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CN111997697B - 带引射器的有机朗肯循环系统 - Google Patents

带引射器的有机朗肯循环系统 Download PDF

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CN111997697B CN202010707871.2A CN202010707871A CN111997697B CN 111997697 B CN111997697 B CN 111997697B CN 202010707871 A CN202010707871 A CN 202010707871A CN 111997697 B CN111997697 B CN 111997697B
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周岳
朱夷诗
王胜蓝
张渊
施嘉冬
孙田青
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Shanghai Qiyao Energy Saving Technology Co ltd
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SHANGHAI QIYAO EXPANDER CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种带引射器的有机朗肯循环系统，包括热功动力转换机械、发电机、冷凝器、高压工质泵、低压工质泵、引射器及蒸发器；热功动力转换机械的出口分别与冷凝器的工质入口和引射器的低压进口连通，冷凝器的工质出口分别与高压工质泵的入口和低压工质泵的入口连通，高压工质泵的出口与引射器的高压进口连通，引射器的出口和低压工质泵的出口分别与蒸发器的工质入口连通，蒸发器的工质出口与热功动力转换机械的入口连通；高压工质泵的出口压力大于低压工质泵的出口压力；热功动力转换机械与发电机相连，以驱动发电机工作。本发明可以降低热功动力转换机械的背压和冷凝器的热负荷，提高有机朗肯循环系统的效率。

Description

带引射器的有机朗肯循环系统
技术领域
本发明涉及余热利用技术，尤其涉及有机朗肯循环系统。。
背景技术
工业余热中存在大量的中低温余热，采用以有机物作为工质的有机朗肯循环（ORC）比传统的水蒸气朗肯循环系统有较大的优势，可以回收低品位热源，提高系统效率，降低投资。图1示出了现有的有机朗肯循环系统的原理图。在现有的有机朗肯循环系统中，有机工质在热功动力转换机械91中做功之后，进入冷凝器93，向低温热源（水或空气）释放热量并冷凝，经过工质泵94加压，进入到蒸发器95，从热源（低温余热）吸收热量并蒸发后，变为饱和或过热蒸汽状态，重新进入到热功动力转换机械91完成整个循环。发电机92与热功动力转换机械91的功率输出端连接，可以在热功动力转换机械的驱动下发电。
由于朗肯循环原理的限制，有机朗肯循环系统必须冷凝做功后的蒸汽，所以系统可用能降低，这一点在低品位余热ORC系统中更明显。由于热源温度低，热功动力转换机械的前后压差较低，进而导致系统效率低，如何进一步提高ORC系统效率成为余热利用推广的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种带引射器的有机朗肯循环系统，其可以降低热功动力转换机械的背压和冷凝器的热负荷，提高有机朗肯循环系统的效率。
本发明的实施例提供了一种带引射器的有机朗肯循环系统，包括热功动力转换机械、发电机、冷凝器、高压工质泵、低压工质泵、引射器及蒸发器；热功动力转换机械的出口分别与冷凝器的工质入口和引射器的低压进口连通，冷凝器的工质出口分别与高压工质泵的入口和低压工质泵的入口连通，高压工质泵的出口与引射器的高压进口连通，引射器的出口和低压工质泵的出口分别与蒸发器的工质入口连通，蒸发器的工质出口与热功动力转换机械的入口连通；高压工质泵的出口压力大于低压工质泵的出口压力；热功动力转换机械与发电机相连，以驱动发电机工作。
本发明至少具有以下优点：
1、本发明实施例在常规的有机朗肯循环系统中增加了高压工质泵与引射器，用高压工质泵输出的高压工质液体作为引射器的高压动力来源，引射热功动力转换机械的部分排气，降低了热功动力转换机械的背压，提高了热功动力转换机械前后压差，并提高了系统输出功；
2、本发明实施例通过引射器引射了部分热功动力转换机械的排气，因此降低了冷凝器的热负荷及冷源用量，提高了系统的经济性。
附图说明
图1示出了现有的有机朗肯循环系统的原理图。
图2示出了根据本发明一实施例的带引射器的有机朗肯循环系统的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，但不作为对本发明的限制。
图2示出了根据本发明一实施例的带引射器的有机朗肯循环系统的原理图。如图2所示，根据本发明一实施例的带引射器的有机朗肯循环系统包括热功动力转换机械1、发电机2、冷凝器3、低压工质泵41、高压工质泵42、蒸发器5及引射器6。
热功动力转换机械1的出口分别与冷凝器3的工质入口和引射器6的低压进口连通，冷凝器3的工质出口分别与高压工质泵42的入口和低压工质泵41的入口连通，高压工质泵42的出口与引射器6的高压进口连通，引射器6的出口和低压工质泵41的出口分别与蒸发器5的工质入口连通，蒸发器5的工质出口与热功动力转换机械1的入口连通，构成闭式回路。冷凝器3的冷源侧接冷源，蒸发器5的热源侧接热源。热功动力转换机械1与发电机2相连，以驱动发电机2工作。
高压工质泵42的出口压力大于低压工质泵41的出口压力，如此，在引射器6中引射热功动力转换机械1输出的低压蒸汽后，混合工质的压力与低压工质泵41的出口压力相同，从而实现引射器6输出的混合工质与低压工质泵41输出的液态工质混合。
可选地，热功动力转换机械1为汽轮机、涡旋膨胀机或螺杆膨胀机。
热功动力转换机械1输出的低压工质蒸汽分成两路，一路进入冷凝器3，在冷凝3中冷凝，另一路低压工质蒸汽进入引射器6；冷凝器3输出的高压工质液体分成两路，一路进入低压工质泵41，压力升高为蒸发压力，另一路高压工质液体进入高压工质泵42，高压工质泵42的出口压力高于蒸发压力，高压工质泵42输出的高压工质液体在引射器6中引射热功动力转换机械1输出的低压工质蒸汽，形成中压混合气液两相工质后与低压工质泵41输出的液体工质一起输入蒸发器5。
本发明实施例将引射器应用到有机朗肯循环系统中，提高有机朗肯循环系统的效率，降低了冷凝器热负荷。由于引射器6吸收了热功动力转换机械1输出的一部分排气，所以降低了热功动力转换机械1的背压，增大了热功动力转换机械1的前后压差，并且，这一部分排气无需冷凝，因此降低了冷凝器3的热负荷，同时也提高了工质进入蒸发器5的焓值，提高了系统的热效率。
以上描述是结合具体实施方式和附图对本发明所做的进一步说明。但是，本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本发明确定的保护范围。

Claims (2)

1.带引射器的有机朗肯循环系统，其特征在于，包括热功动力转换机械、发电机、冷凝器、高压工质泵、低压工质泵、引射器及蒸发器；
所述热功动力转换机械的出口分别与所述冷凝器的工质入口和所述引射器的低压进口连通，所述冷凝器的工质出口分别与所述高压工质泵的入口和所述低压工质泵的入口连通，所述高压工质泵的出口与所述引射器的高压进口连通，所述引射器的出口和所述低压工质泵的出口分别与所述蒸发器的工质入口连通，所述蒸发器的工质出口与所述热功动力转换机械的入口连通；所述高压工质泵的出口压力大于所述低压工质泵的出口压力，以使引射器输出的混合工质的压力与低压工质泵的出口压力相同；高压工质泵的出口压力高于蒸发压力，高压工质泵输出的高压工质液体在引射器中引射热功动力转换机械输出的低压工质蒸汽，形成中压混合气液两相工质后与低压工质泵输出的液体工质一起输入蒸发器；
所述热功动力转换机械与所述发电机相连，以驱动发电机工作。
2.如权利要求1所述的带引射器的有机朗肯循环系统，其特征在于，所述热功动力转换机械为汽轮机、涡旋膨胀机或螺杆膨胀机。
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