[发明专利]变易自耦合回热循环方法

说明书

技术领域

本发明属热电技术领域与热工机械领域，具体来说涉及一种变易自耦合回热循环方法。

背景技术

现有热电生产工艺是在朗肯循环的基础上发展起来的。纯凝汽式朗肯循环工艺，其热电转化率大约是23％左右，冷源损失在60％左右，热电转化效率极低。现有热电生产工艺采用多级回热的方式对朗肯循环进行改造，运用这种方法可提高热电转化率18％左右。其技术上的不足之处在于1：采用了短路式的抽气方法，其热电转化效率的提高是以降低部分工质的膨胀做功能力为代价实现的；2：这种短路式的抽气方式造成了系统结构性的回热极限，当超过这个极限时，系统的热电转化率迅速下降，抽气率为100％时系统的做功能力为零。3：采用了工质水从气象到液相一次性的凝结放热方式。由于气化潜热在工质水中占热量的主要构成部分，工质水的相变温度与抽气压力成正比，因而采用一次性的凝结放热方式提高给水温度，只能通过逐级提高抽气压力的方式实现。这种通过逐级提高抽气压力加热给水的回热方式：(1)、必然导致工质损失部分做功能力，从而使系统内耗增加；(2)、使系统的流程结构变得十分复杂，既增加了系统的一次性投资又不便于运行过程中的管理和维护。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种减少系统内耗、增加回热量，提高系统热电转化效率的变易自耦合回热循环方法。

本发明的变易自耦合回热循环方法，具有从热源-膨胀做功装置-并流器-阴极耦合器-工质分流器-工质平衡集合罐-增压给水泵-阴极耦合器-热源连通循环结构的热电环；具有由导热介质平衡集合罐-阴极耦合器-阳极耦合器-导热介质分流器-导热介质平衡集合罐连通结构的易态环；具有热电环和易态环经两次耦合连接形成的变易耦合结构，工质与导热介质之间经两次耦合的变易耦合循环方式；并具有一定的热量分配方式和一定的调控方式的方法。

上述的变易自耦合回热循环方法，其中：阴极耦合器和阳极耦合器，两者结构相同、内部介质流程不同，阴极耦合器高温段壳体上端设有与壳层连通的工质输入管座、低温段壳体下端设有与壳层连通的工质输出管座，高温段顶端及低温段底端设有与管层连通的导热介质输出、输入管座；阳极耦合器高温段壳体上端设有与壳层连通的导热介质输入管座、低温段壳体下端设有与壳层连通的导热介质输出管座，高温段顶端及低温段底端设有与管层连通的工质输出、输入管座，另外阳极耦合器壳层上端设有不凝结气体排放管，阴极耦合器中段设有液位计；用顶端、底端、和中部设有管座的两个罐体分作工质分流器和导热介质分流器；用上部设有一次凝结液管座、二次凝结液管座、补给液管座，下部设有输出管座、排污管座的两个罐体分作工质平衡集合罐和导热介质平衡集合罐；用两个凝气器分作工质冷源和导热介质冷源，工质冷源上设有冷源进出口和工质进出口管座、导热介质冷源上设有冷源进出口和导热介质进出口管座；及使用增压给水泵、疏液器、输水器、流量调节阀A、流量调节阀B、流量调节阀C、流量调节阀D，以及沸点在10-80℃的导热介质；

经如下结构步骤：

(1)并流连接步骤：用并流器将膨胀做功装置的中压段抽气管、低压段抽气管、尾管连接起来；膨胀做功装置的中压段抽气管、低压段抽气管上设流量调节阀D、流量调节阀C；

(2)建立中间场：中间场的建立包括如下分步骤：

①阴极设备组合：将阴极耦合器的工质输出管座与工质分流器中部管座连接；用管道连接工质分流器上端管座与工质冷源的工质进口管座，在接管上设流量调节阀B；用管道连接工质冷源的工质出口管座与工质平衡集合罐上二次凝结液管座；用管道连接工质分流器下端管座与工质平衡集合罐上一次凝结液管座，在接管上设疏水器；

②阳极设备组合：将阳极耦合器的导热介质输出管座与导热介质分流器中部管座连接；用管道连接导热介质分流器上端管座与导热介质冷源的导热介质进口管座，在接管上设流量调节阀A；用管道连接导热介质冷源的导热介质出口管座与导热介质平衡集合罐上二次凝结液管座；用管道连接导热介质分流器下端管座与导热介质平衡集合罐上一次凝结液管座，在接管上设疏液器；

③阴极设备组合与阳极设备组合之间的连接：用管道连接阴极耦合器的导热介质输出管座与阳极耦合器导热介质输入管座；用管道连接导热介质平衡集合罐的输出管座与阴极耦合器导热介质输入管座；