[发明专利]一种有机朗肯循环发电装置

说明书

本发明涉及一种有机朗肯循环发电装置，包括蒸发器、气液分离器、膨胀机、发电机、回热器、蒸发式冷凝器组件、储液器、和工质泵；蒸发式冷凝器组件由大流量轴流风机、高效脱水器、带大流量喷淋嘴的水分配器、外套亲水铝翅片的高效内螺纹冷凝盘管、PVC耦合湿帘热交换层、循环水泵、自动补水装置、集水器、防溅水进风格栅、箱体组成。本发明通过采用蒸发式冷凝器组件，使装置的ORC理论效率提高5％以上，同时大大降低了冷却水循环水泵功耗以及风机功耗。蒸发冷凝器组件的耗水率也仅为传统装置冷却塔耗水率的10％以下，由于一体化设计，使得系统占地面积减小。提高了净发电量，减少了水资源消耗，大大缩短投资回收期。

技术领域

本发明涉及有机朗肯循环(Organic Rankine Cycl e，ORC)发电技术领域，具体涉及一种有机朗肯循环发电装置

背景技术

能源短缺、环境污染已发展为世界范围的问题，节能减排、降低能耗、提高能源的综合利用率，是解决能源问题的根本途径。如何合理高效利用工业余热、地热能、太阳能、生物质能及海洋能，已成为节能减排工作的重要内容。在工业余热、地热能、太阳能、生物质能及海洋能中，其中的品位较低的低温能源占了其中很大一部分，目前国际上对于利用300℃以下甚至更低的低温热能，一般采用的方法是有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，ORC)发电技术。有机朗肯循环是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，其工作原理如图3所示；有机工质在蒸发器2中蒸发，从热源1(工业余热、地热能、太阳能、生物质能及海洋能)中吸收热量，生成具有一定压力和温度的蒸气，经过气液分离器3后，确保蒸气不带液进入膨胀机4膨胀做功，从而带动发电机5发电，从透平排出的降压降温后的蒸气先经过回热器6预冷，再在冷凝器21中向冷却水放热，凝结成液态，进入到储液器8，最后再通过工质泵9加压后重新回到蒸发器2，如此不断地循环，从而实现利用较低温度热能发电的目的，其中冷却水通过冷却水循环泵22送至冷却塔23，并通过冷却塔水的蒸发最终将热量散至空气10中，冷却后的水回到冷凝器21中。

有机朗肯循环发电装置的净发电量，受冷热源温度的影响(对同一工质来说，温差越大，发电效率越高)，同时还需要扣除装置的自耗功。系统净发电量越高，其他消耗越少，则整个系统的投资回收期越短。传统的有机朗肯循环装置，由于采用冷却塔进行冷却，其冷却水温度将受空气湿球温度的影响，一般冷却塔湿球逼近温度大于4℃，则冷却水进入冷凝器的温度至少高于空气湿球温度4℃，若冷凝器冷却水设计温升为8℃，再考虑冷凝器的换热温差，则有机工质的冷凝温度至少要高于空气湿球温度15℃。装置的自耗功包括工质泵、冷却水循环泵和冷却塔风机的功耗，一般传统有机朗肯循环装置冷却水循环量大，且冷却塔放置由于现场原因离冷凝器较远，冷却水泵扬程高，冷却水泵的功耗较大，同时，耗水率约为冷却水循环量的1.5％。

发明内容

本发明的目的是提高传统有机朗肯循环发电装置的效率及净发电量。

为实现上述目的，本发明提供了一种有机朗肯循环发电装置。

一种有机朗肯循环发电装置，包括蒸发器、气液分离器、膨胀机、发电机、回热器、蒸发式冷凝器组件、储液器和工质泵，其中热源和蒸发器的热源流入口相连，蒸发器的热源流出口与气液分离器相连，气液分离器与膨胀机相连，膨胀机带动发电机发电，同时，膨胀机与回热器第一端相连，回热器第二端蒸发器相连，回热器的第三端与蒸发式冷凝器组件的一端相连，蒸发式冷凝器组件的另一端与储液器相连，储液器通过工质泵与回热器的第四端相连；

其中，所述蒸发式冷凝器组件包括:轴流风机、脱水器、水分配器、冷凝盘管、PVC耦合湿帘热交换层、循环水泵、自动补水装置、集水器、防溅水进风格栅、箱体；所述箱体内，从顶部向下依次安装有轴流风机、脱水器、水分配器、冷凝盘管、PVC耦合湿帘热交换层以及集水器，所述集水器通过循环水泵与水分配器相连，所述集水器顶部两侧装有防溅水进风格栅；