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有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统

阅读：1068发布：2021-02-09

IPRDB可以提供有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，包括燃气内燃发电机组，缸套水子系统和有机朗肯循环子系统。缸套水子系统通过供水管道、回水管道与燃气内燃发电机组连接，用于导出燃气内燃发电机组的缸套水，吸收缸套水的热量后，将缸套水循环回所述燃气内燃发电机组；有机朗肯循环子系统连接至所述缸套水子系统，用于所述有机朗肯循环子系统内的循环工质吸收所述缸套水子系统的热量后，利用所述循环工质吸收的热量进行发电。本实用新型实施例的分布式能源系统，将燃气内燃发电机组的缸套水的热量供给有机朗肯循环子系统进行发电，充分利用了燃气内燃机的缸套水余热，提高能源利用率，并提高项目的节能环保效益和经济效益。，下面是有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，包括：燃气内燃发电机组；

缸套水子系统，通过供水管道、回水管道与所述燃气内燃发电机组连接，用于导出所述燃气内燃发电机组的缸套水，吸收所述缸套水的热量后，将所述缸套水循环回所述燃气内燃发电机组；

有机朗肯循环子系统，连接至所述缸套水子系统，用于所述有机朗肯循环子系统内的循环工质吸收所述缸套水子系统的热量后，利用所述循环工质吸收的热量进行发电。

2.根据权利要求1所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述缸套水子系统包括板式换热器和缸套水二次泵；

所述板式换热器具有第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口，所述第一输入端口与所述供水管道连接，所述第一输出端口与所述回水管道连接，所述第二输入端口与所述缸套水二次泵的出口侧连接，所述第二输出端口与所述有机朗肯循环子系统连接；

所述缸套水二次泵的吸入侧与所述有机朗肯循环子系统连接。

3.根据权利要求2所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述有机朗肯循环子系统包括相互独立的工质循环通道和热交换通道；

所述工质循环通道包括首尾连接的工质泵、预热器、蒸发器、膨胀机和冷凝器；

所述热交换通道包括一端相互连接的所述蒸发器和所述预热器，且所述蒸发器的另一端与所述第二输出端口连接，所述预热器的另一端与所述缸套水二次泵的吸入侧连接；

其中，所述膨胀机还与膨胀机驱动设备的一端连接，所述膨胀机驱动设备的另一端与电负荷连接。

4.根据权利要求3所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述有机朗肯循环子系统还包括冷凝循环通道，所述冷凝循环通道由首尾连接的所述冷凝器、冷却塔与冷却水泵构成。

5.根据权利要求3所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述膨胀机驱动设备为发电机或旋转式耗功设备。

6.根据权利要求3所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述工质循环通道中的循环工质至少包括下列之一：R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷。

7.根据权利要求1-6任一项所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述燃气内燃发电机组一端连接天然气输入端，另一端输出的电量通过电缆与电负荷连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，其特征在于，所述燃气内燃发电机组输出的高温烟气通过烟气管道与余热锅炉的一端连接，所述余热锅炉的另一端通过蒸汽管道与蒸汽负荷连接。

说明书全文

有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及能源利用技术领域，具体地涉及一种有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统。

背景技术

[0002] 天然气分布式能源系统具有能源综合利用率高、经济、环保、安全可靠性高、电力/燃气双重削峰填谷等诸多优点，是新世纪电力工业和能源产业的重要发展方向。

[0003] 天然气分布式能源系统所采用的发电设备主要有：燃气轮机、燃气内燃机和微燃机等。燃气轮机单机容量以5MW以上为主，燃气内燃机则以0.3MW～5MW为主，微燃机则以30kW～250kW为主。在中小规模用户中，燃气内燃机应用最广。

[0004] 燃气内燃机产生的余热主要以高温烟气(400℃～500℃左右)和缸套水(90℃左右)两种形式存在，这两种余热可以用来制冷和供热，例如：可以采用烟气热水型溴化锂机组、换热器方式等。

[0005] 但部分工业用户只有蒸汽需求和电需求，而缺少制冷、采暖或生活热水需求，若选用燃气内燃机，其90℃左右的缸套水余热存在无处使用的情况，而这部分热量约占燃料热量的20％，不利于天然气资源的充分利用和项目经济效益达成。因此，有必要解决燃气内燃机分布式能源系统缸套水余热的有效利用问题。实用新型内容

[0006] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，以解决上述燃气内燃机分布式能源系统中缸套水余热无法有效利用的问题。

[0007] 根据本实用新型的一个方面，本实用新型公开了一种有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，包括：

[0008] 燃气内燃发电机组；

[0009] 缸套水子系统，通过供水管道、回水管道与所述燃气内燃发电机组连接，用于导出所述燃气内燃发电机组的缸套水，吸收所述缸套水的热量后，将所述缸套水循环回所述燃气内燃发电机组；

[0010] 有机朗肯循环子系统，连接至所述缸套水子系统，用于所述有机朗肯循环子系统内的循环工质吸收所述缸套水子系统的热量后，利用所述循环工质吸收的热量进行发电。

[0011] 可选地，所述缸套水子系统包括板式换热器和缸套水二次泵；

[0012] 所述板式换热器具有第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口，所述第一输入端口与所述供水管道连接，所述第一输出端口与所述回水管道连接，所述第二输入端口与所述缸套水二次泵的出口侧连接，所述第二输出端口与所述有机朗肯循环子系统连接；

[0013] 所述缸套水二次泵的吸入侧与所述有机朗肯循环子系统连接。

[0014] 可选地，所述有机朗肯循环子系统包括相互独立的工质循环通道和热交换通道；

[0015] 所述工质循环通道包括首尾连接的工质泵、预热器、蒸发器、膨胀机和冷凝器；

[0016] 所述热交换通道包括一端相互连接的所述蒸发器和所述预热器，且所述蒸发器的另一端与所述第二输出端口连接，所述预热器的另一端与所述缸套水二次泵的吸入侧连接；

[0017] 其中，所述膨胀机还与膨胀机驱动设备的一端连接，所述膨胀机驱动设备的另一端与电负荷连接。

[0018] 可选地，所述有机朗肯循环子系统还包括冷凝循环通道，所述冷凝循环通道由首尾连接的所述冷凝器、冷却塔与冷却水泵构成。

[0019] 可选地，所述膨胀机驱动设备为发电机或旋转式耗功设备。

[0020] 可选地，所述工质循环通道中的循环工质至少包括下列之一：R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷。

[0021] 可选地，所述燃气内燃发电机组一端连接天然气输入端，另一端输出的电量通过电缆与电负荷连接。

[0022] 可选地，所述燃气内燃发电机组输出的高温烟气通过烟气管道与余热锅炉的一端连接，所述余热锅炉的另一端通过蒸汽管道与蒸汽负荷连接。

[0023] 与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：

[0024] 本实用新型实施例的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，通过与燃气内燃发电机组连接的缸套水子系统和有机朗肯循环子系统，将燃气内燃发电机组的缸套水的热量供给有机朗肯循环子系统进行发电，充分利用了燃气内燃机的缸套水余热，提高能源利用率，并提高项目的节能环保效益和经济效益。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1为本实用新型实施例的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统的结构示意图。

具体实施方式

[0027] 下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

[0028] 参照图1所示，为本实用新型实施例的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统的结构示意图，该分布式能源系统包括燃气内燃发电机组1、缸套水子系统2和有机朗肯循环子系统3。

[0029] 其中，缸套水子系统2通过供水管道和回水管道与燃气内燃发电机组1连接，用于导出燃气内燃发电机组1的缸套水，吸收缸套水的热量后，将缸套水循环回燃气内燃发电机组1。有机朗肯循环子系统3连接至缸套水子系统2，用于有机朗肯循环子系统3内的循环工质吸收缸套水子系统2的热量后，利用循环工质吸收的热量进行发电。

[0030] 本实用新型实施例的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，通过与燃气内燃发电机组1连接的缸套水子系统2和有机朗肯循环子系统3，将燃气内燃发电机组1的缸套水的热量供给有机朗肯循环子系统3进行发电，充分利用了燃气内燃机的缸套水余热，提高能源利用率，并提高项目的节能环保效益和经济效益。

[0031] 具体的，上述缸套水子系统2包括板式换热器21和缸套水二次泵22。板式换热器21具有第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口。其中，第一输入端口与供水管道连接，将燃气内燃发电机组1输出的缸套水输入至板式换热器21，第一输出端口与输出管道连接，缸套水在板式换热器21中完成热交换后，将缸套水经由回水管道送回至燃气内燃发电机组1中；第二输入端口与缸套水二次泵22的出口侧连接，第二输出端口与有机朗肯循环子系统3连接，缸套水的热量经板式换热器21换热，热量传至与板式换热器21连接的有机朗肯循环子系统3，换热后的水最终由缸套水二次泵22输送回板式换热器21中，完成缸套水的热量到有机朗肯循环子系统3的热交换。

[0032] 有机朗肯循环子系统3具体包括相互独立的工质循环通道和热交换通道。工质循环通道包括首尾连接的工质泵31、预热器32、蒸发器33、膨胀机34和冷凝器35，循环工质在工质循环通道内进行循环。热交换通道包括一端相互连接的蒸发器33和预热器32，且蒸发器33的另一端与上述第二输出端连接，预热器32的另一端与缸套水二次泵22的吸入侧连接，这样，热交换通道与工质循环通道在预热器32和蒸发器33处可以完成热交换。而膨胀机34还与膨胀机驱动设备38连接，膨胀机驱动设备38的另一端与电负荷5连接，该膨胀机驱动设备38可以是发电机或旋转式耗功设备。这样，在预热器32与蒸发器33处完成热交换通道至工质循环通道的热交换后，在工质循环通道内，循环工质进入膨胀机34推动膨胀机驱动设备38做功，为电负荷5供电。

[0033] 上述有机朗肯循环子系统3中的具体热交换与做功过程为：低压液态循环工质经过工质泵31增压后，进入预热器32与蒸发器33接收板式换热器21从燃气内燃发电机组1的缸套水中换取的热量，将循环工质加热成高温高压蒸气，进入膨胀机34中推动膨胀机驱动设备38做功对电负荷5供电，供电后，高温高压蒸气变为减温减压蒸气，减温减压蒸气从膨胀机34出口进入冷凝器35，向低温热源放热并冷凝为液态，再次进入工质泵31，完成循环工质的在工质循环通道的一次循环。

[0034] 此外，上述有机朗肯循环子系统还包括冷凝循环通道，该冷凝循环通道由首尾连接的冷凝器35、冷却塔36和冷却水泵37构成。冷却水经冷却水泵37输送至冷却器35，与发电后的蒸气换热后，通过冷却塔36将热量排放至大气中，降温后的冷却水再由冷却水泵37输送回冷凝器35，完成一次冷却循环过程。

[0035] 需要说明的是，上述有机工质至少包括下列之一：R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷。

[0036] 上述燃气内燃发电机组1的一端连接天然气输入端，另一端输出的电量通过电缆与电负荷5连接。燃气内燃发电机组1输出的高温烟气通过烟气管道与余热锅炉6的一端连接，余热锅炉6的另一端通过蒸汽管道与蒸汽负荷7连接。

[0037] 本实用新型提供的有机朗肯循环利用缸套水余热发电的分布式能源系统，充分利用燃气内燃机缸套水余热进行发电。在燃气内燃机发电的同时，将燃气内燃发电机组的高温烟气的热量供给余热锅炉产生蒸汽，并将燃气内燃发电机组的缸套水热量供给有机朗肯循环子系统进行发电，既实现天然气的梯级高效利用，又可以解决部分分布式能源项目低品位余热(缸套水余热)无处利用的现实问题，提高项目的节能环保效益和经济效益。尤其适用于缺少制冷、采暖或生活热水需求的中小规模工业用户。

[0038] 需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0039] 在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

[0040] 类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

[0041] 此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

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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