[发明专利]一种中低温热源驱动的功冷气联供系统

说明书

本发明公开了一种中低温热源驱动的功冷气联供系统，其包括中低温热源循环系统、LNG冷能利用循环系统、卡琳娜循环系统、有机朗肯循环系统、外部喷射式制冷循环系统和内部喷射式制冷循环系统；卡琳娜循环系统通过锅炉和过热器与中低温热源循环系统耦合；有机朗肯循环系统通过ORC预热器与中低温热源循环系统相耦合，有机朗肯循环系统通过ORC蒸发器与卡琳娜循环系统耦合；内部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的透平中间某一位置引出的中高压氨气，被引射流为第一蒸发器出口的两相流；外部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的冷凝器出口的氨水，被引射流为蒸发器出口的两相混合物。

技术领域

本发明属于功冷气联供领域，尤其涉及一种中低温热源驱动的功冷气联供系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着社会的进步，煤、石油、天然气等不可再生能源消耗量也随之逐年上升，并对环境造成严重破坏。在这种情况下将热源能量进行梯级利用，最大化提高能量利用率，就显得尤为重要，它是解决当下能源危机和缓解环境压力的重要途径之一。而中低温的热源在我们生活中比较常见，是热源的重要组成部分之一，包括太阳能、工厂的各种废热、余热等，充分利用这部分能量对于解决当下能源危机和缓解环境压力有着重要作用。

以氨水为工质的卡琳娜循环系统，在中低温热能回收方面具有显著优势，氨水混合物吸热蒸发为变温过程，可以使热源和工质的温度曲线完美匹配，最大限度的降低了换热过程中的不可逆损失，提高其热能利用率。卡琳娜循环系统的热沉多采用冷却水或升温处理后LNG(液化天然气)，用冷却水时，由于温度较高所以需要的流量较大，导致水泵消耗的功率较高；而使用LNG时，通常需要通过海水或工业余热给其加热，然后作为卡琳娜循环系统的热沉，这样的处理方式，一方面造成能量浪费、海洋环境污染和沿海城市热源供需不足等问题，另一方面LNG在汽化时会释放出大量冷能，这部分冷能也往往得不到有效地利用。

有机朗肯循环系统适用于低温余热回收，具有较高的能源利用率。丙烷是有机朗肯循环系统的一种，其冰点温度较低,不用经过任何升温处理就可用于与LNG换热，不会产生凝固的现象，但发明人发现，LNG经过与有机朗肯循环系统丙烷换热后，LNG的温度仍较低，仍可进行冷量回收。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种中低温热源驱动的功冷气联供系统，其采用中低温热源为驱动热源，LNG(-162℃)为热沉，通过耦合卡琳娜循环系统、有机朗肯循环系统和引入双级喷射式制冷循环，能够实现中低温热源和LNG冷能的梯级利用，并可同时满足用户冷、电、气多股能源用能需求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中低温热源驱动的功冷气联供系统，包括中低温热源循环系统、LNG冷能利用循环系统、卡琳娜循环系统、有机朗肯循环系统、外部喷射式制冷循环系统和内部喷射式制冷循环系统；

所述卡琳娜循环系统通过锅炉和过热器与中低温热源循环系统耦合；所述有机朗肯循环系统通过ORC预热器与中低温热源循环系统相耦合，有机朗肯循环系统通过ORC蒸发器与卡琳娜循环系统相耦合；内部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的透平中间某一位置引出的中高压氨气，被引射流为第一蒸发器出口的两相流；外部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的冷凝器出口的氨水，被引射流为蒸发器出口的两相混合物；外部喷射式制冷循环系统中的冷凝器的冷量由LNG冷能利用循环系统中的LNG提供；最终实现了中低温热源和LNG冷能的梯级利用及冷电气联供。

作为一种实施方式，中低温热源循环系统内的中低温热源为驱动热能。