[实用新型]一种基于ORC系统的柴油发电机废热发电装置

摘要

本实用新型公开了一种基于ORC系统的柴油发电机废热发电装置，包括ORC冷媒循环系统、发动机缸套水循环系统、发动机尾气系统、增压空气系统和外部冷却水系统。本实用新型专利最显著的特征是，在整个发电装置正常运行后，因发动机的水箱和增压中冷器无需工作，可直接切断柴油发电机的对风扇的功率输出，从而实现对外输出的净发电量大幅提升。本实用新型的另一个显著特点是，利用发动机缸套水为载体充分吸收发动机气缸壁和发动机尾气的热量，避免ORC冷媒与高温废气直接热交换带来冷媒局部高温失效的问题。通过对本系统各个部件有效控制，通过发动机废热回收再利用，提高发动机单位燃油消耗的发电量，缩短发电机的投资回报周期。

主权项

一种基于ORC系统的柴油发电机废热发电装置，包括ORC冷媒循环系统、发动机缸套水循环系统、发动机尾气系统、增压空气系统和外部冷却水系统，其特征在于：在所述的ORC冷媒循环系统中，储液罐(1)中的冷媒工质首先经过冷媒泵(2)增压，接着进入空气冷却器(4)，吸收流经空气冷却器中的增压空气的热量；然后再依次经过预热器(5)和蒸发器(6)，吸收缸套水的热量，蒸发相变，成为高温高压蒸汽；高温高压的冷媒再流入膨胀发电机(7)内，从而实现对外做功发电；从膨胀机(7)流出的是低压气态冷媒，然后进入冷凝器(8)，在冷凝器(8)中放热，从气态冷凝成液态；液态冷媒再回到储液罐(1)，从而实现整个冷媒的循环流动；在所述的发动机缸套水循环系统中，发动机缸套水首先经过循环水泵进入发动机(9)内，吸收燃料燃烧释放给发动机气缸壁的热量后，从发动机内流出，然后进入废气换热器(10)，吸收发动机尾气的热量；缸套水从废气换热器(10)流出后，温度显著升高，再依次进入蒸发器(6)和预热器(5)中，把从发动机气缸壁和发动机尾气中吸收的热量全部传递给相应的冷媒；缸套水从预热器(5)中流出后，温度大幅降低，并经过循环水泵进入发动机(9)，完成整个冷却水系统循环，实现热能从发动机气缸壁和发动机尾气向ORC冷媒的转移；在所述的发动机尾气系统中，从发动机(9)排出的高温尾气进入废气换热器(10)，把热量传递给发动机缸套水；尾气从废气换热器(10)流出后，排入环境；在所述的增压空气系统中，环境空气经过发动机的涡轮增压器后，变成高温增压空气；增压空气进入空气冷却器(4)中，把热量传递给冷媒，自身温度降低，然后进入发动机；在所述的外部冷却水系统中，外部冷却水经过冷凝器(8)，吸收气态冷媒的热量，使其成为低温低压的液态冷媒。