[实用新型]一种采用流体工质材料的朗肯循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种朗肯循环系统，特别是关于一种采用流体工质材料的朗肯循环系统。

背景技术

朗肯循环系统目前在国内余热发电领域应用较为成熟，被广泛应用于热力学循环发电系统中，为我国节能减排事业做出了重要贡献。如图1所示，热力学循环发电系统中使用的单级朗肯循环系统，其流体工质经预热器(图中为标出)预热后进入蒸发器1，在蒸发器1内吸热蒸发成为气体，随后经第一汽轮机2对外做功，从第一汽轮机2出来的流体工质首先进入预热器，在预热器中对将要进入蒸发器1的流体工质进行预热，温度降低的流体工质在冷凝器3中进一步冷凝到饱和态，冷凝器3将流体工质在冷凝器3中放出的热量输出进行利用。冷凝到饱和态的流体工质再经压泵4压缩，最后进入蒸发器1，完成一次循环过程。单级朗肯循环系统虽然完成了对动力的循环利用，但流体工质的传热损失较大，且对热量利用不充分。

朗肯循环系统中流体工质材料对循环热效率具有很大的影响，现有的流体工质选取方法主要有以下两种：(1)在已有的流体工质中进行选择筛取，此种方法简单成熟，但选择范围较窄，很难选出各方面性能较好的流体工质。(2)将两个或多个化合物进行混合形成混合流体工质，此种方法可以克服单个化合物存在的问题，如对其易燃性、容量大等缺点可根据需要进行调整。但就已有的混合流体工质而言，应用于某些条件下尤其是超低温条件发电过程的流体工质研究仍不成熟，且化合物本身一些热力学性质，如可燃性等，仍然需要进一步研究改进。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种流体工质性能合适，对热量利用充分，循环热效率高的采用流体工质材料的朗肯循环系统，具有便捷，高效，节约成本的优点。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种采用流体工质材料的朗肯循环系统，其特征在于：所述朗肯循环系统包括蒸发器、第一汽轮机、冷凝器和压力泵，所述蒸发器出口依次经所述第一汽轮机和冷凝器连接所述压力泵进口，所述压力泵出口连接所述蒸发器入口；所述朗肯循环系统为回热朗肯循环系统时，在所述蒸发器和所述第一汽轮机之间还设置有回热装置；所述回热装置的第一进口连接所述第一汽轮机的出口，所述回热装置的第一出口连接所述冷凝器入口，所述回热装置第二进口连接所述压力泵的出口，所述回热装置的第二出口连接所述蒸发器入口；所述朗肯循环系统为再热朗肯循环系统时，在所述第一汽轮机与所述冷凝器之间设置有再热器和第二汽轮机；所述第一汽轮机出口连接所述再热器进口，所述再热器出口连接所述第二汽轮机进口，所述第二汽轮机出口连接所述冷凝器入口；所述朗肯循环系统为朗肯-布雷顿两级联合循环系统时，在所述第一汽轮机与所述冷凝器之间设置有回热锅炉、膨胀机、冷却器和压缩机；所述第一汽轮机出口连接所述回热锅炉的第一进口，所述回热锅炉的第一出口依次连接所述膨胀机、冷却器和压缩机的进口，所述压缩机的出口连接所述回热锅炉的第二进口；所述回热锅炉的第二出口连接所述冷凝器入口。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用根据热发电循环系统的边界条件和所需流体工质材料在相应边界条件下的热物性参数范围，利用数学随机组合法对安全性贡献值高且污染性贡献值小的基团进行组合替换，合成满足发电循环系统要求的化合物流体工质，可有效地改善化合物流体工质的热物性，针对热发电循环系统选择出最优热物性的化合物流体工质，进而提高整个热发电循环系统的循环热效率。2、本实用新型由于采用回热装置，使得冷凝到饱和态的流体工质在返回蒸发器之前在回热装置中吸收来自第一汽轮机的流体工质释放的热量，提高了热量的有效利用率，减少了循环过程中的热能损失。3、本实用新型由于采用再热装置和第二汽轮机，使得流体工质在第一汽轮机中做功后回到再热器中再次加热，进入第二汽轮机二次做功，使得循环系统在不改变循环蒸发温度的条件下增加了循环输出功。4、本实用新型由于采用朗肯-布雷顿两级联合循环系统，使得流体工质在膨胀机中二次做功，有效利用了系统中的热量，减少了能量的浪费。综上所述，本实用新型可以广泛应用于热发电循环系统中。

附图说明

图1是现有技术中的单级朗肯循环系统示意图；

图2是本实用新型的回热朗肯循环系统示意图；

图3是本实用新型的再热朗肯循环系统示意图；

图4是本实用新型的朗肯-布雷顿两级联合循环系统示意图。

具体实施方式