[实用新型]氨气发电机组及专用换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及氨气发电机组及专用换热器。

背景技术

在工业余热利用领域中，氨是一种理想的换热介质。专利文献CN202055878U（下称参考文献）公开了一种利用氨作换热介质的工业余热发电系统，主要包括由氨气驱动发电的汽轮发电机、接收该汽轮发电机所排氨气的氨气水冷回收装置，以及将氨气水冷回收装置输出的氨水加热气化为汽轮发电机驱动用氨气的换热器等部分。其中，所述的换热器包括位于在该换热器外壳内的一个换热单元，该换热单元具有一流路，热流（即含有热量的流体，可以是多种工业余热，比如传统火力发电系统中凝汽器输出的冷却水）从该流路的一端进入，另一端流出，加热位于该流路与换热器外壳之间的氨水，氨水分解产生的氨气从换热器上部排气口排出，最后进入汽轮发电机以驱动其发电。该参考文献中的换热器并不能对其产生的氨气进行增压，因此，参考文献中为了对氨气进行增压还要增设压缩机。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种可有效利用热流的氨气发电机组及专用换热器。

本申请的氨气发电机组包括由氨气驱动发电的汽轮发电机、接收该汽轮发电机所排氨气的氨气水冷回收装置，以及将氨气水冷回收装置输出的氨水加热气化为汽轮发电机驱动用氨气的换热器，其中，所述换热器包括第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元包括具有进气口和排气口的氨气加热增压腔室以及用于对该氨气加热增压腔室进行加热的第一流路，所述第二换热单元包括具有进液口、排液口和排气口的氨水加热气化腔室以及用于对该氨水加热气化腔室进行加热的第二流路；所述第一流路的入口为热流的输入端，所述第二流路的出口为热流的输出端，且第一流路的出口与第二流路的入口连通；所述氨气加热增压腔室的进气口与氨水加热气化腔室的排气口导通，氨气加热增压腔室的排气口与汽轮发电机的氨气输入端相连，氨水加热气化腔室的进液口与氨气水冷回收装置的氨水输出端相连。 

本系统中的换热器是这样工作的：温度较高的热流首先进入第一换热单元的第一流路，然后再从第一流路的出口进入第二换热单元的第二流路，最后从第二流路的出口流出换热器；当热流进入第二流路后，由于其已经在第一换热单元中进行过了一次换热（即与进入氨气加热增压腔室中的氨气进行换热），因此其温度已经显著下降，但是，由于氨的沸点较低，从进液口进入氨水加热气化腔室中的氨水仍然能够被加热而大量转化为氨气；此后，氨水加热气化腔室中产生的氨气进入氨气加热增压腔室，这时，这些氨气再与刚进入第一换热单元的第一流路中温度较高的热流发生热交换，使氨气进一步被加热和增压，提高后续汽轮发电机的发电效率，氨水加热气化腔室中经过换热的剩余液体从氨水加热气化腔室的排液口排出。可见，基于换热器结构的改进，本申请氨气发电机组中的换热器能够直接对氨气进行增压，实现对热流的更有效利用。

作为对上述技术方案的进一步改进，该系统运行时，所述第二流路的入口温度≥70℃且＜100℃。将第二流路的入口温度控制在上述区间范围内时，位于氨水加热气化腔室中的氨水在分解产生氨气的同时基本上不产生水蒸气，这样就能够确保进入第二汽轮发电机的几乎全是氨气，从而避免当进入第二汽轮发电机的是氨气和水蒸气的混合气体所产生的问题。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述第一换热单元与第二换热单元上下叠置为一整体，氨气加热增压腔室与氨水加热气化腔室上下贯通。将换热器设计成第一换热单元与第二换热单元上下叠置为一整体，并使氨气加热增压腔室与氨水加热气化腔室上下贯通的形式后，不仅能够提高设备的整体性和紧凑性，更重要的是还能够缩短换热介质在第一换热单元与第二换热单元之间的流动距离，减少热量损失，并且还可以降低氨气在第一换热单元与第二换热单元之间的流动阻力。

上述氨气发电机组的专用换热器，其具体包括第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元包括具有进气口和排气口的氨气加热增压腔室以及用于对该氨气加热增压腔室进行加热的第一流路，所述第二换热单元包括具有进液口、排液口和排气口的氨水加热气化腔室以及用于对该氨水加热气化腔室进行加热的第二流路；所述第一流路的入口为热流的输入端，所述第二流路的出口为热流的输出端，且第一流路的出口与第二流路的入口连通；所述氨气加热增压腔室的进气口与氨水加热气化腔室的排气口导通，氨气加热增压腔室的排气口为氨气输出通道，氨水加热气化腔室的进液口为氨水输入通道。