[实用新型]螺杆膨胀发电机组节能型冷凝系统

说明书

本实用新型公开了一种螺杆膨胀发电机组节能型冷凝系统，包括冷凝器模块和预热器模块。冷凝器模块的冷凝器筒体顶部和底部设置有气态工质进口和液态工质出口；预热器模块的预热器筒体两端设置有进液接口和出液接口，进液接口与液态工质出口相连，出液接口与蒸发器相连；预热器筒体内腔两端设置有预热器端面管板和工质输送管集箱，预热器筒体内腔中设置有换热管束；其中，一端工质输送管集箱上设置有与油分离器相连的进气接口，另一端工质输送管集箱上设置有出气接口，出气接口通过公共接管与气态工质进口相连。其将冷凝器模块与预热器模块合体设计，结构布置紧凑、管路连接简短、不增加占地面积，可有效回收油分离器排气中的多余热量。

技术领域

本实用新型涉及螺杆膨胀发电机组有机工质朗肯循环技术，具体地指一种螺杆膨胀发电机组节能型冷凝系统。

背景技术

螺杆膨胀发电机组的有机工质朗肯循环(ORC)原理为：常温高压液态工质在蒸发器中吸收热量，蒸发成高温高压气体；高温高压气体推动螺杆膨胀机做功，从而驱动发电机发电；高温高压气体膨胀后变成低温低压气体，低温低压气体进入冷凝器，冷凝换热后变成常温低压液体；常温低压液体经过工质泵增压后变成常温高压液体，然后返回到蒸发器中，如此不断形成ORC循环系统。

然而，在实际运行的ORC循环系统中，低温低压气体工质需要先进入螺杆膨胀发电机组的油分离器进行油气分离，分离后的工质再进入到冷凝器中，经过冷凝器换热后变成常温低压液体。由于从油分离器分离出来的低温低压气体工质的温度远高于冷凝器中冷却水温度，经冷凝后有部分排气的热量被冷却水带走损失掉了，从而降低了膨胀发电机组的热量利用率。

为了解决上述问题，本领域技术人员试图寻找一种方法或装置来回收油分离器中多余的排气热量。但如果单独将这部分排气热量引导出来回收处理，不仅设备连接复杂、空间布置困难，而且资金成本偏大，投入产出不成比例，无法形成市场。如何充分回收利用ORC循环系统中的热量，是螺杆膨胀发电机组运行中亟需解决的难题。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种螺杆膨胀发电机组节能型冷凝系统，其将冷凝器模块与预热器模块合体设计，可循环利用高温工质预热低温工质，有效回收油分离器排气中的多余热量。同时，其结构布置紧凑、管路连接简短、不增加占地面积，具有良好的性价比和市场前景。

为实现上述目的，本实用新型所设计的螺杆膨胀发电机组节能型冷凝系统，包括膨胀发电机组的冷凝器模块，所述冷凝器模块具有卧置的冷凝器筒体，所述冷凝器筒体顶部设置有气态工质进口，所述冷凝器筒体底部设置有液态工质出口；所述冷凝器筒体内腔两端设置有冷凝器端面管板，所述冷凝器端面管板外侧设置有冷却水管集箱；所述冷凝器筒体内腔中沿纵向并列设置有进水管束和出水管束，所述进水管束和出水管束的两端分别固定在两端的冷凝器端面管板上并与对应的冷却水管集箱相连；其中，一端冷却水管集箱通过隔离板分隔成分别与进水管束和出水管束相连的两个腔室，所述两个腔室上分别设置有进水接口和出水接口。

其特殊之处在于：它还包括新增设置的预热器模块，所述预热器模块具有卧置的预热器筒体，所述预热器筒体两端筒壁上分别设置有进液接口和出液接口，所述进液接口与冷凝器筒体的液态工质出口相连，所述出液接口通过工质泵与膨胀发电机组的蒸发器相连；所述预热器筒体内腔两端设置有预热器端面管板，所述预热器端面管板外侧设置有工质输送管集箱；所述预热器筒体内腔中沿纵向并列设置有换热管束，所述换热管束的两端分别固定在两端的预热器端面管板上并与对应的工质输送管集箱相连；其中，一端工质输送管集箱上设置有与膨胀发电机组的油分离器相连的进气接口，另一端工质输送管集箱上设置有出气接口，所述出气接口通过公共接管与冷凝器筒体的气态工质进口相连。

上述螺杆膨胀发电机组节能型冷凝系统中，冷凝器模块采用典型的管壳式热交换结构，气态工质在冷凝器筒体内腔走壳程，冷却水则走管程。气态工质经过气态工质进口输入冷凝器筒体，通过与进水管束和出水管束内的冷却水进行热交换，在管体表面冷凝下来，沉降到冷凝器筒体底部，冷凝后的液态工质从液态工质出口输出。