热源的技术还处于实验室验证或采用小型的螺杆驱动发电技术，发电功率小于100kw，利用率十分低下，性价比很低。因此还没有一种较好的设备能够有效利用上述的低温余热，并将其商业化。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种有机朗肯循环涡轮发电机组，其能够有效地利用工业生产中废热资源，尤其是100-200℃的低品位废热资源，将其转换为可持续输出的电能。

本实用新型所述有机朗肯循环涡轮发电机组，包括蒸发器、涡轮发电机、冷凝器和屏蔽泵，所述蒸发器的进口端通过管道与屏蔽泵的高压出口端相连，蒸发器的出口端通过管道与涡轮发电机的进气端相连，涡轮发电机的排气端通过管道与冷凝器进气端相连，冷凝器出口端通过管道与屏蔽泵的进口端相连，蒸发器、涡轮发电机、冷凝器及屏蔽泵通过管道形成一个闭合的回路，在该回路内加注有有机工质，所述蒸发器与100-200℃的废热资源产生热传导使位于蒸发器内的有机工质汽化。 

蒸发器为壳管式换热器，有机工质在管外的壳体内流动，热水在管内流动。

所述冷凝器为壳管式换热器，该冷凝器内的管道通过连接管与冷却塔连接，形成一个冷却回路，有机工质在冷凝器中管外的壳体内流动，冷却塔中的冷却水在冷凝器的管内流动。

还包括一用于控制屏蔽泵工作的控制系统和支架，所述冷凝器的两端固定在支架的下部，所述屏蔽泵和控制系统位于冷凝器的一侧，所述蒸发器的两端固定在支架的上部，且位于屏蔽泵和控制系统的上方，所述涡轮发电机固定在冷凝器的上方。

所述有机工质为R245FA、R1234zf、R1234ze或R1233zd。

工作时，工业生产中废弃的热水在蒸发器中通过热传导将液态有机工质加热蒸发成高压蒸汽，高压蒸汽从蒸发器引出直接驱动涡轮高速旋转，并带动与涡轮连接的发电机产生电能。高压蒸汽经涡轮后膨胀为低压蒸汽进入冷凝器，冷凝器中的冷却水将低压蒸汽液化，液化后的有机工质经屏蔽泵泵入蒸发器中，形成一个循环，实现了有机工质反复循环驱动涡轮带动发电机进行发电，既可持续地输出电能。

本实用新型所述有机朗肯循环涡轮发电机组，利用离心涡轮结构驱动发电机，可以利用回收各种发电站、柴油机、燃气轮机、机车、轮船等所产生的废热资源，尤其是有效利用100-200℃的低品位热气和热水资源，将其转换为可持续输出的电能，单机发电功率可达100-5000kw。该发电机组结构较为简单，布置紧凑，利于批量生产及现场的安装。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型的轴测图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为本实用新型的左视图；

图5为本实用新型的右视图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过结合附图来对本实用新型进行详细阐述。

如图1至图5所示，该有机朗肯循环涡轮发电机组，包括蒸发器1、涡轮发电机2、冷凝器3、屏蔽泵4、支架和用于控制屏蔽泵4工作的控制系统5，所述冷凝器3的两端固定在支架的下部，所述屏蔽泵4和控制系统5位于冷凝器3的一侧，所述蒸发器1的两端固定在支架的上部，且位于屏蔽泵4和控制系统5的上方，所述涡轮发电机2固定在冷凝器3的上方。所述蒸发器1为壳管式换热器，蒸发器1的进口端通过管道与屏蔽泵4的高压出口端相连，使屏蔽泵4的高压出口端流出的有机工质在管外的壳体内流动，蒸发器1还通过管道与100-200℃的废热资源7相连，使废热资源在管内流动对有机工质进行加热，使有机工质汽化。蒸发器1的出口端通过管道与涡轮发电机2的进气端相连，涡轮发电机2的排气端通过管道与冷凝器3的进气端相连，冷凝器3为壳管式换热器，涡轮发电机2的排气端排出的有机工质在冷凝器3中管外的壳体内流动，该冷凝器3通过连接管还与冷却塔6连接，与冷却塔6形成一个冷却回路，冷却塔6中的冷却水在冷凝器3中的管内流动，用以冷却冷凝器3中管外的壳体内的有机工质，使有机工质液化。冷凝器3的出口端通过管道与屏蔽泵4进口端相连，使得蒸发器1、涡轮发电机2、冷凝器3及屏蔽泵4通过管道形成一个闭合的回路，有机工质在该闭合回路内循环使用。所述有机工质可以为R245FA、R1234zf、R1234ze或R1233zd。