專利名稱：一種燃蒸聯合循環電熱冷聯供設備的制作方法
一種燃蒸聯合循環電熱冷聯供設備，它屬于機械動力設備，可用做石油及天然氣開發、輸送、處理以及辦公和生活所需的動力裝置，特別適合于遠離電網的邊遠油氣田開發區使用。
在天然氣及石油的開發、輸送以及處理過程中，都需要大量的多種形式的動力能源。如在石油、天然氣的開采和傳輸中需要對石油、天然氣進行加壓的機械動力;需要對石油進行加熱以防止結蠟和增加流動性的熱源;提供各種液化天燃氣的制冷氣源和在辦公和生活建筑物空調制冷使用的制冷氣源。而現在采用的方法多是二次能量轉換的形式，即使用電力來驅動各種電動機械。如驅動電動輸送泵來給石油及天然氣增壓，而使用普通鍋爐來提供熱源。使用各種電動制冷來液化天然氣和建筑物空調所需制冷源。由于石油天然氣開發、處理所需能量很大，而多數的油氣田開發地、輸送站等都遠離大電網覆蓋地區，這使得這些地區的電力相當緊張，一般只能使用各自備電站自己提供電力。為適應油氣田開發的流動性，減少投資，多使用輕便、易安裝的燃氣輪機電站做動力源，輸出電力為所有設備提供能量。由于在石油及天然氣處理中需要多種形式的能量，這就要經過多種形式的能量轉換。如用于石油、天然氣輸送中進行增壓的機械能就必然經過機械能-電能-機械能的兩項轉換。而制所需的制冷氣源則需要經過渦輪機械能-電能-壓縮機機械能-空氣內能這樣三項變換，能量利用率大大降低。
本發明的目的是發明一種燃蒸聯合循環電熱冷聯供設備，使用燃氣機做功力源，可以同時提供電能，熱能和制冷能量。
本發明的結構如附
圖1所示，它有由燃氣機機匣1、壓氣機2、燃燒室3和壓氣機渦輪4組成的核心發動機，由動力渦輪機匣5、動力渦輪6和發電機7組成的供電機構，由汽輪機8、發電機9、余熱鍋爐10，蒸汽熱交換器11和供熱循環泵12組成的供電供熱組件，其特征在于有由高壓發生器13、低壓發生器14、吸收室15、高溫熱交換器16、低溫熱交換器17、冷凝室18、吸收室循環泵19、再生循環泵20、蒸發室21、蒸發室循環泵22、冷卻水蛇形管24和25、冷凍傳熱工質盤管26組成的吸收式制冷機組27，在余熱鍋爐10中有制冷工質再生熱交換器23，其輸入端與低溫熱交換器17的輸出端相連，輸出端與高壓發生器13相連，低溫熱交換器17的輸入端與再生循環泵20的輸出端相連，蒸汽熱交換器11的輸入端與供熱循環泵12的輸出端相連，其輸出端與汽輪機8的輸入端相連，高溫熱交換器16的輸入端與汽輪機8的輸出端相連，而高溫熱交換器16的輸出端為供熱工值輸出端。
附圖1為本發明的結構示意圖。
本發明的工作原理如下由燃氣機機匣1、壓氣機2、燃燒室3和壓氣機渦輪4組成的產生動力的核心發動機與現在的燃氣機一樣，由壓氣機2壓縮的空氣，在燃燒室3中燃燒產生高溫高壓燃氣。高溫高壓燃氣在壓氣機渦輪4處膨脹做功，推動壓氣機渦輪4轉動。而壓氣機渦輪4反過來又帶動壓氣機2轉動以壓縮空氣，維持正常運轉。通過壓氣機渦輪4后的燃氣還含有大量的內能。流到動力渦輪6處后繼續膨脹做功，能量由動力渦輪6吸收轉變為機械能后由動力渦輪6輸出帶動發電機7轉動。發電機7把機械能轉變為電能后以電能的形式輸出。通過動力渦輪6后的燃氣，還含有一定的低熱能量，使用余熱鍋爐10回收。在余熱鍋爐10中，燃氣首先經過蒸汽熱交換器11，加熱其中的供熱工質，使之變成飽和蒸汽。飽和蒸汽在汽輪機8中做功，推動汽輪機8中的轉子轉動，從而帶動發動機9轉動發電。經過汽輪機8的供熱工質冷凝后進入高溫熱交換器16。在高溫熱交換器16中，供熱工質被由吸收式制冷機組27中的高壓發生器13中產生的冷劑溶劑蒸汽加熱，供熱工質被提高溫度后輸出，以熱能的形式輸出能量。供熱循環泵12用來進行供熱工質的循環。經過蒸汽熱交換器11的燃氣還有一定的熱量，進入再生熱交換器23，對其中的制冷工質加熱再生，使其溫度達到高壓沸點，以濃縮二元制冷工質。
在本發明中由高壓發生器13，低壓發生器14，吸收室15，高溫熱交換器16，低溫熱交換器17，冷凝室18，吸收室循環泵19，再生循環泵20，蒸發室21，蒸發室循環泵22組成的吸收式制冷機組27。組成的吸收式制冷機組27是一種使用雙元制冷工質使用熱抽運的非壓縮式制冷機，它的工作原理如下
吸收室15出口的低濃度制冷工質由再生循環泵20輸送進入低溫熱交換器17。在低溫熱交換器17中，低濃度制冷工質吸收由低壓發生器17輸出的高濃度制冷工質的熱量，然后進入余熱鍋爐10中的制冷工質再生熱交換器23。在再生熱交換器23中的制冷工質被加熱到高溫沸騰溫度。具有高溫沸騰溫度的制冷工質進入高壓發生器13。在高壓發生器13中，制冷工質沸騰產生冷劑溶劑蒸汽，并使制冷工質的濃度升高。由高壓發生器13底部出來的制冷工質經高溫熱交換器16降溫后進入低壓發生器17，被管內來自高壓發生器13上部的冷劑溶劑蒸汽加熱，再次沸騰產生冷劑溶劑蒸汽，制冷工質的濃度進一步提高。
高壓發生器13中產生的冷劑溶劑蒸汽由高壓發生器13上部的管道輸送，在低壓發生器17中與低壓發生器17中的制冷工質進行熱交換后放出潛熱，凝結成冷劑溶劑，經節流后進入冷凝室18。低壓發生器17中蒸發的冷劑溶劑蒸汽也進入冷凝室18。在冷凝室18中的冷劑溶劑蒸汽被冷卻水蛇形管24內冷卻水冷卻而成為冷劑溶劑。冷劑溶劑經節流裝置后進入蒸發室21的溶劑盤中，并由蒸發室循環泵22輸送，噴淋在蒸發室21中的冷凍傳熱工質盤管26外表面，吸收冷凍傳熱工質盤管26內冷凍傳熱工質的熱量而汽化成為冷劑溶劑蒸汽。冷凍傳熱工質溫度降低，輸出制冷能量，達到制冷的目的。
另一方面，由低壓發生器14出來的高濃度制冷工質經低溫熱交換器17降低溫度后進入吸收室15，與吸收室15原有的低濃度制冷工質混合后由吸收室循環泵19輸送并噴淋在吸收室15中的冷卻水蛇形管25上，循環制冷工質吸收在蒸發室21中產生的冷劑溶劑蒸汽，使蒸發室21保持所需的低壓，冷劑溶劑得以不斷汽化吸熱。噴淋的制冷工質吸收冷劑溶劑蒸汽后濃度降低，重新成為低濃度制冷工質，又由發生器循環泵20輸送，經過低溫熱交換器17后，送往在余熱鍋爐10中的制冷工質再生熱交換器23。吸收過程產生的熱量則由吸收室15內冷卻水蛇形管25中的冷卻水帶走。
本發明使用燃氣機做動力源，通過所排燃氣由動力渦輪吸收后帶動發電機得到部分電能輸出，含有余熱的燃氣在余熱鍋爐中通過加熱供熱工質產生蒸汽推動汽輪機轉動，從而帶動發電機發電，輸出另一部分電能。并使用余熱燃氣在余熱鍋爐中加熱再生雙元制冷工質的方式抽運熱量以產生制冷冷端，得到制冷輸出。用制冷熱端加熱供熱工質得到供熱輸出，實現電、熱、冷的聯合輸出，充分利用燃氣機的輸出能量，以滿足能量的綜合需要。
本發明的核心發動機和動力渦輪聯合體可以使用國產YD-3(SK)，也可以使用相似的機組，余熱鍋爐10可以直接采用在YD-3(SK)排氣道中加盤管式熱交換器的方法實現。汽輪機8可以使用發電站使用的普通低壓汽輪機。發電機7和9可以使用普通的同步交流發電機組，也可以使用如專利申請號為CN 91101413.6的全速稀土同步電機，使用變頻技術，可以不控制動力渦輪6和汽輪機8的轉速。這樣的裝置將有大約3.5MW的電能輸出，4.5MW的制冷能量輸出和2MW的供熱能量輸出。
本發明中用普通建筑物空調時，吸收式制冷的雙元制冷工質可以使用溴化鋰和水，它對制冷裝置制造(如密封)要求較低，用于天然氣液化時，也可以使用水和氨氣，可以得到較低的制冷溫度。供熱工質可以使用水吸熱式制冷機組24可以參照普通吸收式制冷機設計，本發明除可以減小高壓發生器14的尺寸外，與普通吸收式制冷機的要求相同。
權利要求
1.一種燃蒸聯合循環電熱冷聯供設備，它有由燃氣機機匣(1)、壓氣機(2)、燃燒室(3)和壓氣機渦輪(4)組成的核心發動機，由動力渦輪機匣(5)、動力渦輪(6)和發電機(7)組成的燃氣供電機構，由汽輪機(8)、發電機(9)、余熱鍋爐(10)，蒸汽熱交換器(11)和供熱循環泵(12)組成的供電供熱組件，其特征在于有由高壓發生器(13)、低壓發生器(14)、吸收室(15)、高溫熱交換器(16)、低溫溫交換器(17)、冷凝室(18)、吸收室循環泵(19)、再生循環泵(20)、蒸發室(21)、蒸發室循環泵(22)、冷卻水蛇形管(24)和(25)、冷凍傳熱工質盤管(26)組成的吸收式制冷機組(27)，在余熱鍋爐(10)中有制冷工質再生熱交換器(23)，其輸入端與低溫熱交換器(17)的輸出端相連，輸出端與高壓發生器(13)相連，低溫熱交換器(17)的輸入端與再生循環泵(20)的輸出端相連，蒸汽熱交換器(11)的輸入端與供熱循環泵(12)的輸出端相連，其輸出端與汽輪機(8)的輸入端相連，高溫熱交換器(16)的輸入端與汽輪機(8)的輸出端相連，而高溫熱交換器(16)的輸出端為供熱工值輸出端。
全文摘要
一種燃蒸聯合循環電熱冷聯供設備。它有核心發動機、燃氣供電機構、蒸汽供電及供熱組件。其特征在于有由高、低壓發生器，高、低溫熱交換器，冷凝室，吸收室及循環泵、再生循環泵、蒸發室及循環泵、冷卻水蛇形管、冷凍傳熱工質盤管組成的吸收式制冷機組，在余熱鍋爐中有制冷工質再生熱交換器。用燃氣機做動力源，通過發電機輸出電能。用余熱燃氣再生制冷工質以得到制冷輸出。用供熱工質輸出熱量，充分利用燃氣機的輸出能量。
文檔編號F02C6/18GK1099843SQ9311672
公開日1995年3月8日 申請日期1993年8月30日 優先權日1993年8月30日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠