[发明专利]圆筒式有机介质蒸发中低温烟气余热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆筒式有机介质蒸发中低温烟气余热发电系统，属于能源与环境技术领域。

背景技术

目前，中低温烟气余热发电系统通过锅炉的上升管和下降管进行换热，其在使用一定时间后，会因与烟气的长时间接触而发生腐蚀和破裂，使有机工质泄露到烟道中，导致有机工质的浪费和换热效率的下降，而锅炉的上升管和下降管的更换非常困难，不利于系统的正常运行和成本控制。

热管是热管换热器的最基本元件，从其外观来看，通常是一根有翅片或无翅片的普通圆管，其主要结构特点表现在管内。热管由管壳、毛细多孔材料（管芯）和蒸汽腔（蒸汽通道）所组成。从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。工作时，蒸发段因受热而使其毛细材料中的工作液体蒸发，蒸汽流向冷凝段，在这里由于受到冷却使蒸汽凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力作用流回蒸发段。如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。由于汽化潜热大，所以在极小的温差下就能把大量的热量从热管的蒸发段传至冷凝段。

热管的管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构，通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式紧贴内壁以减少接触热阻，衬里也可由多孔陶瓷或烧结金属构成。性能优良的管芯应具有：                                                足够大的毛细抽吸压头；较小的液体流动阻力，既有较高的渗透率；良好的传热特性，即有较小的径向热阻。因而，管芯的结构有很多种，大致可分为以下几类：紧贴管壁的单层及多层网芯；烧结粉末管芯，它是由一定目数的金属粉末或金属丝网烧结在管内壁面而成；轴向槽道式管芯，它是在管壳内壁开轴向细槽，以提供毛细压头及液体回流通道，槽的截面形状可有矩形，梯形等多种；组合管芯。一般管芯往往不能同时兼顾毛细抽吸力及渗透率，组合管芯既能兼顾毛细力和渗透率，从而获得高的轴向传热能力，而且大多数管芯的径向热阻甚小。他基本上把管芯分成两部分，一部分起毛细抽吸作用，一部分起液体回流通道作用。

热管的工作液要有较高的汽化潜热、导热系数，合适的饱和压力及沸点，较低的粘度及良好的稳定性。工作液体还应有较大的表面张力和润湿毛细结构的能力，使毛细结构能对工作液作用并产生必须的毛细力。工作液还不能对毛细结构和管壁产生溶解作用，否则被溶解的物质将积累在蒸发段破坏毛细结构。

由于热管结构和工作液工作的优点，将其用于替代锅炉的上升管和下降管，不仅可以大大提高锅炉的工作效率，使蒸汽温度更高，而且能够避免烟道内有机工质管子因长期受烟气冲刷而腐蚀破裂、导致有机工质泄露和换热效率下降等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆筒式有机介质蒸发中低温烟气余热发电系统，采用经隔板分为锅筒和烟气换热器的一体化圆筒状结构，并用热管替代锅炉的上升管和下降管，解决锅炉换热管道易受烟气冲刷腐蚀、换热效率不高等问题。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：圆筒式有机介质蒸发中低温烟气余热发电系统，包括热管换热系统，有机工质朗肯循环回路，中低温烟气排烟管路，供热热水回路和冷却水回路；热管换热系统包括替代锅炉上升管及下降管的热管2、烟气换热器4和锅筒1，烟气换热器4和锅筒1为水平设置的一体化圆筒状结构，其中间由两层绝热隔板3分隔为上部的锅筒1和下部的烟气换热器4，热管2立式设置于一体化筒状结构中，其下段置于烟气换热器4中、上段置于锅筒1中；有机工质朗肯循环回路由储液罐18、工质加压泵14、排气回热加热器9、有机工质循环泵5、锅筒1、透平6、三通调节阀8、热水加热器10、凝结器12、以及将它们连接的管道构成，工质加压泵14经管道连接于储液罐18出口与排气回热加热器9内换热管入口之间，循环泵5经管道连接于排气回热加热器9内换热管出口与锅筒1入口之间，锅筒1上部经管道与透平6进口连接，透平6出口经三通调节阀8分别与排气回热加热器9进气口和热水加热器10进气口连接，凝结器12的进气口和出气口经管道分别与热水加热器10出气口和储液罐18入口连接；中低温烟气排烟管路由烟气换热器4、热水预热器15、排烟风机17、以及将它们连接的管道构成，烟气换热器4入口接中低温烟气管道、出口经管道接热水预热器15进气口，热水预热器15出气口经排烟风机17和管道与烟囱连接；供热热水回路由热水预热器15内换热管、回水泵16、热用户、热水加热器10内换热管、以及将它们依次连接的管道构成；冷却水回路由冷却塔11、冷却水循环泵13、凝结器12、以及将它们连接的管道构成，冷却水循环泵13经管道连于凝结器12内换热管入口和冷却塔11底部出口之间，凝结器12内换热管出口与冷却塔11上端布水管连接。