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CN103306763A - 氨水介质冷电联供系统 - Google Patents

氨水介质冷电联供系统 Download PDF

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CN103306763A
CN103306763A CN2013102079032A CN201310207903A CN103306763A CN 103306763 A CN103306763 A CN 103306763A CN 2013102079032 A CN2013102079032 A CN 2013102079032A CN 201310207903 A CN201310207903 A CN 201310207903A CN 103306763 A CN103306763 A CN 103306763A
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CN
China
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ammonia
cooling
channel
medium
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CN2013102079032A
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Inventor
郝世超
戴军
刘丽娟
陶霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Shenghe New Energy Resources Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Shenghe New Energy Resources Science & Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种氨水介质冷电联供系统，其特征在于：包括卡琳娜循环发电设备和制冷设备，卡琳娜循环发电设备包括蒸发器、回热器、冷凝器、分离器、给氨泵和汽轮发电机；制冷设备包括供冷机、节流阀及氨蒸汽喷射器。相对于传统发电技术和制冷技术，本发明采用卡琳娜循环技术，利用中低温热源，其循环效率在中低温范围内比常规朗肯循环高出20～50％，这在能量利用上是十分可观的，提高了运行可靠性和发电效率。同时采用喷射式制冷技术，将发电技术和制冷技术进行了优化结合，其技术成熟，经济可行。

Description

氨水介质冷电联供系统
技术领域
本发明涉及一种氨水介质冷电联供系统，属于低温发电、制冷技术领域。
背景技术
余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。
余热发电技术是指利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。
余热制冷技术是指用生产过程中多余的热能转换为冷量的技术。可回收余热，节约能耗，降低成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种造价低廉且循环效率高运行简单稳定的氨水介质冷电联供系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种氨水介质冷电联供系统，其特征在于：包括卡琳娜循环发电设备和制冷设备，卡琳娜循环发电设备包括蒸发器、回热器、冷凝器、分离器、给氨泵和汽轮发电机；制冷设备包括供冷机、节流阀及氨蒸汽喷射器，其中：
热源经由蒸发器的热介质通道循环流动，热源进入该热介质通道后将热量传递给流经蒸发器的冷介质通道的介质，蒸发器的冷介质通道的入口端连接回热器的冷介质通道的出口端，由给氨泵和氨蒸汽喷射器向回热器的冷介质通道内输送介质，蒸发器的冷介质通道的出口端连接分离器，分离器具有气体出口端及液体出口端，分离器的液体出口端连接回热器的热介质通道的入口端，分离器的气体出口端引出后分为两路，一路连接至汽轮发电机，另一路则连接至氨蒸汽喷射器的入口端，氨蒸汽喷射器的入口端还连接供冷器的气相出口端，回热器的热介质通道的出口端、汽轮发电机的出口端及供冷器的液相出口端汇流后连接冷凝器的热介质通道的入口端，该热介质通道的出口端引出后分为两路，一路连接给氨泵，另一路经由节流阀连接供冷机的入口端，冷却水经由冷凝器的冷介质通道循环流动，由冷却水带走流经冷凝器的热介质通道的介质的热量。
优选地，流经所述冷凝器的热介质通道的介质及流经所述蒸发器的冷介质通道的介质相同，均为氨水。
相对于传统发电技术和制冷技术，本发明采用卡琳娜循环技术，利用中低温热源，其循环效率在中低温范围内比常规朗肯循环高出20～50％，这在能量利用上是十分可观的，提高了运行可靠性和发电效率。同时采用喷射式制冷技术，将发电技术和制冷技术进行了优化结合，其技术成熟，经济可行。
本发明的优点是：1、首次将氨水发电和氨水制冷进行了优化结合，提供冷电联供，适用于各种低温余热，有利于保护环境，节约能源；2、制冷、发电系统共用了蒸发器，凝汽器，给氨泵等设备，同时共用了厂用电系统，控制系统，总体造价大幅度降低；3、制冷、发电系统采用了相同介质，与独立系统相比较，总调试运行维护费用低；4、制冷、发电负荷可随季节或者用户需求进行调整，达到最佳用能状态；5、设备简单，布置紧凑，可成套生产，成本较低；6、卡琳娜循环在低温(≤150℃)段，循环效率高，比常规朗肯循环高20～50％。
附图说明
图1为本发明提供的一种氨水介质冷电联供系统的连接框图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本发明提供的一种氨水介质冷电联供系统，包括卡琳娜循环发电设备和制冷设备，卡琳娜循环发电设备包括蒸发器3、回热器2、冷凝器1、分离器5、给氨泵7和汽轮发电机6；制冷设备包括供冷机9、节流阀8及氨蒸汽喷射器10，其中：
热源经由蒸发器3的热介质通道循环流动，热源进入该热介质通道后将热量传递给流经蒸发器3的冷介质通道的介质，蒸发器3的冷介质通道的入口端连接回热器2的冷介质通道的出口端，由给氨泵7和氨蒸汽喷射器10向回热器2的冷介质通道内输送介质，蒸发器3的冷介质通道的出口端连接分离器5，分离器5具有气体出口端及液体出口端，分离器5的液体出口端连接回热器2的热介质通道的入口端，分离器5的气体出口端引出后分为两路，一路连接至汽轮发电机6，另一路则连接至氨蒸汽喷射器10的入口端，氨蒸汽喷射器10的入口端还连接供冷器9的气相出口端，回热器2的热介质通道的出口端、汽轮发电机6的出口端及供冷器9的液相出口端汇流后连接冷凝器1的热介质通道的入口端，其中可以如图1所示，在回热器2的热介质通道的出口端增加一个阀门，该热介质通道的出口端引出后分为两路，一路连接给氨泵7，另一路经由节流阀8连接供冷机9的入口端，冷却水经由冷凝器1的冷介质通道循环流动，由冷却水带走流经冷凝器1的热介质通道的介质的热量。
在本实施例中，流经冷凝器1的热介质通道的介质及流经蒸发器3的冷介质通道的介质相同，均为氨水。
使用时，热源进入卡琳娜循环动力循环系统的蒸发器3，将热量传递给卡琳娜动力系统的循环工质——氨水混合物。蒸发器3出来的氨水-氨两相蒸汽进入分离器5进行汽液分离；分离出来的氨蒸汽进入汽轮发电机6膨胀作功，驱动汽轮发电机6发电；分离出来的稀氨水进入回热器2加热，最后进入冷凝器1由冷却水冷却凝结。凝结的氨水经给氨泵7送到回热器2进行回热加热，再次进入蒸发器3吸收地热水的热量。
经分离器出来的部分氨蒸汽进入氨蒸汽喷射器10，氨蒸汽在喷嘴中膨胀，获得很大的汽流速度。由于这时压力能变为动能，产生低压甚至真空，使供冷器9中的介质蒸发，大量吸热产生制冷效应。
本发明充分运用了氨水介质在发电和制冷领域的特点，并使之结合，形成了更经济、高效、简单的系统。
卡琳娜系统本身利用的就是氨水混合物具有不恒定的沸点温度的特点，可以缩小与热源的换热温差。在热力曲线上，在吸热蒸发段，氨水混合物没有定压吸热过程，它可以比常规的纯水多吸一部分热量。在冷凝段，同理氨水没有固定的凝结点，在放热冷凝段，它就可以少放一部分热量。多吸热，少放热，热力循环效率可获提高。

Claims (2)

1.一种氨水介质冷电联供系统，其特征在于：包括卡琳娜循环发电设备和制冷设备，卡琳娜循环发电设备包括蒸发器(3)、回热器(2)、冷凝器(1)、分离器(5)、给氨泵(7)和汽轮发电机(6)；制冷设备包括供冷机(9)、节流阀(8)及氨蒸汽喷射器(10)，其中：
热源经由蒸发器(3)的热介质通道循环流动，热源进入该热介质通道后将热量传递给流经蒸发器(3)的冷介质通道的介质，蒸发器(3)的冷介质通道的入口端连接回热器(2)的冷介质通道的出口端，由给氨泵(7)和氨蒸汽喷射器(10)向回热器(2)的冷介质通道内输送介质，蒸发器(3)的冷介质通道的出口端连接分离器(5)，分离器(5)具有气体出口端及液体出口端，分离器(5)的液体出口端连接回热器(2)的热介质通道的入口端，分离器(5)的气体出口端引出后分为两路，一路连接至汽轮发电机(6)，另一路则连接至氨蒸汽喷射器(10)的入口端，氨蒸汽喷射器(10)的入口端还连接供冷器(9)的气相出口端，回热器(2)的热介质通道的出口端、汽轮发电机(6)的出口端及供冷器(9)的液相出口端汇流后连接冷凝器(1)的热介质通道的入口端，该热介质通道的出口端引出后分为两路，一路连接给氨泵(7)，另一路经由节流阀(8)连接供冷机(9)的入口端，冷却水经由冷凝器(1)的冷介质通道循环流动，由冷却水带走流经冷凝器(1)的热介质通道的介质的热量。
2.如权利要求1所述的一种氨水介质冷电联供系统，其特征在于：流经所述冷凝器(1)的热介质通道的介质及流经所述蒸发器(3)的冷介质通道的介质相同，均为氨水。
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