[实用新型]吸收式冷功联供循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热源利用领域，尤其涉及吸收式冷功联供循环系统。

背景技术

在工业生产中，比如水泥、玻璃、钢铁等工业产品的生产中，存在着各种形式和温度等级的余热资源。如果将这些余热直接排放到环境中去，会造成能源的巨大浪费和环境的污染。另外，自然界中也存在着大量丰富的太阳能、地热等可再生热源。从国家节能减排角度，需要对工业生产中产生的余热资源和可再生热源进行回收利用。

根据余热（在本文中也称为热源）的温度等级，通常将热源分为高温、中温、低温三类：温度高于650℃的热源为高温热源，温度在250～650℃之间的热源为中温热源，温度在250℃以下的热源为低温热源。对于高温、中温热源一般采用余热锅炉和汽轮发电机组发电进行回收利用，而对于低于250℃的低温热源, 主要用来单独供热、单独发电或者单独制冷。

低温热源发电一般采用有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle）技术和卡林纳循环（Kalina Cycle）技术。有机朗肯循环采用低沸点的有机工作介质（简称工质），比如R123制冷剂、R113制冷剂、R245FA制冷剂或异戊烷等。图1示出了有机朗肯循环的示意图。其工作循环如下：有机工质在蒸气发生器101中吸收来自低温热源管道102的热量而产生饱和或者过热有机工质蒸气，然后该有机工质蒸气进入透平机103（或膨胀机）做功，并通过与透平机103连接的发电机104输出发电量。之后有机工质进入到冷凝器105中凝结放热形成液态，液体的有机工质再经过供给泵106升压后进入蒸气发生器101，这样完成一个完整的循环。

卡林纳循环技术是以氨水混合物作为工质的一种新型动力循环，它使工质的吸热温度曲线和热源的放热温度曲线达到很好的匹配，从而减少了不可逆损失。另外，也能显著提高能源利用效率，在联合循环和热源利用方面具有独特的优势。图2示出了卡林纳循环的示意图。其中氨水工作溶液经过供给泵201加压并经过预热器202升温之后，进入蒸汽发生器203中，由其中的低温热源管道204加热、蒸发并过热后，产生过热氨水蒸汽。随后该过热氨水蒸汽进入透平机205做功，并通过与透平机205连接的发电机206输出发电量。从透平机205中排出的工质经过蒸馏器207冷却，然后被从分离器210分离出来的贫氨溶液稀释为基本溶液，进入吸收器208中凝结；离开吸收器208的饱和液体经凝结泵209加压，一部分经过再热器213和蒸馏器207加热升温后，进入分离器210分离。在分离器210中分离出富氨蒸汽和贫氨溶液。其中贫氨溶液经再热器213冷却，再经节流装置211降压，以稀释透平机205排出的工作溶液形成氨水基本溶液。分离器210分离出来的富氨蒸汽经预热器202冷却后，和另一部分氨水基本溶液混合为氨水工作溶液，然后被冷凝器212中的冷却水凝结为饱和液体，最后经供给泵201加压，完成一个循环过程。

图3示出了现有技术中氨水吸收式制冷循环的示意图。从吸收器301中流出的氨水饱和液态基本溶液，通过供给泵302升压并在换热器303中预热后，进入精馏器304中进行分离。精馏器304分离出富氨蒸汽和贫氨溶液。其中富氨蒸汽在冷凝器305中凝结成饱和液体，该饱和液体的一部分回流到精馏器304中，另外一部分经过节流装置306节流降压之后，进入蒸发器307中蒸发以产生制冷量。从蒸发器307中流出的富氨饱和蒸汽和精馏器304中分离的经节流装置308降压之后的贫氨溶液进入吸收器301中吸收冷凝，形成氨水基本溶液，该氨水基本溶液提供给供给泵302，以此不断循环。