[发明专利]热交换板束组在低焓低沸点工质发电系统中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电系统中的热交换方式，特别是涉及一种热交换板束组在低焓低沸点工质发电系统中的应用。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展所不可缺少的重要资源。目前，世界上绝大多数国家和我国仍以煤炭、石油、天然气等矿物燃料以及部分利用水利、风力、太阳能等自然能源为主要能源。随着我国科学技术、经济、文化各领域全方位的快速发展，作为动力的能源，需求量必须快速大幅度增长，才能满足客观要求。

从总体上看，我国的能源利用率较低，与发达国家相比约低10个百分点。很多产品的单位能耗与发达国家相比差距也很大，因此有很大的潜力可挖。在国家资源综合利用政策的鼓舞下，许多企业开始利用生产过程中所产生的余热进行发电或作他用。这样，既降低了成本，又保护了环境，显著提高了经济效益和社会效益。对低焓热能的利用，国内的一些大专院校和科研单位的研究和利用，进度一直较为缓慢。其中，除研究冲动式汽轮机和螺杆式发电机外，还在研制配套的高效蒸发器和冷凝器。

目前国内外相关领域研制的蒸发器和冷凝器，与空调制冷系统中使用的蒸发器和冷凝器基本相同，均采用卧式间接表面管壳形式，其构造形式是在两端的板管之间装有翅片管、铜管及不锈钢管与冷冻水或冷却水进行热交换。本案发明人曾于2005年7月29日申请的实用新型专利200520114926.X中发明了全焊接板式烟气换热器，换热效果很好，不但减少了能源和水源消耗，还减少了大气热污染，保护城市环境。如果将板式换热替代表面管壳形式换热，用在低焓低沸点工质发电系统的蒸发器和冷凝器中，使其适应与特殊工质进行热交换，将会取得更好的效果。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是将稍加改进的热交换板束组应用在低焓低沸点工质发电系统的蒸发器和冷凝器中，使其成为板式蒸发器和板式冷凝器，以及热交换板束组在低焓低沸点工质发电系统中的应用，使其利用低焓流体与特殊的低沸点工质在板片间强化传热，提高换热效率，以此解决低焓低沸点工质发电的关键技术。

本发明采用以下技术方案

热交换板束组应用在低焓低沸点工质发电系统中，包括板式蒸发器、板式冷凝器、汽轮机、发电机、阀门、工质密封泵及连接管道。

所述发电系统：板式蒸发器顶部的低沸点工质饱和蒸气出口，通过连接管道与汽轮机的低沸点工质饱和蒸气入口相连，汽轮机的低沸点工质乏气出口，通过连接管道与板式冷凝器顶部的低沸点工质乏气入口相连，板式冷凝器底部的低沸点工质液体出口，通过设有阀门的连接管道与工质密封泵相连，工质密封泵通过连接管道与板式蒸发器底部的低沸点工质液体入口相连，构成封闭系统。低沸点工质在该封闭系统中，经过热交换由液态变成气态，再由气态变成液态，流经板束组的流道为单流程。低焓流体由低焓流体入口进入板式蒸发器，经过热交换后，从低焓流体出口流出离开板束组；低焓冷却水由低焓冷却水入口进入板式冷凝器，经过热交换后，从低焓冷却水出口流出离开板束组。低焓流体/低焓冷却水流经板束组的流道为多流程。汽轮机与发电机相连，利用低沸点工质饱和蒸气膨胀做功，推动发电机发电。

所述板式蒸发器，包括受压筒形壳体、热交换板束组、低焓流体入口、低焓流体出口、低沸点工质液体入口、低沸点工质饱和蒸气出口。筒形壳体内的上部为低沸点工质蒸气储气段，中部为低沸点工质气体蒸发段，下部为低沸点工质液体储液段；受压筒形壳体底部设有低沸点工质液体入口，顶部设有低沸点工质饱和蒸气出口；低沸点工质气体蒸发段的左侧壳体上部设有低焓流体入口，左侧壳体下部设有低焓流体出口，壳体内部通过连接板竖立式固定有热交换板束组。所述板束组是由两个以上板束构成；所述板束是由一个宽流道和一个窄流道构成。两个板片纵向边缘相叠处有纵向全焊接焊缝，板片之间凸槽顶部与凸槽顶部相对作为支撑点，构成的宽流道为低沸点工质气体蒸发浮升流道；另两个板片横向边缘相叠处有横向全焊接焊缝，板片之间的凹槽底部与凹槽底部相对作为支撑点，构成的窄流道为低焓流体流道。板式蒸发器采用不锈钢板片，其上凸槽的高度＞凹槽的深度；低沸点工质气体蒸发段设有上隔板、中隔板、下隔板，将热交换板束组中的窄流道分成4个相等流程。