[发明专利]一种双压力蒸发氨水动力循环发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其是一种双压力蒸发氨水动力循环发电装置。

背景技术

许多工业过程都会产生大量显热型中高温余热。由于其放热过程有较大的温度变化，普通纯工质动力循环中的等温吸热过程与之并不匹配，在节点温差限制下，存在较大的传热温差不可逆损失。氨水混合工质可克服水的沸点较高而纯氨的沸点偏低之缺点，可以将工作压力调整到合适范围。采用氨水混合工质的卡林纳循环发电装置可以实现工质与显热热源的放热过程和冷却水的吸热过程的温度变化都有较好的匹配，进而提高发电回收效率。然而计算亦表明，对于350℃以上的中高温余热，受到工质相变温差的限制，通常只能采用增加过热度来适应余热温度的增大(提高压力则热源排放温度更高)，使得单压力蒸发的卡林纳循环发电装置的工质与热源的温度匹配性亦变差。

发明内容

本发明目的是提供一种能够充分利用显热型中高温余热发电的双压力蒸发氨水动力循环发电装置，用于提高发电回收效率。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种双压力蒸发氨水动力循环发电装置，包括中压吸收器、高压氨水泵、第一预热器、高压蒸发器、透平调节阀、透平发电装置、回热器、低压吸收器、中压氨水泵、分离器、节流阀；高压氨水泵出口与第一预热器高压侧进口相连，第一预热器高压侧出口与高压蒸发器工质侧进口相连，第一蒸发器工质侧出口通过透平调节阀与透平发电装置的透平进口相连；透平发电装置的透平出口与回热器低压侧进口相连，回热器低压侧出口与低压吸收器的第一工质侧进口相连，低压吸收器工质侧出口与中压氨水泵进口相连，中压氨水泵出口分别与中压吸收器的第一工质侧进口及回热器中压侧进口相连，回热器中压侧出口与分离器进口相连；分离器液相出口与第一预热器中压侧进口相连，第一预热器中压侧出口通过节流阀与低压吸收器的第二工质侧进口相连，所述双压力蒸发氨水动力循环发电装置还包括次高压氨水泵、第二预热器、第二蒸发器、第二透平调节阀；透平发电装置设有透平第二进口；所述透平第二进口设置在透平发电装置中与次高压压力相对应的中间级处的汽缸上；中压吸收器工质侧出口还与次高压氨水泵的进口相连，次高压氨水泵的出口与第二预热器次高压侧进口相连，第二预热器次高压侧出口与第二蒸发器工质侧进口相连，第二蒸发器工质侧出口通过第二透平调节阀与透平第二进口相连；所述分离器的气相出口与第二预热器中压侧进口相连，第二预热器中压侧出口与中压吸收器的第二工质侧进口相连。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明双压力蒸发氨水动力循环发电装置是在卡林纳循环发电装置的基础上，通过设置第二蒸发器，将第一蒸发器蒸发过热段的出口热源再同时对并列布置的第二蒸发器和第一蒸发器过冷段中的工作溶液进行加热，第二蒸发器中产生的蒸汽通过透平第二进口进入透平发电装置内膨胀作功，使热源得到梯级利用，从而可以提高循环的发电回收效率，计算表明本发明可比卡林纳循环发电装置多发电20％左右。

2、将第二蒸发器与第一蒸发器过冷段并列来吸收热源低温段余热的方案比将第二蒸发器与第一蒸发器串联布置方案更加合理，使其传热曲线的匹配性提高，使温差不可逆损失减少，发电回收效率更高。

3、本发明的发电装置看起来增加了一些设备，但比起为利用这部分低温余热而另行设置一套独立的装置要简化得多，因为其共享利用了原有卡林纳循环发电装置的大量设备。

4、氨和水都是自然工质，且来源丰富，价格较便宜。本发明的技术成熟，易于实施。由于动力循环发电装置的发电回收效率主要取决于热源的温度，因此温度较高的中高温余热源具有更高的回收价值和经济效益，开发利用中高温热源发电技术应该放在比低温热源发电技术更加优先的位置。特别是中高温工业烟气对大气的排放，不仅造成了能源的浪费而且会对环境带来雾霾等不可忽视的影响。本发明有利于节能减排。

采用氨水混合工质的卡林纳循环发电装置的循环工质通常具有3个等级的压力。高压和低压分别是从高温热源吸热和对冷却水放热的工质压力状态，也是决定透平膨胀焓降的主要因素；中压则是用于解吸的压力，使得低压吸收器出口的基本溶液通过解吸重新形成工作溶液。而本发明的发电装置具有4个等级的压力，即在此基础上增加次高压等级，该压力介于高压和中压之间，其数值主要根据热源与工质的传热曲线的匹配情况来确定。

附图说明

图1是本发明实施例的流程示意图。

图2是本发明实施例的工质与热源的传热过程曲线示意图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明的技术方案进行详细说明：