[发明专利]基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统

权利要求书

1.基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统，其特征在于：包括余热回收蓄热回路、一级蒸汽朗肯循环发电回路和二级有机朗肯循环发电回路；

所述余热回收蓄热回路包括蒸发器（1）、第一预热器（2）、第二预热器（4）、高温蓄热水罐（6）、低温蓄热水罐（7）和低温水泵（13）；

所述一级蒸汽朗肯循环发电回路包括蒸发器（1）、中间换热器（3）、高温蓄热水罐（6）、蒸汽螺杆膨胀机（8）、第一发电机（10）、中温水泵（12）；其中蒸发器（1）、高温蓄热水罐（6）、蒸汽螺杆膨胀机（8）、中间换热器（3）和中温水泵（12）串联形成一级水工质回路；

所述二级有机朗肯循环发电回路包括中间换热器（3）、第二预热器（4）、冷凝器（5）、有机工质汽轮机（9）、第二发电机（11）和有机工质泵（14）；其中第二预热器（4）、中间换热器（3）、有机工质汽轮机（9）、冷凝器（5）和有机工质泵（14）串联形成二级有机工质回路；

所述蒸发器（1）和第一预热器（2）的一侧为余热介质，蒸发器（1）和第一预热器（2）的另一侧为水工质；

所述中间换热器（3）和第二预热器（4）的一侧为水工质，中间换热器（3）和第二预热器（4）的另一侧为有机工质，水工质一侧的中间换热器（3）串联在一级蒸汽朗肯循环发电回路中，水工质一侧的第二预热器（4）串联在余热回收蓄热回路中，有机工质一侧的中间换热器（3）和第二预热器（4）串联在二级有机朗肯循环发电回路中；

所述冷凝器（5）的一侧为冷却水工质，冷凝器（5）的另一侧为有机工质，有机工质一侧的冷凝器（5）串联在二级有机朗肯循环发电回路中；

所述蒸发器（1）的水工质出口连通着高温蓄热水罐（6）的上部入口，高温蓄热水罐（6）的上部出口通过高温蒸汽阀（15）连通着蒸汽螺杆膨胀机（8）的入口，蒸汽螺杆膨胀机（8）的出口通过中温蒸汽阀（16）连通着中间换热器（3）的水工质入口，中间换热器（3）的水工质出口通过第一换热水阀（17）、中温水泵（12）和第一中温水阀（18）连通着蒸发器（1）的水工质入口；

高温蓄热水罐（6）的底部出口通过第一高温水阀（19）和第二高温水阀（23）分为两路，一路连通着第二预热器（4）的水工质入口，另一路连通着中间换热器（3）的水工质入口，中间换热器（3）的水工出口通过第二换热水阀（24）连通着第二预热器（4）的水工质入口，第二预热器（4）的水工质出口通过节流阀（20）连通着低温蓄热水罐（7）的入口，低温蓄热水罐（7）的出口通过低温水阀（21）和低温水泵（13）连通着第一预热器（2）的水工质的入口，第一预热器（2）的水工质出口通过第二中温水阀（22）连通着蒸发器（1）的水工质入口；

所述中间换热器（3）的有机工质出口连通着有机工质汽轮机（9）的入口，有机工质汽轮机（9）的出口连通着冷凝器（5）的有机工质入口，冷凝器（5）的有机工质出口通过有机工质泵（14）连通着第二预热器（4）的有机工质入口，第二预热器（4）的有机工质出口连通着中间换热器（3）的有机工质入口；

工作时，余热介质温度为150～400℃，当有充足的余热可以利用时，系统同时进行蓄热和复叠朗肯循环发电模式；当余热负荷剧烈波动时，系统利用储存的高温水进行单级有机朗肯循环发电模式。

2.根据权利要求1所述的基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统，其特征在于：所述余热介质为中低温余热烟气、余热蒸汽、废水中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统，其特征在于：所述高温蓄热水罐（6）的工作温度为150～300℃，所述低温蓄热水罐（7）的工作温度为30～150℃。

4.根据权利要求1所述的基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统，其特征在于：所述高温蒸汽阀（15）、中温蒸汽阀（16）、第一换热水阀（17）、第一中温水阀（18）、第一高温水阀（19）、低温水阀（21）、第二中温水阀（22）、第二高温水阀（23）和第二换热水阀（24）均为球阀。

5.根据权利要求1所述的基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统，其特征在于：所述节流阀（20）为滑套式节流阀。