[发明专利]一种蓄能型余热回收系统

说明书

技术领域

本发明属于余热利用技术，具体涉及一种将余热转化为电能的系统及蓄能式蒸发器。

背景技术

现有余热回收系统，如公开号为CN103983036A，其公开日为2014年8月13日的中国发明专利申请中公开的一种用于内燃机余热回收的CO₂循环多联产系统，是以CO₂为工质，以内燃机余热为能量来源，通过集成跨临界CO₂制冷循环和超临界CO₂动力循环实现冷、热、电联产。经中压冷却器降温后的超临界CO₂气体被分成两路，一路进入制冷回路，先经膨胀机或节流阀降压发生相变，产生的低温CO₂液体用于降低环境温度；另一路进入动力回路，先通过高压压缩机增压并吸收内燃机余热，然后进入动力透平膨胀做功，驱动系统自身的压缩机，多余的功用于发电。

公开号为CN103994667A，公开日为2014年8月20日的中国发明专利申请公开了一种轧钢加热炉余热回收系统，包括主烟道，在主烟道内沿烟气流向依次设置二级蒸发器、二级空气换热器、一级蒸发器、一级空气换热器；一级空气换热器设置有冷空气入口，并通过管路与设置有热空气出口的二级空气换热器串联；一级蒸发器设置有水源入口，并通过管路与设置有汽水混合物出口的二级蒸发器串联；主烟道外侧与二级蒸发器并列处设置有用于调节通过二级空气换热器烟气量的辅助烟道，辅助烟道内沿烟气流向依次设置有辅助烟道蒸发器、辅助烟道闸板。本发明通过在主烟道内设置两级蒸发器，有效增加蒸汽受热面积；通过交错布置空气换热器和蒸发器，并将一级空气换热器置于主烟道最尾端，这样的排布方式保证了换热时的温差，有效提高换热效率。主要在于提高系统传热性能和能量梯级利用，虽然能达到提高热效率的目的，但未考虑余热回收系统本身稳定性方面的问题。

公开号为CN103994683A，其公开日为2014年8月20日的中国发明专利申请中公开了一种高温烟气余热回收利用和储存装置及方法，其中的储热室箱体内部空隙填充有相变储热材料，高温烟气进入储热室箱体内，与传热流体进行换热，同时，相变储热材料以相变潜热的方式存储热量，并与传热流体热交换，冷却后结晶为固态并放出相变潜热。是利用相变储热技术削弱热源波动，但其具有体积大、造价高、结构复杂的缺陷，难以制造出结构紧凑的余热回收系统。

发明内容

蒸发器是朗肯循环回收余热的重要组件，由于实际余热热源热流量多呈现阶跃性变化，因此，针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种蓄能型余热回收系统，采用由余热驱动的有机朗肯循环系统，采用可变出口压力的蒸发器作为换热和蓄热组件，根据余热热流量调节蒸发器出口压力，提高热回收质量。其中，将满液式蒸发器内存储的工质用于蓄能，以弥补尾气热流量不足时造成的系统波动和停机，从而可以保证系统的稳定运行。同时可延长余热回收时间，使得热回收总量增加。此外，蒸发器代替了储液罐，简化了系统。

为解决上述技术问题，本发明一种蓄能型余热回收系统采用的技术方案为：该系统包括蒸发器、过热器、膨胀机、回热器、冷凝器、工质泵和发电机，所述蒸发器为满液式蒸发器；所述过热器的管程出口处连接有第一管路分流器，所述蒸发器的管程出口连接至所述第一管路分流器，所述第一管路分流器上连接有废气排放管；余热管路的进口连接至热源，余热管路的出口通过第二管路分流器分为三路，第一路连接至所述过热器的管程，第二路连接至所述蒸发器的管程，第三路连接至第一管路分流器形成一过热器管程的旁路；自所述蒸发器的壳程依次经过过热器的壳程、膨胀机、回热器的管程、冷凝器的管程、工质泵、回热器的壳程至所述蒸发器的壳程形成一工质循环回路；所述冷凝器的壳程进出口之间连接有提供冷源的设施；所述蒸发器的壳程出口通过一背压阀连接至过热器的壳程进口；所述膨胀机与所述发电机同轴相连。

进一步讲，将本发明用于汽车尾气余热回收时，所述热源为车辆内燃机的尾气余热，所述废气排放管上设有尾气三元催化器，所述冷源由风机盘管提供。

将本发明用于锅炉烟气余热回收时，所述热源为锅炉烟气余热，所述冷源由冷却塔提供。

本发明一种蓄能型余热回收系统中，工质循环回路中的工质为乙醇。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

当余热热源热流量波动时，本发明余热回收系统通过调节蒸发器背压和工质蓄能，达到削弱该波动对余热回收系统的冲击，同时延长余热回收时间、提高余热回收总量的目的。

附图说明