[发明专利]一种带中间补气的部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统

说明书

本发明公开了一种带中间补气的部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统，包括：膨胀机、第一工质泵、第二工质泵、混合器、制冷剂路、第一气液分离器、节流阀、第二气液分离器，混合器输出的工质在蒸发器内被热油加热，获得高压的工质液体、工质气体，然后流入第一气液分离器，第一气液分离器将工质气体分离后输入膨胀机做功、将工质液体输入节流阀的入口，工质液体通过节流阀节流后产生中压工质气体、中压工质液体，然后进入第二气液分离器内；第二气液分离器将从节流后的工质中分离出来的气体输入补气口，而分离出来的工质液体通过第二工质泵抽送至混合器；膨胀机内做功后的工质通过第一工质泵抽送至混合器，通过混合器混合两种工质后输出至蒸发器。

技术领域

本发明涉及能源工程领域，特别是涉及一种带中间补气的部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统。

背景技术

有机朗肯循环余热回收系统依靠热力循环将废热转换为电能，广泛应用于工业余热回收、地热能发电等场景。它有着可靠性高，成本低，技术成熟的技术特点。常规的有机朗肯循环系统采用完全蒸发式的有机朗肯循环系统，膨胀机入口处工质状态为过热气体，而由于工质蒸发过程中存在温度不变区域与热源的均匀温度变化关系不匹配的问题，从而造成了较大的传热过程损失。而部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统，可以有效减少工质蒸发段的换热量，从而降低传热过程损失，提高系统整体效率。发明人对部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统进行研究后发现这种方式采用直接将未汽化的工质回流后重复使用，而这部分工质还存在一定的热量，其通过节流后还可以产生一定的气体，如果将这部分气体再次补入膨胀机内进行二次做功，就能有效提高整体的能效及输出的功率，而且还能有效改善工质与热源之间的换热温度匹配特性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种带中间补气的部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统，其将第一次蒸发后的工质通过节流再次产生气体，然后补入膨胀机内做功，从而大大提高热源的有效利用程度、改善工质与热源之间的换热温度匹配特性。

为实现上述目的，本发明提供了一种带中间补气的部分蒸发有机朗肯循环余热回收系统，包括：

膨胀机，用于通过工质气体的体积膨胀能量做功；

第一工质泵，用于通过将膨胀机做功后的工质抽送至混合器内；

第二工质泵，用于将二次分离后的工质液体抽送至混合器内；

混合器，用于将第一工质泵、第二工质泵送来的工质进行混合，然后输送主制冷剂路；

制冷剂路，用于使工质进入蒸发器内，然后通过蒸发器吸收热油的热量，工质吸收热量后进入第一气液分离器；

第一气液分离器，用于将加热后的工质进行气液分离，然后将分离出来的气体引入膨胀机内进行做功；

节流阀，用于将第一气液分离器分离出来的工质液体节流，使其再次产生气体，节流后的工质输入第二气液分离器内；

第二气液分离器，用于将节流后的工质进行气液分离，并将分离出来的工质气体输入膨胀机内再次做功，而分流出来的工质液体通过第二工质泵抽送至混合器循环使用；

混合器输出的工质在蒸发器内被热油加热，获得高压的工质液体、工质气体，然后流入第一气液分离器，第一气液分离器将工质气体分离后输入膨胀机做功、将工质液体输入节流阀的入口，工质液体通过节流阀节流后产生中压工质气体、中压工质液体，然后进入第二气液分离器内，第二气液分离器将从节流后的工质中分离出来的气体输入补气口，从而将这部分气体补充输入膨胀机内再次做功，而分离出来的工质液体通过第二工质泵抽送至混合器；膨胀机内做功后的工质通过第一工质泵抽送至混合器，通过混合器混合两种工质后输出至蒸发器。

进一步地，蒸发器安装在热油循环系统中，热油循环系统通过热油吸收废热，然后在蒸发器内将热量与工质进行交换以使工质带走热油的热量。

进一步地，还包括冷却水路，冷却水路用于将做功后的工质冷却；冷却水路上安装有冷凝器，做功后的工质进入冷凝器内冷却成液体，冷凝器通过水循环不断带走冷凝器的热量。