[发明专利]一种包括双热交换器的循环热泵发电系统

说明书

本发明公开了一种包括双热交换器的循环热泵发电系统，包括发电机（1）、汽轮机（2）、第二压缩机（5）、第一聚热交换器（8）、第二聚热交换器（18）、第一汽化蒸发器（21）、第二汽化蒸发器（22）、蓄压罐（13）、第一压缩机（15）、第二聚热器（16）、水热交换器（17）、贮藏罐（24）、冷凝罐（25）、第一聚热管（31）、冷却塔（34）和储蓄罐（37）。本发明可利用工业废热加热的水、太阳能热、地热能等通过汽轮机带动发电机运转来实现热泵发电。

技术领域

本发明公开的一种包括双热交换器的发电系统，属于废热回收和绿色能源开发与利用技术领域。

背景技术

现有技术中，燃煤或核能发电，都是通过对水加热使之气化膨胀产生动压来推动汽轮机带动发电机运转所实现的发电。在取暖、制冷领域的热泵技术发展的很快，但通常由于热效率不高等原因，热泵发电系统常常效率不高，发电效率低下。同时由于能量转换必然存在损失，常规工业废热（包括废热气、废热水）利用系统在使用过程中会出现不同部件的能耗损失，尤其是在关键部件比如冷却塔、热交换器等组件上的效能就显得很重要，本发明还提出了一种新型的冷却塔结构应用于发电工质冷却。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种包括双热交换器的循环热泵发电系统，其目的：以通过使冷却塔、储蓄罐、管道泵、逆止阀、水热交换器、蓄压罐和气动马达或汽轮机以及发电机经过联通管路的连接所设计的发电系统设施，来实现利用工业废热加热的水、太阳能热、地热能等，使蒸发器内的低沸点液体气化膨胀产生的动压（蒸汽压力）通过气动马达或汽轮机带动发电机运转来发电的新型技术。

具体来说，本发明采用以下技术方案：

一种包括双热交换器的循环热泵发电系统，包括发电机、 汽轮机、第二压缩机、第一聚热交换器、第二聚热交换器、第一汽化蒸发器、第二汽化蒸发器、蓄压罐、第一压缩机、第二聚热器、水热交换器、贮藏罐、冷凝罐、第一聚热管、冷却塔和储蓄罐，其特征在于，其中，第二聚热器连接到第一压缩机入口端上，第一压缩机出口端经第一管路连通第二聚热交换器的上侧壁入口，第二聚热交换器的下侧壁出口经由第二管路连通在冷凝罐内设置的第一聚热器，通过第三管路将第一聚热器与第二聚热器连通；

通过第四管路连通汽轮机与第二压缩机，第二压缩机的下游端经第五管路连通第一聚热交换器的上侧壁入口，第一聚热交换器的下侧壁出口与多用途交换器连通，而后通过第六管路连通到冷凝罐上，第七管路连通冷凝罐与冷凝塔，冷凝塔下游端连通到储蓄罐上，储蓄罐下游端分为两个并列第九管路和第十一管路，其分别设置有第一高压泵、第一逆止阀及第二高压泵、第二逆止阀；第一聚热交换器内的第一汽化蒸发器通过第十管路连通到位于第二聚热交换器顶端的蓄压罐上，蓄压罐通过第十二管路连通到汽轮机实现对其做功带动发电机发电。

作为本发明的一个方面，其中，所述冷却塔结构如下，在其内部利用预埋在冷却塔墙体内的预埋螺栓和螺母固定有若干个分流缸托架，通过第二螺栓将横向焊接在球状分流缸底部的固定板固定在分流缸托架上面，利用第一螺栓使分流缸接口法兰与冷凝管法兰固定对接，则在上一个球状分流缸与下一个球状分流缸之间顺向交错的安装有若干个冷凝管。

采用上述技术方案后，取得如下有益效果：

1）提出一种新型的双热交换器的循环热泵发电系统，较为详细展示其结构细节，其部件之间紧密配合协同作用，通过两个不同循环回路之间的工质进行热交换获得热泵动力的工作原理，使其气化产生的压力推动汽轮机运转来获得动力，对于经由汽轮机使用后的热乏汽（废气等），使之经由水热交换器及冷凝罐或冷凝塔的热交换凝结成的液体继续使用，由此可以最大程度进行发电，增加发电系统的环境友好性，节约能源；

2）设计关键部件包括冷却塔等组件，其结构独特性增加了其应用上的效能，例如冷却塔构造既增大了冷却塔的有效冷却面积，而提升器冷却效率，同时又节省了建造空间，使得在有限空间内最大效度发挥冷却性能；