[发明专利]三压式功冷联供系统及方法

说明书

本发明提出了一种三压式功冷联供系统及方法，包括：第一吸收器、第二吸收器、第一回热器、第二回热器、蒸发器、锅炉、精馏塔、过热器和制冷热交换器；第一吸收器与第一回热器、蒸发器依次连通，所述第二吸收器与第二回热器、锅炉依次连通；所述第一回热器与第二回热器连通，所述第一回热器还与锅炉连通；所述锅炉、精馏塔、过热器、第一透平、制冷热交换器第一吸收器依次串联连通。本发明有益效果：将Goswami循环和氨水动力循环进行耦合集成，增加循环做功量和制冷量，提升联供系统效率；循环结构简单，由于其独特的耦合方式，通过改变分流比(SR2)，可以调整两透平输出功率比。

技术领域

本发明涉及功冷联供技术领域，尤其涉及一种三压式功冷联供系统及方法。

背景技术

近些年来，化石能源的过度开发引发了一系列生态问题，实现对中低温热源的合理、高效利用，对减少常规化石燃料的消耗，降低有关污染物和温室气体的排放，调整能源消费结构，保护生态环境，建立资源节约型社会具有重要意义。中低温热源，包括太阳能、地热能以及工业生产中的余热、废热，这类能源具有储量大、分布广、品位低的特点。然而，当热源温度较低时，传统的动力循环很难将低品位热能进行有效地转化和利用。对此，Kalina、Alefeld、Goswami等人提出了以非共沸混合物氨水作为工质的一系列循环。

Kalina动力循环应用吸收方式来解决氨水动力循环中透平排气背压过高问题，提高了此类动力循环的效率。与单一的动力循环相比，功冷联供循环系统不仅可以输出功，还可以输出冷量，这样可以满足多方面的需求。并且，功冷联供复合循环系统具有能量转换利用率高的显著优点。在Goswami功冷联供循环中，利用透平取代吸收式制冷中的节流阀，从精馏器出来的浓氨蒸气进入透平膨胀做功，透平乏气进入制冷热交换器(refrigerationheat exchanger)吸热制冷。Goswami循环结构简单，其与低温热源具有良好的匹配性，然而，当提高热源温度时，精馏装置的设置对系统的不利影响显著增大，且系统可能不具备制冷能力。其他功冷联供循环系统同样存在对热源温度利用范围非常有限的缺点，其低温部分往往只能以废热的形式散失到环境中。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，为此提出了一种三压式功冷联供系统及方法，该新型功冷联供系统及方法通过耦合循环初压较高的氨水动力循环的方式，改善传统功冷联供系统中对热源温度利用范围较小的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种三压式功冷联供系统，包括：

第一吸收器、第二吸收器、第一回热器、第二回热器、蒸发器、锅炉、精馏塔、过热器和制冷热交换器；

所述第一吸收器与第一回热器、蒸发器依次连通，所述第二吸收器与第二回热器、锅炉依次连通；所述第一回热器与第二回热器连通，所述第一回热器还与锅炉连通；所述锅炉、精馏塔、过热器、第一透平、制冷热交换器第一吸收器依次串联连通。

进一步地，所述第一吸收器依次经过第一泵、第一回热器、蒸发器、第二透平、第二回热器与第二吸收器连接；所述第一吸收器经过第二泵与第二回热器的输出连接。

进一步地，所述第二吸收器经过第三泵、第二回热器与锅炉连通。

进一步地，所述锅炉底部输出与精馏塔底部输出连通后经过第一回热器和节流阀后分别与第一吸收器和第二吸收器连接。

本发明公开了一种三压式功冷联供系统的工作方法，包括：第一循环回路，具体为：

从第一吸收器出来的基础工作液分为两部分，一部分经第一泵加压到高压状态，另一部分经第二泵加压到中压状态；

从第一泵出来的氨溶液经第一回热器换热后进入蒸汽蒸发器，蒸发出来过热的高温高压气体再进入第二透平膨胀做功，做功后的乏气经回热器换热后进入第二吸收器。