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采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统

阅读：905发布：2021-02-28

IPRDB可以提供采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及到透平膨胀发电机发电技术领域，尤其涉及采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统。该系统能够给气体轴承的透平膨胀发电机造就了一个能高速旋转、有效密封的工作环境；采用旁路的方式使得在故障时能快速减少进入透平膨胀发电机的工质流量；采用透平排气限流阀的方式来抑制透平的超速，而透平排气限流阀带有旁路避免则剧烈变化引起透平工作恶化。此外，该采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统结构设计简单合理，适用方便，具有广泛应用，适合推广使用。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统，包括冷凝器（18）、工质压力泵（21）和储液罐（24），其特征在于：所述工质压力泵（21）和储液罐（24）之间的管道上设有温度和压力传感器五（22）和工质泵入口阀门（23），经过工质压力泵（21）后的管道通过工质泵出口止回阀门（20）后分为分管道一（26）和分管道二（27），所述分管道一（26）经过透平膨胀发电机（7）后与合管道一（28）的一端连接，所述分管道二（27）上设有节流孔板（19），所述分管道二（27）与合管道一（28）的一端连接，所述合管道一（28）与废热管道（33）通过蒸发器（3）进行热量交换；经过蒸发器（3）的合管道一（28）上设有温度和压力传感器二（4），经过温度和压力传感器二（4）的合管道一（28）分为分管道三（29）和分管道四（30），所述分管道四（30）上通过轴承气节流孔板（11）和轴承气进口阀门（12）与储气罐（13）相连通，所述储气罐（13）与透平膨胀发电机（7）之间通过透平膨胀发电机进气管道（34）相连接，所述透平膨胀发电机进气管道（34）上设有温度和压力传感器四（14），所述分管道三（29）分为分管道五（31）和分管道六（32），所述分管道六（32）通过透平机入口阀门（6）与透平膨胀发电机（7）相连通，所述分管道五（31）通过透平机旁路阀门（5）与透平膨胀发电机（7）相连通，所述分管道五（31）与冷凝器上管道（36）相连通，所述冷凝器上管道（36）上设有透平机限流阀门（9）和温度和压力传感器三（10），所述冷凝器上管道（36）与透平膨胀发电机（7）之间通过透平膨胀发电机排气管道（35）相连通，所述透平膨胀发电机排气管道（35）和储气罐（13）相连接的管道上设有涡旋压缩机（15）和涡旋压缩机出口止回阀门（16），所述冷凝器（18）设置在冷凝器上管道（36）和冷凝器下管道（37）之间，所述冷凝器（18）与储液罐（24）之间通过冷凝器下管道（37）相连通，所述储气罐（13）和冷凝器下管道（37）之间的管道上设有排液阀门（17），所述透平膨胀发电机（7）发出的电经过整流逆变装置（8）进入国家电网（38）。

2.根据权利要求1所述的采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统，其特征在于：所述废热管道（33）上设有温度和压力传感器一（1）和热源调节阀门（2）。

3.根据权利要求1所述的采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统，其特征在于：所述储液罐（24）上设有储液罐液位计（25）。

说明书全文

采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及到透平膨胀发电机发电技术领域，尤其涉及采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统。

背景技术

[0002] 目前的气体轴承的轴承气的来源、排放设计是开放性的。轴承气的来源具有多样性，可以是同属于透平机叶轮入口工质气，也可以是专门的压力气体气源或专门的仪表轴承气源等。轴承气的排放可以排大气、进入气体系统等，具有一定的开放性。有机工质郎肯循环（ORC）发电对泄漏要求较高。常用发电用工质R245fa价格较贵，有些有机工质排放至大气有要求，有些有机工质可燃或易燃、易爆，另外透平气体动力学的要求一定的物质，对工质纯度有较高的要求，这些都需要系统闭式循环。气体轴承的透平膨胀发电机的工作转速较高，在8,000～100,000r/min左右，所以在机组故障甩负荷时会转速飞升非常快。

[0003] 为了解决上述技术问题，本实用新型设计了采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统，该系统能够给气体轴承的透平膨胀发电机造就了一个能高速旋转、有效密封的工作环境；采用旁路的方式使得在故障时能快速减少进入透平膨胀发电机的工质流量；采用透平排气限流阀的方式来抑制透平的超速，而透平排气限流阀带有旁路避免则剧烈变化引起透平工作恶化；采用带有节流阀的储气罐进气，减少因轴承气压力高、流量大造成能量的浪费；采用气动阀门，可以快速的切断、打开阀门；该气体轴承的透平膨胀发电机工作环境，也一定程度适用于其他可燃、易燃、易爆、有毒的气体工质。透平机入口阀、透平机旁路阀、透平排气限流阀的联合设置方法；透平机旁路阀及其管路最小通流截面积为进口紧急切断阀及管路的最小通流截面积的10.0%～35.0%；透平排气限流阀的旁路的最小通流截面积为透平排气限流阀及其管路的最小通流截面积的15.0%～40.0%；系统中的整流逆变装置，飞车电压保护和直流卸荷装置的联合设置方法。此外，该采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统结构设计简单合理，适用方便，具有广泛应用，适合推广使用。实用新型内容

[0004] 为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统，包括冷凝器、工质压力泵和储液罐，所述工质压力泵和储液罐之间的管道上设有温度和压力传感器五和工质泵入口阀门，经过工质压力泵后的管道通过工质泵出口止回阀门后分为分管道一和分管道二，所述分管道一经过透平膨胀发电机后与合管道一的一端连接，所述分管道二上设有节流孔板，所述分管道二与合管道一的一端连接，所述合管道一与废热管道通过蒸发器进行热量交换；经过蒸发器的合管道一上设有温度和压力传感器二，经过温度和压力传感器二的合管道一分为分管道三和分管道四，所述分管道四上通过轴承气节流孔板和轴承气进口阀门与储气罐相连通，所述储气罐与透平膨胀发电机之间通过透平膨胀发电机进气管道相连接，所述透平膨胀发电机进气管道上设有温度和压力传感器四，所述分管道三分为分管道五和分管道六，所述分管道六通过透平机入口阀门与透平膨胀发电机相连通，所述分管道五通过透平机旁路阀门与透平膨胀发电机相连通，所述分管道五与冷凝器上管道相连通，所述冷凝器上管道上设有透平机限流阀门和温度和压力传感器三，所述冷凝器上管道与透平膨胀发电机之间通过透平膨胀发电机排气管道相连通，所述透平膨胀发电机排气管道和储气罐相连接的管道上设有涡旋压缩机和涡旋压缩机出口止回阀门，所述冷凝器设置在冷凝器上管道和冷凝器下管道之间，所述冷凝器与储液罐之间通过冷凝器下管道相连通，所述储气罐和冷凝器下管道之间的管道上设有排液阀门，所述透平膨胀发电机发出的电经过整流逆变装置进入国家电网。

[0005] 优选的所述废热管道上设有温度和压力传感器一和热源调节阀门。

[0006] 优选的所述储液罐上设有储液罐液位计。

[0007] 本实用新型涉及的用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统。该系统能够给气体轴承的透平膨胀发电机造就了一个能高速旋转、有效密封的工作环境；采用旁路的方式使得在故障时能快速减少进入透平膨胀发电机的工质流量；采用透平排气限流阀的方式来抑制透平的超速，而透平排气限流阀带有旁路避免则剧烈变化引起透平工作恶化；采用带有节流阀的储气罐进气，减少因轴承气压力高、流量大造成能量的浪费；采用气动阀门，可以快速的切断、打开阀门；该气体轴承的透平膨胀发电机工作环境，也一定程度适用于其他可燃、易燃、易爆、有毒的气体工质。透平机入口阀、透平机旁路阀、透平排气限流阀的联合设置方法；透平机旁路阀及其管路最小通流截面积为进口紧急切断阀及管路的最小通流截面积的10.0%～35.0%；透平排气限流阀的旁路的最小通流截面积为透平排气限流阀及其管路的最小通流截面积的15.0%～40.0%；系统中的整流逆变装置，飞车电压保护和直流卸荷装置的联合设置方法。此外，该采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统结构设计简单合理，适用方便，具有广泛应用，适合推广使用。

附图说明

[0008] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

[0009] 图1是本实用新型采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统结构示意图；

[0010] 其中:1、温度和压力传感器一；2、热源调节阀门；3、蒸发器；4、温度和压力传感器二；5、透平机旁路阀门；6、透平机入口阀门；7、透平膨胀发电机；8、整流逆变装置；9、透平机限流阀门；10、温度和压力传感器三；11、轴承气节流孔板；12、轴承气进口阀门；13、储气罐；14、温度和压力传感器四；15、涡旋压缩机；16、涡旋压缩机出口止回阀门；17、排液阀门；18、冷凝器；19、节流孔板；20、工质泵出口止回阀门；21、工质压力泵；22、温度和压力传感器五；
23、工质泵入口阀门；24、储液罐；25、储液罐液位计；26、分管道一；27、分管道二；28、合管道一；29、分管道三；30、分管道四；31、分管道五；32、分管道六；33、废热管道；34、透平膨胀发电机进气管道；35、透平膨胀发电机排气管道；36、冷凝器上管道；37、冷凝器下管道；38、国家电网。

具体实施方式

[0011] 现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

[0012] 具体实施例，请参阅图1，采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统，包括冷凝器18、工质压力泵21和储液罐24，所述工质压力泵21和储液罐24之间的管道上设有温度和压力传感器五22和工质泵入口阀门23，经过工质压力泵21后的管道通过工质泵出口止回阀门20后分为分管道一26和分管道二27，所述分管道一26经过透平膨胀发电机7后与合管道一28的一端连接，所述分管道二27上设有节流孔板19，所述分管道二27与合管道一28的一端连接，所述合管道一28与废热管道33通过蒸发器3进行热量交换；经过蒸发器3的合管道一28上设有温度和压力传感器二4，经过温度和压力传感器二4的合管道一28分为分管道三29和分管道四30，所述分管道四30上通过轴承气节流孔板11和轴承气进口阀门12与储气罐13相连通，所述储气罐13与透平膨胀发电机7之间通过透平膨胀发电机进气管道34相连接，所述透平膨胀发电机进气管道34上设有温度和压力传感器四14，所述分管道三
29分为分管道五31和分管道六32，所述分管道六32通过透平机入口阀门6与透平膨胀发电机7相连通，所述分管道五31通过透平机旁路阀门5与透平膨胀发电机7相连通，所述分管道五31与冷凝器上管道36相连通，所述冷凝器上管道36上设有透平机限流阀门9和温度和压力传感器三10，所述冷凝器上管道36与透平膨胀发电机7之间通过透平膨胀发电机排气管道35相连通，所述透平膨胀发电机排气管道35和储气罐13相连接的管道上设有涡旋压缩机
15和涡旋压缩机出口止回阀门16，所述冷凝器18设置在冷凝器上管道36和冷凝器下管道37之间，所述冷凝器18与储液罐24之间通过冷凝器下管道37相连通，所述储气罐13和冷凝器下管道37之间的管道上设有排液阀门17，所述透平膨胀发电机7发出的电经过整流逆变装置8进入国家电网38，所述废热管道33上设有温度和压力传感器一1和热源调节阀门2，所述储液罐24上设有储液罐液位计25。

[0013] 该采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统在使用过程中工质压力泵21将低压的液态R245fa加压，经过工质泵出口止回阀20分成2路，1路进入透平膨胀发电机7后与另1路经过节流孔板19汇合。汇合后的液态R245fa进入蒸发器3与外来废热热源换热，蒸发成高压气态的R245fa。外来废热回路上有温度和压力传感器1、热源调节阀2。通过温度和压力传感器1 判断热源情况。热源调节阀2可以根据系统需要用来调节外来废热热源负荷，从而调节发电系统的输出负荷。启动过程中，蒸发成高压气态的R245fa通过透平机旁路阀5 、透平排气限流阀和该阀的旁路管路进入冷凝器，被冷凝成低压液态的R245fa进入储液罐15，通过工质泵入口阀23再次进入工质压力泵21循环。储液罐液位计25用于判断储液罐24的液位，温度和压力传感器22用于判断进入工质压力泵21的R245fa有没有气化。

[0014] 温度和压力传感器4用于判断气态的R245fa状态，压力大于0.70MPa(a) 、过热度大于3.0℃，则开启轴承气进口阀12，R245fa进入透平膨胀发电机7的轴承，由轴承排出后进入冷凝器18。如透平膨胀发电机7投入后，温度和压力传感器14检测到压力低则启动涡旋压缩机15，并关闭轴承气进口阀12，从而应急维持轴承气的压力。温度和压力传感器4、温度和压力传感器14检测到气态的R245fa状态，压力大于0.70MPa(a) 、过热度大于5.0℃，则开启透平机入口阀6、关闭透平机旁路阀5，此时透平膨胀发电机7投入运行。通过调节热源调节阀2，逐步提升透平膨胀发电机7。透平膨胀发电机7输出的中频交流电经整流逆变装置8输入国家电网。温度和压力传感器10用于判断透平膨胀发电机7及其气体轴承、冷凝器18工作是否正常。

[0015] 透平膨胀发电机7在额度的转速和功率范围内，由热源调节阀2来控制。当：1、透平膨胀发电机7的转速超过一定数值（高一定值）；2、整流逆变装置的飞车保护电压动作；3、冷凝系统故障（通过温度和压力传感器10或有机工质朗肯循环（ORC）发电的系统外围系统的输入故障信号等）；4、热源供应故障（通过温度和压力传感器1或有机工质朗肯循环（ORC）发电的系统外围系统的输入故障信号等）；5、轴承气压力低故障（通过温度和压力传感器14输入故障信号等）；6、其他紧急故障。则，透平机入口阀6、透平排气限流阀9则立即关闭；整流逆变装置8投入卸荷装置；启动涡旋压缩机15来保证轴承气供应。当：1、透平膨胀发电机7转速继续超过一定数值（高二定值）时，则，立即开启透平机旁路阀5进一步抑制透平转速飞升。

[0016] 本实用新型涉及的用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统。该系统能够给气体轴承的透平膨胀发电机造就了一个能高速旋转、有效密封的工作环境；采用旁路的方式使得在故障时能快速减少进入透平膨胀发电机的工质流量；采用透平排气限流阀的方式来抑制透平的超速，而透平排气限流阀带有旁路避免则剧烈变化引起透平工作恶化；采用带有节流阀的储气罐进气，减少因轴承气压力高、流量大造成能量的浪费；采用气动阀门，可以快速的切断、打开阀门；该气体轴承的透平膨胀发电机工作环境，也一定程度适用于其他可燃、易燃、易爆、有毒的气体工质。透平机入口阀、透平机旁路阀、透平排气限流阀的联合设置方法；透平机旁路阀及其管路最小通流截面积为进口紧急切断阀及管路的最小通流截面积的10.0%～35.0%；透平排气限流阀的旁路的最小通流截面积为透平排气限流阀及其管路的最小通流截面积的15.0%～40.0%；系统中的整流逆变装置，飞车电压保护和直流卸荷装置的联合设置方法。此外，该采用透平膨胀发电机用于有机工质朗肯循环发电系统结构设计简单合理，适用方便，具有广泛应用，适合推广使用。

[0017] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

标题	发布/更新时间	阅读量
朗肯循环系统-专利编号CN102812211B	2020-05-12	952
朗肯循环系统-专利编号CN103032990A	2020-05-12	540
朗肯循环-专利编号CN103608548A	2020-05-11	984
朗肯循环系统-专利编号CN102418622A	2020-05-13	1001
朗肯循环系统-专利编号CN102812211A	2020-05-13	227
朗肯循环系统-专利编号CN103032990B	2020-05-13	334
朗肯循环系统-专利编号CN103797218A	2020-05-11	262
朗肯循环膨胀机-专利编号CN102758650A	2020-05-12	901
朗肯循环-专利编号CN103748347B	2020-05-11	445
朗肯循环-专利编号CN103748347A	2020-05-11	1047

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