[发明专利]采用有机朗肯循环冷凝液体冷却发电逆变器的有机朗肯循环发电系统

说明书

本发明公开了一种采用有机朗肯循环冷凝液体冷却发电逆变器的有机朗肯循环发电系统包括蒸发器、发电机组、冷凝器和工质泵，发电机组包括膨胀机和逆变器冷却器，蒸发器、膨胀机、冷凝器、工质泵以及逆变器冷却器依次连接形成有机工质循环回路。本公开的有机朗肯循环发电系统利用了有机朗肯循环系统自身的有机工质对逆变器进行冷却，不需要额外设置逆变器冷却循环系统，节约了成本。进一步地，有机工质吸收了逆变器的热量，一定程度上提高了有机朗肯循环发电系统的热量利用率，减少了热量的浪费。

技术领域

本发明涉及余热发电领域，特别涉及采用有机朗肯循环冷凝液体冷却发电逆变器的有机朗肯循环发电系统。

背景技术

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环。有机朗肯循环发电系统主要由蒸发器、发电机组、冷凝器和工质泵四大部分组成，其中发电机组包括膨胀机和与膨胀机连接的发电机。有机朗肯循环发电系统的发电原理是工质泵将液态有机工质压入蒸发器，有机工质在蒸发器中从余热热源吸收热量，生成具有一定压力和温度的有机工质蒸气，有机工质蒸气进入发电机组的膨胀机，驱动发电机发电。从发电机组的膨胀机排出的有机工质蒸气在冷凝器中凝结成液态，最后借助工质泵重新返回到蒸发器，如此不断地循环，利用余热进行发电。

发电机产生的直流电通过逆变器转换成交流电。逆变器工作时会产生热量，为了避免逆变器过热而受损，要求对逆变器进行冷却。请参考图1，在现有技术中，常利用循环水冷却系统冷却逆变器100，循环水冷却系统包括通过循环管道连接的冷却器200、循环泵300以及制冷器400，循环泵300驱动冷却水在管道中循环流动。制冷器400使冷却水降温，为冷却器200持续提供低温的冷却水。冷却器200与逆变器100之间进行热交换，冷却水带走逆变器100的热量。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种采用有机朗肯循环冷凝液体冷却发电逆变器的有机朗肯循环发电系统，本发明的发电系统利用有机朗肯循环系统自身的有机工质冷却发电机组的逆变器，既不需要额外设置水冷循环装置，也能够回收利用逆变器产生的热量。

本公开的采用有机朗肯循环冷凝液体冷却发电逆变器的有机朗肯循环发电系统包括蒸发器、发电机组、冷凝器和工质泵，发电机组包括膨胀机和逆变器冷却器，蒸发器、膨胀机、冷凝器、工质泵以及逆变器冷却器依次连接形成有机工质循环回路。

本公开的有机朗肯循环发电系统的有益效果是低温液态有机工质被工质泵压入到逆变器冷却器中，逆变器的热量通过逆变器冷却器传递到液态有机工质，使逆变器降温。利用了有机朗肯循环系统自身的有机工质对逆变器进行冷却，不需要额外设置逆变器冷却循环系统，节约了成本。进一步地，有机工质吸收了逆变器的热量，一定程度上提高了有机朗肯循环发电系统的热量利用率，减少了热量的浪费。

在某些实施方式中，发电机组还包括发电机和逆变器，膨胀机与发电机连接，发电机通过导线连接逆变器，逆变器冷却器用于冷却逆变器。

在某些实施方式中，还包括省煤器，液态有机工质经工质泵加压后分成两路，一路进入逆变器冷却器，另一路进入省煤器，该路液态有机工质通过省煤器吸收膨胀机排出的有机工质蒸气的部分热量。液态工质通过省煤器从发电机组排出的有机工质蒸气中吸取热量，进一步地利用了余热。

在某些实施方式中，膨胀机的出口与省煤器的气体入口连通，省煤器的气体出口与冷凝器的入口连通，工质泵的出口与省煤器的液体入口连通，省煤器的液体出口与蒸发器的入口连通。

在某些实施方式中，冷凝器为管式换热器，冷凝器的冷却介质为冷却水。

在某些实施方式中，冷凝器的冷却水通过冷却水循环泵进入冷却塔，冷却水在冷却塔中与冷空气换热后返回到冷凝器中。