[实用新型]一种低温热源发电装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种发电装置，尤其是一种低温热源发电装置

技术背景：

我国低温热源的浪费非常严重，传统用能大户广泛存在低温余热利用率低，甚至零利用率的现象。60-150℃温区中能量转化理论与技术的研究相对薄弱，装备更处于空白，而该温区中的余热排放量非常大，无法高效率利用，只能将其排放大气，导致热能白白浪费。世界最先进的美国同类产品的最低发电温度为80℃。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是为克服上述现有技术存在的缺陷和不足，而提供一种能够利用-40℃以上的低温热源发电装置。

采用的技术方案是：

一种低温热源发电装置，由发电系统和冷凝系统组成，其特征在于：

所述的发电系统包括二氧化碳储罐、低温加压泵、管道、换热器、稳压罐、汽轮机、回热器、凝汽器、液态泵，所述的二氧化碳储罐通过管道与所述的低温加压泵连接，低温加压泵通过管道与所述的换热器相连，换热器通过管道与所述的稳压罐连接，稳压罐通过管道与汽轮机相连接，汽轮机设中间抽气装置，抽气装置通过管道与再热器连接，再热器出口通过管道与汽轮机连接。汽轮机输出轴与发电机连接。汽轮机出气端通过管道与凝汽器连接，凝汽器出口通过液态泵与二氧化碳储罐连接。

所述的冷凝系统包括低温膨胀机、透平压缩机、冷凝器，所述的低温膨胀机的出口通过管道与所述的凝汽器的冷媒入口连接，凝汽器的冷媒出口通过管道与所述的透平压缩机连接，透平压缩机气体出口通过管道与所述的冷凝器连接，冷凝器冷媒为液态二氧化碳。冷凝器出口通过管道与低温膨胀机相连接。

发电系统中二氧化碳储罐用来储存液态二氧化碳，加压泵把低压的液态二氧化碳的压力提高至适合的压力。通过换热器把液态二氧化碳与低温热源进行热交换，吸收热量使液态二氧化碳气化，并达到要求的温度，稳压罐的作用是调整达到一定温度的二氧化碳气体的压力，使向汽轮机输送的二氧化碳气体的压力稳定。二氧化碳气体经稳压罐稳定压力后送入汽轮机，在汽轮机中降温降压，当压力降到要求时，从汽轮机中抽出气体进入再热器，在再热器中与低温热源进行热交换后，再次注入汽轮机进行膨胀发电。发电的乏气进入凝汽器，凝汽器中的冷媒由冷凝系统提供的低温氮气，低温氮气与二氧化碳换热，二氧化碳放热液化。二氧化碳液体通过液态泵输送至二氧化碳储罐中储存。

凝气器中的冷媒低温氮气经与二氧化碳换热后，通过管道进入透平压缩机加压到要求的压力，然后高压氮气进入冷凝器定压放热，冷凝器的冷媒为部分二氧化碳液体。冷却后的低温高压氮气进入低温膨胀机，气体膨胀做功后温度降至要求温度后进入凝汽器，为二氧化碳液化提供冷媒。

本实用新型具有如下优点：

1、二氧化碳气化热较低，仅是水蒸气的1/8左右；利用二氧化碳做工质进行发电，可以大幅提高能源的利用效率。

2、以二氧化碳为工质低温能源发电，可以使低温能源利用率达90％以上。

3、以二氧化碳为工质低温能源发电，热电转换效率大于80％。

4、以二氧化碳为工质低温能源发电，无污染物排放，同时可降低烟气中的污染物对大气的污染。

5、节约大量的水资源。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

一种低温热源发电装置，由发电系统和冷凝系统组成，其中发电系统由二氧化碳储罐3、低温加压泵2、换热器12、稳压罐11、汽轮机8、再热器10、凝汽器7、液态泵4和发电机9组成。冷凝系统由低温膨胀机5、透平压缩机6、冷凝器1组成。

二氧化碳储罐3通过管道与低温加压泵2连接，低温加压泵2通过管道与换热器12相连，换热器12通过管道与稳压罐11连接，稳压罐11通过管道与汽轮机8相连接，汽轮机设中间抽气装置，抽气装置通过管道与再热器10连接，再热器10出口通过管道与汽轮机8连接。汽轮机8输出轴与发电机9连接。汽轮机8出气端通过管道与凝汽器7连接，凝汽器7出口通过液态泵4与二氧化碳储罐3连接。以上部分组成了发电系统。

低温膨胀机5出口通过管道与凝汽器7冷媒入口连接，凝汽器7冷媒出口通过管道与透平压缩机6连接，透平压缩机6气体出口通过管道与冷凝器1连接，冷凝器1冷媒为液态二氧化碳。冷凝器1出口通过管道与低温膨胀机5相连接。