一種有機朗肯循環裝置的製作方法
2023-12-04 07:09:51 1
本實用新型涉及有機朗肯循環技術領域，尤其涉及一種有機朗肯循環裝置。
背景技術：
我國能源短缺和環境保護工作的壓力越來越大，探討發展利用太陽能、地熱能、生物質等可再生能源和低品位工業餘熱的分布式供能系統，與大電網結合，滿足能源需求，是實現中國經濟平穩可持續發展，實現二氧化碳減排、改善生態環境的重要措施。低溫熱能是可再生能源的重要組成部分，對中低溫熱源的研究符合我國的可持續發展戰略。低溫熱能是指品位較低的熱能，一般溫度低於200℃。這些能源種類繁多，能量巨大，包括太陽能，地熱能，海洋溫差能等可再生能源和工業餘熱。這些能源通過低溫熱能發電系統的轉換，提供數量可觀的高品位電能，提高能源的利用效率，同時不對環境產生汙染。
利用低溫熱能的發電技術主要是基於朗肯循環的熱力發電系統，有機朗肯循環(Origanic Rankine Cycle，ORC)系統具有效率高、適用性強、簡易方便、使用壽命長、維修費用低等優點，它採用低沸點的有機工質代替水，吸收熱源熱量，在低溫條件下獲得較高的蒸氣壓力，推動渦輪機做功，適合廣泛應用於各種低溫熱能發電領域。據保守估計：每年我國的ORC技術有數千億的國內市場空間。美國、日本、義大利、德國、法國、以色列等國家投入了大量財力人力，爭相開展ORC技術的研究工作。
常規有機朗肯循環系統中的儲液罐為加注工質位置，在整個系統未加注工質時，工質有儲液罐位置加入，加注完比後系統啟動，工質從儲液罐進入到蒸發器中吸熱；由於系統內為正壓(大於環境壓力)，所以不可避免的會出現工質洩露現象，當在正常運行時，如果依然從儲液罐補充工質，補充的工質的溫度一般均小於環境溫度，儲液罐內的溫度一般高於環境溫度(儲液罐都有保溫層)，這樣會導致儲液罐內部分熱量被補充工質吸收，降低儲液罐溫度，儲液罐中工質為過冷狀態(理論上儲液罐中工質為飽和狀態，實際上應為微過冷接近飽和，即使這樣，補充工質也會加大儲液罐中工質的過冷度)，儲液罐中工質過冷會使蒸發器進口工質溫度下降，蒸發器吸熱量增大，降低熱效率。
因此，如何提供一種有機朗肯循環裝置，以提高熱效率，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種有機朗肯循環裝置，以提高熱效率。
為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
一種有機朗肯循環裝置，包括凝汽器和與所述凝汽器連通的排汽管，還包括補充工質裝置，所述補充工質裝置包括工質補充入口，所述工質補充入口設置在所述凝汽器上且位於所述排汽管與所述凝汽器的連通處。
優選的，上述工質補充入口通過連通管與所述凝汽器連通，所述連通管上設置有補充罐。
優選的，在所述連通管上且位於所述補充罐和所述凝汽器之間設置有補液泵。
優選的，在所述連通管上且位於所述補液泵的兩側各設置有一個截止閥門。
優選的，在所述連通管上且位於所述補液泵與所述凝汽器之間設置有調節閥門。
優選的，上述凝汽器上設置有噴嘴，工質經所述噴嘴噴射進入所述凝汽器內。
優選的，上述噴嘴為多個。
優選的，上述噴嘴環繞所述排汽管設置且與從所述排汽管中排出的汽體順向噴射。
本實用新型提供的有機朗肯循環裝置，包括凝汽器和與所述凝汽器連通的排汽管，還包括補充工質裝置，所述補充工質裝置包括工質補充入口，所述工質補充入口設置在所述凝汽器上且位於所述排汽管與所述凝汽器的連通處。由於從排汽管中排出的汽體狀態的工質本身是帶有熱量的，需要通過冷卻塔對其進行冷卻後，流入到儲液罐中進行下一次的循環使用，那麼現在改為將工質補充入口設置在凝汽器上且位於排汽管與凝汽器的連通處，那麼新注入的工質就能夠吸收汽體狀態的工質所攜帶的廢熱，那麼工質就不會吸收儲液罐中的熱量，不會使儲液罐中工質變成過冷狀態，蒸發器吸熱量不會增大，從而提高熱效率，並且，部分排汽與補充工質接觸後發生凝結，減少排汽的冷源損失，提高有機朗肯循環系統的熱經濟性，而且由於系統的冷凝部分的參數較低(小於50℃，壓力一般為0.15-0.8MPa)，補充工質的質量和壓力均較小，所以系統的各部件成本較低。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的有機朗肯循環裝置的凝汽器的結構示意圖。
上圖1中：
凝汽器1、排汽管2、補液泵3、截止閥門4、調節閥門5、補充罐6、噴嘴7。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
請參考圖1，圖1為本實用新型實施例提供的有機朗肯循環裝置的凝汽器的結構示意圖。
本實用新型實施例提供的有機朗肯循環裝置，包括凝汽器1和與凝汽器1連通的排汽管2，還包括補充工質裝置，補充工質裝置包括工質補充入口，工質補充入口設置在凝汽器1上且位於排汽管2與凝汽器1的連通處。由於從排汽管2中排出的汽體狀態的工質本身是帶有熱量的，需要通過冷卻塔對其進行冷卻後，流入到儲液罐中進行下一次的循環使用，那麼現在改為將工質補充入口設置在凝汽器上且位於排汽管與凝汽器的連通處，那麼新注入的工質就能夠吸收汽體狀態的工質所攜帶的廢熱，那麼工質就不會吸收儲液罐中的熱量，不會使儲液罐中工質變成過冷狀態，蒸發器吸熱量不會增大，從而提高熱效率，並且，部分排汽與補充工質接觸後發生凝結，減少排汽的冷源損失，提高有機朗肯循環系統的熱經濟性，而且由於系統的冷凝部分的參數較低(小於50℃，壓力一般為0.15-0.8MPa)，補充工質的質量和壓力均較小，所以系統的各部件成本較低。
其中，工質補充入口通過連通管與凝汽器1連通，連通管上設置有補充罐6，在連通管上且位於補充罐6和凝汽器1之間設置有補液泵3。在連通管上且位於補液泵3的兩側各設置有一個截止閥門4。在連通管上且位於補液泵3與凝汽器1之間設置有調節閥門5。那麼可以將待補充的工質先加注至補充罐6內，當系統需要工質補充時，打開連通管上的截止閥門4，啟動補液泵3，補液泵3將補充罐6內的工質升壓輸送至凝汽器1內。同時，還可以在凝汽器1上設置有噴嘴7，工質經噴嘴7噴射進入凝汽器1內，噴嘴7為多個。從圖1中可以看出，連通管在凝汽器1外側接近排汽管2位置時分為兩路，兩路管道分別進入凝汽器1，工質經兩路管道由噴嘴7加速噴射，與排汽混合。那麼為避免補充工質與排汽混合時擾亂排汽主流方向，補液泵3的出口壓力略高於凝汽器1內壓力，補充液的流量和壓力過大時，可由連通管上的調節閥門5進行調節。相對於現有技術中的儲液罐位置補充，這種補充工質方式能夠在補充工質的同時回收部分排汽熱量，部分排汽與補充工質接觸後發生凝結，減少排汽的冷源損失，提高有機朗肯循環系統的熱經濟性，由於系統的冷凝部分的參數較低(小於50℃，壓力一般為0.15-0.8MPa)，補充工質的質量和壓力均較小，所以系統的各部件成本較低，補液泵的耗功也較小。
其中，噴嘴7環繞排汽管2設置且與從排汽管2中排出的汽體順向噴射。
那麼，當系統需要補充工質時，現有技術中的儲液罐補充方式不會提高系統熱效率，還可能會降低系統熱效率；而採用本實用新型提供的凝汽器補充方式，能夠在有效補充工質的前提下，使補充工質充分與排汽發生接觸，形成混合換熱，補充工質吸收了部分排汽熱量，使部分排汽發生凝結，減少了凝汽器1的冷源損失，提高了系統熱效率。
在凝汽器1內接近排汽管2的位置布置噴嘴補充工質，能夠在有效補充工質的前提下，使補充工質充分與排汽發生接觸，形成混合換熱，補充工質吸收了部分排汽熱量，使部分排汽發生凝結，減少了凝汽器的冷源損失，提高了系統熱效率。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。