[发明专利]一种发电机余热回收利用的ORC系统

说明书

本发明涉及一种具有发电机余热回收利用的ORC系统，包括与发电机相连的工质循环系统，该ORC系统还包括：发电机余热回收系统，设置为将所述工质循环系统中的工质分流并引入所述发电机，吸收所述发电机工作时的余热；蒸汽喷射降温系统，设置为将吸收所述发电机余热的工质进行升压，并喷射降温降压，抽吸所述工质循环系统中的气态工质，降低ORC系统的冷凝温度。本发明无需增加工质，并且结构简单无运动部件，回收了发电机的余热，增大了膨胀机输出功率，提高了整个系统的能源利用效率。

技术领域

本发明涉及低温余热发电系统领域，更具体地涉及一种发电机余热回收利用的ORC系统。

背景技术

随着一次能源的逐渐枯竭，人们越来越重视太阳能、地热、工厂余热等低品热能的利用，降低能耗、节能减排、提高能源利用率是解决能源紧缺问题的根本途径。有机朗肯循环(ORC)系统能够将低品位热能转换为高品位电能，可提高能源综合利用率。

ORC系统通过低沸点有机工质完成整个循环，其主要由蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器、工质泵等设备组成。工作介质通过蒸发器吸取余热热量变为高温高压蒸气，并推动膨胀机做功，膨胀机驱动发电机向外输出电能，做功后的工质进入冷凝器冷凝成液体，然后进入工质泵升压，随后再次进入蒸发器完成整个循环。

由于ORC系统中的发电机，在运行过程中会散出大量的热，为了维持电机的安全、稳定、高效运行，通常采用风冷、水冷或其它介质冷却。为了使发电机的发热温度处于ORC系统可梯级利用的范围内，通常直接排掉或通过冷却介质散热，这就导致了发电机余热的浪费。

另外，ORC系统的输出功由膨胀机进出口状态参数决定，而进出口状态参数受制于热源和冷源温度，由于ORC系统的冷凝器通常采用风冷或水冷，因换热器温差的存在，所以冷却介质的温度限制了工质冷凝温度的进一步降低，而工质冷凝温度决定膨胀机的出口状态参数，进而影响膨胀机的输出功，影响了ORC系统的能源利用效率。

发明内容

为解决现有技术中ORC系统发电机余热浪费以及能源利用效率低的问题，本发明提供一种发电机余热回收利用的ORC系统。

本发明提供的回收利用发电机余热的ORC系统，包括与发电机相连的工质循环系统，该ORC系统还包括：发电机余热回收系统，设置为将所述工质循环系统中的工质分流并引入所述发电机，吸收所述发电机工作时的余热；蒸汽喷射降温系统，设置为将吸收所述发电机余热的工质进行升压，并喷射降温降压，抽吸所述工质循环系统中的气态工质，降低ORC系统的冷凝温度。

所述工质为R245fa、R123、CO₂、NH₃或He等可完成循环的工质。

所述循环系统包括通过管道依次连接的膨胀机、第一冷凝器、工质泵以及蒸发器，所述膨胀机与所述蒸发器连接，且所述膨胀机与所述发电机连接。

所述发电机余热回收系统包括通过管道依次连接的过滤器、流量调节阀、减压阀以及视液镜，所述过滤器的进口与所述工质泵的出口连接，所述视液镜的出口与所述发电机连接。

所述发电机余热回收系统还包括温度监测器，所述温度检测器与所述流量调节阀和所述发电机相连。

所述温度监测器设置为监测所述发电机的定子温度、内部蒸发压力、或电机转速，获得所述发电机的工作温度，同时根据所述工质温度实时反馈信号至所述流量调节阀。

所述流量调节阀为气动阀、电动阀、液压阀的具有流量调节功能的阀门。

所述蒸汽喷射降温系统还包括通过管道连接的压气机、蒸气喷射器、第二冷凝器以及节流阀，所述发电机具有余热回收气体出口，所述压气机的进口端连接至所述余热回收气体出口，所述节流阀与所述第一冷凝器连接。