[发明专利]利用蒸汽压差补液的热工装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及利用蒸汽压差补液的热工装置。

背景技术

在热工装置中，蒸汽发生器利用第一热源使工质气化产生高压；冷凝室利用第二热源使做功后的乏汽冷凝并提供低压；换能器件利用压力差做功；给液器件将冷凝工质液体泵送到蒸汽发生器进入下一轮气化、做功和冷凝热工循环。给液器件的效率通常比较低，将工质液体从低气压的集液室泵送进高气压的蒸汽发生器要消耗不少能量。特别是小型的太阳能或余热利用热工装置，本来效率就低，给液器件还要占去相当一部分。

发明内容

本发明的目的是要提供利用蒸汽压差补液的热工装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：用蒸汽发生器、热工换能器件、冷凝室、中间仓、高位液仓和冷凝室底部的集液室组成一台利用蒸汽压差补液的热工装置，高位液仓通过抽液管与冷凝室底部的集液室连通，并与中间仓可控连通。再采用一个与高位液仓顶部低热阻连接的冷源，利用冷源在高位液仓顶部形成低蒸汽压抽吸工质进高位液仓；或采用一个与冷凝室可控连通的集液室，在集液室的顶部设置一个换热界面并通过换热界面对集液室顶部加热形成高蒸汽压将工质压入高位液仓，再让工质从高位液仓经中间仓流入蒸汽发生器。这里的冷源可采用外置式冷源包括由换热器及散热器提供的冷源，也可采用在热工装置中内置一个通过负压管与喷射器连通的蒸发室构成的制冷装置。

本发明的有益效果包括：能省略电动给液泵并杜绝由于采用电动给液泵带来的密封泄漏，使利用太阳能和内燃机尾气余热工作的小型或微型热工装置的设备投资大幅度降低，工作效率、有效输出和可靠性提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1～3是本发明利用蒸汽压差补液的热工装置三个实施例的结构示意图。

图中1.蒸汽发生器，2.喷射器，3.冷凝室，4.蒸发室，5.高位液仓，6.中间仓，7.出仓阀，8.进仓阀，9.余热发动机，10.负压管，11.液位阀，12.抽液管，13.集液室，14.止回阀，15.换热界面，16.密封阀，17.密封壳体，18.真空隔热层，19.换热器。

具体实施方式

在图1中，蒸汽发生器1、喷射器2、冷凝室3、蒸发室4、高位液仓5、两个中间仓6、两组由常闭出仓阀7及常开进仓阀8组成的联动自控阀和带发电机负载的余热发动机9组成一台利用蒸汽压差补液的余热发电机组。余热发电机组和蒸汽喷射补液机构合用一套蒸汽发生器1和冷凝室3。喷射器2通过负压管10连通蒸发室4。蒸发室4带液位阀11。高位液仓5的顶部与冷源蒸发室4低热阻连接。蒸发室4和高位液仓5通过抽液管12与集液室13连通；带止回阀14的高位液仓5还通过常开进仓阀8与两个中间仓6连通；两个中间仓6通过常闭出仓阀8与蒸汽发生器1上部连通。

图1实施例的工作原理为：蒸汽发生器1受热工质气化。蒸汽使余热发动机9做功并产生电能输出。蒸汽流经喷射器2使负压管10内形成负压。从喷射器2喷出的乏汽进入冷凝室3凝结汇集于集液室13。集液室13内的工质被负压吸入蒸发室4汽化温度下降，并导致高位液仓5内温度下降，其顶部空间的蒸汽压减小吸入集液室13内的工质。当高位液仓5内的液面上升到设定位置时，通过控制系统令常闭出仓阀7关闭、常开进仓阀8打开，高位液仓5内的工质进入中间仓6。随着中间仓6内液位升高和高位液仓5内的液位降低，关闭常开进仓阀8同时常闭出仓阀7打开。常闭出仓阀7打开使蒸汽发生器1内的蒸汽进入中间仓6并使中间仓6内温度升高，同时中间仓6内的液体进入蒸汽发生器1。高位液仓5内的液面阀11打开则使集液室13内的工质通过抽液管12进入高位液仓5。由此，进入下一轮的补液循环。

采用一个以上各带自控联动阀门组的中间仓6联动轮流向蒸汽发生器1补液，可使补水速率成倍提高并且补水过程更为平稳。通过与冷源换热，高位液仓5内顶部空间的蒸汽压减小形成相对负压抽吸工质液体，这种方法比较稳定可靠。

在图2中，蒸汽发生器1、冷凝室3、高位液仓5、中间仓6、与冷凝室3可控连通的集液室13和余热发动机9组成一个利用蒸汽压差补液的余热发电机组。集液室13的顶部有一个换热界面15。换热界面15可以是换热器或加热器。

图2实施例的工作原理为：当与冷凝室3可控连通的集液室13液位升高时，关闭密封阀16，并通过换热界面15对集液室13顶部加热形成高蒸汽压将工质压入高位液仓5。再如图1实施例所述，通过出仓阀7和进仓阀8向蒸汽发生器1补液。