一種工質濃度可調的氨水動力循環系統的製作方法
2023-06-16 04:00:51 1
一種工質濃度可調的氨水動力循環系統的製作方法
【專利摘要】一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，包括蒸發器、透平機、閃蒸器、冷凝器、循環泵等，氨水在閃蒸器中蒸發生成為稀氨溶液和富氨蒸汽，稀氨溶液和富氨蒸汽和基礎溶液在高壓冷凝器混合後由循環泵輸往在蒸發器內加熱生成高溫蒸汽，高溫蒸汽通過透平機膨脹做功，做功後乏汽與稀氨溶液混合後回流至低壓閃蒸器冷凝器，通過對進入閃蒸器的氨液溫度控制來改變富氨蒸汽的濃度從而改變工作溶液的濃度，控制工作溶液的濃度從而提高氨水動力循環系統的發電效率。
【專利說明】一種工質濃度可調的氨水動力循環系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及工質氨水動力循環系統，尤其是指提供一種工質濃度可調的氨水動力循環系統。
【背景技術】
[0002]氨水動力循環系統是一種將熱能轉化成動能的一種熱力循環裝置，由於氨水的特殊性即在任何給定的壓力條件下，氨水沸騰/凝結都是在「變溫」條件下完成的，這和單一工質在「恆定的」溫度條件下沸騰/凝結是截然不同的，正是由於氨水這種特有的物理性質，使其在與熱源換熱過程中可減少傳熱過程中的不可逆損失，從而提高其熱效率，研究表明:在中低溫熱源氨水動力循環比單一工質的有機朗肯循環的熱效率高15-50%，是最有發展潛力的中低溫熱源發電技術。
[0003]氨水動力循環比單一工質的朗肯循環複雜，其主要由蒸發-透平子系統和冷凝-分餾子系統組成，其比單一工質的朗肯循環多了一套複雜的分餾系統，且整個系統在不同的位置氨水濃度差異很大，使得氨水動力循環在結構上和控制上都比較複雜。本發明的目的在於有效控制氨水動力循環各部件內的氨水濃度，使氨水動力循環效率達到最優。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明的主要目的在於提供一種工質濃度可調的氨水動力循環系統精確控制進入閃蒸器的溶液的流量及溫度，從而控制閃蒸器出口富氨蒸汽的濃度及流量，實現工作溶液的濃度控制。
[0005]為達成上述目的，本發明應該的技術方案是:一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，包括蒸發器、透平機、閃蒸器、冷凝器，氨水在閃蒸器中蒸發生成為稀氨溶液和富氨蒸汽，稀氨溶液和富氨蒸汽和基礎溶液在高壓冷凝器混合成工作溶液後，通過高壓泵送往在蒸發器內加熱生成高溫蒸汽，高溫蒸汽通過透平機膨脹做功，做功後乏汽與稀氨溶液混合成基礎溶液後回流至閃蒸器低壓冷凝器，低壓冷凝器內的工質通過低壓泵分別送入高壓冷凝器和閃蒸器，進入閃蒸器的基礎溶液先後經過第二回熱器、第一回熱器、換熱器、電加熱器然後進入閃蒸器。
[0006]本發明與現有技術相比，其有益效果是:一是低壓冷凝器與高壓冷凝器之間通過基礎溶液分支管路連接，基礎溶液分支管路上設有第一流量控制閥，第一流量控制閥合理的分配從低壓冷凝器進入閃蒸器的流量；二是通過控制進入換熱器的熱源流量及電加熱器的功率能有效的調節進入閃蒸器氨溶液的溫度，從而可有效控制閃蒸器產生稀氨溶液及富氨蒸汽的濃度和流量；總之，本發明具有結構合理、安全可靠、檢修維護方便等優點，將工質氨水動力系統的利用效率提高了 10%-20%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本實施例結構示意圖。
[0008]如圖，1-蒸發器；2-透平機；3-回熱器；4-閃蒸器；5-回熱器；6_節流閥；7-第二流量控制閥；8_換熱器；9_低壓冷凝器；10-低壓泵；11-高壓冷凝器；12-高壓泵；13_第一流量控制閥；14_熱源進口管路；15-熱源出口管路；16_高壓工作溶液管路；17_中壓工作溶液管路；18_冷卻水進口管路；19_冷卻水出口管路；20_基礎溶液管路；21_基礎溶液分支管路；22_基礎溶液回流管路；23_低壓工作溶液管路；24_稀氨溶液管路；25_富氨蒸汽管路；26_工作蒸汽管路；27_熱源分支管路；28-熱源分支迴路管路；29_發電機；30_電加熱器。
【具體實施方式】
[0009]為使本發明的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0010]參見圖1，一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，包括蒸發器1、透平機2、第一回熱器3、閃蒸器4、電加熱器30，透平機2與發電機29、低壓冷凝器9、高壓冷凝器11、低壓泵10、高壓泵12機械連接，蒸發器I通過熱源進口管路14和出口管路15與熱源接通，熱源溫度可在一定溫度範圍內波動，氨水在閃蒸器4中蒸發生成為稀氨溶液和富氨蒸汽，稀氨溶液和富氨蒸汽和基礎溶液在高壓冷凝器內混合成工作溶液，工作溶液通過高壓泵12輸往在蒸發器I內加熱生成高溫蒸汽，高溫蒸汽通過透平機2膨脹對做功帶動發電機29做功發電，做功後乏汽與稀氨溶液混合成基礎溶液回流至閃蒸器4低壓冷凝器9 ;基礎溶液通過低壓泵10 —路通過控制閥13輸往高壓冷凝器，另一路通過第二回熱器5、第一回熱器3、換熱器8和電加熱器30然後進入閃蒸器4經過高壓冷凝器11與透平機2串聯，；閃蒸器4通過富氨蒸汽管路25接入高壓冷凝器11，高壓冷凝器11通過中壓工作溶液管路17接入高壓泵12，高壓泵12通過工作溶液管路16接入連接蒸發器1，工作蒸汽管路26連接與工作溶液管路16接通、並穿過蒸發器I與透平機2連接；
基礎溶液管路20與低壓工作溶液管路23串聯，透平機2經過基礎溶液管路20與低壓工作溶液管路23與低壓冷凝器9連接，低壓冷凝器9通過基礎溶液管路22與閃蒸器4串聯，基礎溶液管路22與閃蒸器I相接處設有電加熱器30，低壓泵10將低壓冷凝器9內的基礎溶液輸入閃蒸器4，基礎溶液回流管路22、低壓工作溶液管路23均通過第一回熱器3，第一回熱器3將低壓工作溶液管路23熱量交換到基礎溶液管路22 ；
低壓冷凝器9與高壓冷凝器11之間通過基礎溶液分支管路21連接，基礎溶液分支管路21上設有第一流量控制閥13，通過調節第一流量控制閥13可以有控制從低壓冷凝器9流入高壓冷凝器11的氨溶液的量，同時調節進入閃蒸器4的氨溶液量；
低壓冷凝器9、高壓冷凝器11通過冷卻水進口管路18將低溫冷水引入、並進行熱量交換，再通過冷卻水出口管路19將高溫水排出。
[0011]基礎溶液回流管路22上設還有第二回熱器5，稀氨溶液管路24 —端連接閃蒸器4底部、另一端與低壓基礎溶液管路20連接、並通過低壓基礎溶液管路20與低壓冷凝器9接通，稀氨溶液管路24通過第二回熱器5將稀氨溶液管路24熱量交換到基礎溶液回流管路20 ;稀氨溶液管路24上設有節流閥6。
[0012]換熱器8通過熱源分支管路27、28與熱源連通，熱源分支管路27上設有第二流量控制閥7，基礎溶液回流管路22通過換熱器8接入進入電加熱器30與閃蒸器4接通。
[0013]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述動力循環系統包括蒸發器、透平機、閃蒸器、冷凝器、循環泵，氨水在閃蒸器中蒸發生成為稀氨溶液和富氨蒸汽，富氨蒸汽和基礎溶液在高壓冷凝器內混合後由高壓泵輸往蒸發器加熱生成高溫蒸汽，高溫蒸汽通過透平機膨脹做功，做功後乏汽與稀氨溶液混合後回流至低壓冷凝器； 所述閃蒸器經過高壓冷凝器與蒸發器、透平機相串聯，所述蒸發器設在連接高壓冷凝器與透平機的管道上，高壓冷凝器內液體工質通過高壓泵輸送至蒸發器； 所述透平機經過回熱器與低壓冷凝器串聯，低壓冷凝器內工質通過低壓泵輸送至閃蒸器和高壓冷凝器； 所述低壓冷凝器與高壓冷凝器之間通過基礎溶液分支管路連接，所述基礎溶液分支管路上設有第一流量控制閥。
2.如權利要求1所述的一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述的動力循環系統還包括第一回熱器，所述透平機連接低壓冷凝器的工作溶液管路和低壓冷凝器連接閃蒸器的低壓基礎溶液管路均通過第一回熱器，第一回熱器將低壓工作溶液管路熱量交換到基礎溶液管路。
3.如權利要求2所述的一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述基礎溶液支路上設有第二回熱器，稀氨溶液管路一端連接閃蒸器底部、另一端與低壓冷凝器連通，稀氨溶液管路通過第二回熱器，第二回熱器將稀氨溶液管路熱量交換到基礎溶液管路。
4.如權利要求3所述的一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述稀氨溶液管路上設有節流閥。
5.如權利要求1所述的一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述動力循環系統還包括換熱器，換熱器與熱源連通，低壓冷凝器進入閃蒸器的管道經過換熱器。
6.如權利要求1所述的一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述動力循環系統還包括電加熱器，換熱器通過電加熱器與閃蒸器連接。
7.如權利要求1所述的一種工質濃度可調的氨水動力循環系統，其特徵在於:所述熱源溫度可在一定溫度範圍內波動，隨著熱源溫度波動，調整進入蒸發器的工作溶液的濃度與熱源溫度相匹配，從而使整個系統的發電效率最高。
【文檔編號】F01K25/10GK104074565SQ201410107081
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】蓋東興, 張佳佳, 周全, 葉理德 申請人:中冶南方工程技術有限公司