一種相變熱發電系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種相變熱發電系統，主要由蒸發器、循環泵、儲液罐、膨脹機、冷凝裝置、連接管道和電路控制部分組成；所述蒸發器、膨脹機、儲液罐、環泵二以及連接管道組成一個蒸發做功循環回路；所述儲液罐、冷凝裝置、循環泵一以及連接管道組成一個冷凝換熱循環回路；所述電路控制部分控制著系統的運行動作。這種相變熱發電能夠充分利用熱源進行發電，實現100℃~300℃工質區域的低溫發電，能夠使用銅鋁等高傳熱系數的金屬來傳熱，提高綜合發電效率。
【專利說明】一種相變熱發電系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于發電技術，具體涉及一種相變熱發電系統。
【背景技術】
[0002]化石能源日益銳減和化石燃料燃燒所引起的環境惡化等問題使人們意識到利用可再生能源和工業余熱廢熱的重要性。太陽能、地熱能、海洋溫差能、工業余熱廢熱等屬于低品位熱源，均可作為溫差熱發電裝置的高溫端的熱源。
[0003]溫差熱發電技術是一種利用高、低溫熱源之間的溫差，采用低沸點工作流體作為循環工質，在朗肯循環(Rankine Cycle, RC)基礎上,用高溫熱源加熱并蒸發循環工質產生的蒸汽推動透平發電的技術，其主要組件包括蒸發器、冷凝器、渦輪機以及工作流體泵。通過高溫熱源加熱蒸發器內的工作流體并使其蒸發，蒸發后的工作流體在渦輪機內絕熱膨脹，推動渦輪機的葉片而達到發電的目的，發電后的工作流體被導入冷凝器，并將其熱量傳給低溫熱源，因而冷卻并再恢復成液體，然后經循環泵送入蒸發器，形成一個循環。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在提供一種相變熱發電系統，該系統使用低沸點氟利昂作為循環介質，實現100°C ?300°c的低溫發電，能夠使用銅鋁等高傳熱系數的金屬來傳熱，提高綜合發電效率。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下:
一種相變熱發電系統，主要包括蒸發器(I)、冷凝裝置(2)、儲液罐(3)、循環泵一(4)、循環泵二(5)、膨脹機(6)、發電機(7)、連接管道和電路控制幾個部分；所述儲液罐(3)有四個外接接口，分別為接口一(31)、接口二(32)、接口三(33)和接口四(34);所述儲液罐(3)的接口一( 31)和接口二( 32 )位于儲液罐內液態工質的上部；所述儲液罐(3 )的接口三(33 )和接口四(34)位于儲液罐內液態工質的下部；所述膨脹機(6)連接于所述蒸發器(I)的循環工質的輸出端與所述儲液罐(3)的接口一(31)之間；所述膨脹機(6)的動子連接于發電機(7);所述循環泵二(5)連接于所述蒸發器(I)的循環工質的輸入端與所述儲液罐(3)的接口四(34)之間；所述循環泵一(4)連接于所述冷凝裝置(2)的循環工質的輸出端與所述儲液罐(3)的接口三(33)之間；所述儲液罐(3)的接口二(32)連接于所述冷凝裝置(2)的循環工質的輸入端；這樣所述蒸發器(I)、膨脹機(6)、儲液罐(3)、循環泵二(5)以及連接管道組成一個蒸發做功循環回路；所述儲液罐(3)、冷凝裝置(2)、循環泵一(4)以及連接管道組成一個冷凝換熱循環回路；所述電路控制部分控制著系統的運行動作。
[0006]以上所述蒸發器(I)采用換熱效率比較好的微通道換熱器。
[0007]以上所述膨脹機(6)是一個只有輸入/輸出端的全封閉發動機。
[0008]以上所述相變熱發電系統是一個全封閉的循環系統。
[0009]以上所述相變熱發電系統內部循環的工作介質是氟利昂。
[0010]以上所述冷凝裝置(2)是風冷裝置或者水冷裝置。[0011]本發明與現有技術相比，具有以下優勢:
本相變熱發電系統是采用真空焊接的全封閉系統，使用低溫傳熱介質，在IOO0C ~30(TC工作區域的熱發電，相對于現存熱發電工作溫度400°C，循環介質溫度降低很多，能夠使用銅鋁等高傳熱系數的金屬來傳熱，進一步又提高發電效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的第一種實施方式的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的第二種實施方式的結構示意圖。
[0014]圖中編號:(1)蒸發器；(2)冷凝裝置；(3)儲液罐；(31)儲液罐的外接接口一 ；
(32)儲液罐的外接接口二；(33)儲液罐的外接接口三；(34)儲液罐的外接接口四；(4)循環泵一 ；(5)循環泵二 ；(6)膨脹機；(7)發電機。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例并結合附圖做進一步說明。
[0016]實施例一
如圖1所示的為本發明第一種實施方式的結構示意圖，包括蒸發器(I)、冷凝裝置(2)、儲液罐(3)、儲液罐的外接接口一(31)、儲液罐的外接接口二(32)、儲液罐的外接接口三
(33)、儲液罐的外接接口四(34)、循環泵一(4)、循環泵二(5)、膨脹機(6)、發電機(7)以及連接管道。所述儲液罐(3)的接口一(31)和接口二(32)位于儲液罐內液態工質的上部；所述儲液罐(3)的接口三(33)和接口四(34)位于儲液罐內液態工質的下部；所述膨脹機
(6)連接于所述蒸發器(I)的循環工質的輸出端與所述儲液罐(3)的接口一(31)之間；所述膨脹機(6)的動子連接于發電機(7);所述循環泵二(5)連接于所述蒸發器(I)的循環工質的輸入端與所述儲液罐(3)的接口四(34)之間；所述循環泵一(4)連接于所述冷凝裝置
(2)的循環工質的輸出端與所述儲液罐(3)的接口三(33)之間；所述儲液罐(3)的接口二
(32)連接于所述冷凝裝置(2)的循環工質的輸入端；這樣所述蒸發器(I)、膨脹機(6)、儲液罐(3)、循環泵二(5)以及連接管道組成一個蒸發做功循環回路；所述儲液罐(3)、冷凝裝置
(2)、循環泵一(4)以及連接管道組成一個冷凝換熱循環回路。
[0017]該系統工作時，儲液罐(3)內的低溫液態工質經循環泵二(5)的抽壓力送入到蒸發器(1)，蒸發器(1)與高溫熱源接觸，低溫液態工作介質在蒸發器(I)內吸收熱量蒸發為高溫氣體,蒸發形成的高溫氣體和部分沒有蒸發的高溫液體在高速流動中相互混合形成高溫氣液二相流體，它們從蒸發器(1)流出進入膨脹機(6)，由膨脹機(6)將熱能轉化為機械能，從而使膨脹機(6 )動子旋轉，膨脹機(6 )在帶動發電機(7 )旋轉，發電機(7 )經過控制發出穩定的工頻電力，提供為用戶使用。由膨脹機(6)排出的做功后的低溫氣液二相流工質經儲液te的接口一( 31)進入儲液罐(3)內，并在儲液-- (3)中完成氣液分尚，然后做功后的氣態工質通過儲液罐的接口二( 32 )進入冷凝裝置(2 )進行冷卻，做功后的低溫氣態工質經冷卻相變為低溫液態工質，冷凝后的低溫液態工質在循環泵一(4)的抽壓力下經儲液罐的接口三(33 )送入儲液罐(3 )，等待進入下一次循環過程。
[0018]實施例二
如圖2所示的為本發明第二種實施方式的結構示意圖，相比于實施例一中的圖1，實施例二中不需要循環泵一(4)，并且要求所述冷凝裝置(2)位于蒸發器(I)的上部，且蒸發器(O的頂部和冷凝裝置(2)的底部之間一定要有一個落差；這樣做功后的低溫氣態工質經在冷凝裝置(2)內冷卻相變為低溫液態工質，由于重力的作用回到儲液罐，實施例二中其他部件的啟動和運行與實施例一相同。
【權利要求】
1.一種相變熱發電系統，其特征在于，主要包括蒸發器(I)、冷凝裝置(2)、儲液罐(3)、循環泵一(4)、循環泵二(5)、膨脹機(6)、發電機(7)、連接管道和電路控制幾個部分；所述儲液罐(3)有四個外接接口，分別為接口一(31)、接口二(32)、接口三(33)和接口四(34)；所述儲液罐(3)的接口一(31)和接口二(32)位于儲液罐內液態工質的上部；所述儲液罐(3)的接口三(33)和接口四(34)位于儲液罐內液態工質的下部；所述膨脹機(6)連接于所述蒸發器(I)的循環工質的輸出端與所述儲液罐(3)的接口一(31)之間；所述膨脹機(6)的動子連接于發電機(7 );所述循環泵二( 5 )連接于所述蒸發器(I)的循環工質的輸入端與所述儲液罐(3)的接口四(34)之間；所述循環泵一(4)連接于所述冷凝裝置(2)的循環工質的輸出端與所述儲液罐(3 )的接口三(33 )之間；所述儲液罐(3 )的接口二( 32 )連接于所述冷凝裝置(2)的循環工質的輸入端；這樣所述蒸發器(I)、膨脹機(6)、儲液罐(3)、循環泵二(5)以及連接管道組成一個蒸發做功循環回路；所述儲液罐(3)、冷凝裝置(2)、循環泵一(4)以及連接管道組成一個冷凝換熱循環回路；所述電路控制部分控制著系統的運行動作。
2.根據權利要求1所述的一種相變熱發電系統，其特征在于，所述蒸發器(I)采用換熱效率比較好的微通道換熱器。
3.根據權利要求1所述的一種相變熱發電系統，其特征在于，所述膨脹機(6)是一個只有輸入/輸出端的全封閉發動機。
4.根據權利要求1所述的一種相變熱發電系統，其特征在于，所述相變熱發電系統是一個全封閉的循環系統。
5.根據權利要求1所述的一種相變熱發電系統，其特征在于，所述相變熱發電系統內部循環的工作介質是氟利昂。
6.根據權利要求1所述的一種相變熱發電系統，其特征在于，所述冷凝裝置(2)是風冷裝置或者水冷裝置。
【文檔編號】F01K25/10GK103790661SQ201410034649
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月25日 優先權日:2014年1月25日
【發明者】祝長宇, 丁式平, 何慧麗 申請人:青海德能新能源有限公司