[发明专利]一种有机朗肯循环变频发电装置及压缩空气储能系统

说明书

本发明涉及发电装置技术领域，具体涉及一种有机朗肯循环变频发电装置及压缩空气储能系统，发电装置包括：集成电机式工质泵，集成电机式工质泵；工质泵电机的工质泵电机转子固定设置在工质泵的工质泵轮盘上；蒸发器，与集成电机式工质泵的工质出口相连通，升压后的工质经过蒸发器吸收高温热源的热量并使工质相变气化；集成电机式透平；集成电机式透平；透平电机的透平电机转子固定设置在透平的透平轮盘上；冷却器，用于对工质冷却；储液罐，用于储存冷却后的工质并为集成电机式工质泵提供工质。上述结构可以有效地解决现有技术中的有机朗肯循环变频发电装置具有工质流动效率低、容易发生工质泄漏，以及可能对大气臭氧层造成破坏的问题。

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，具体涉及一种有机朗肯循环变频发电装置及压缩空气储能系统。

背景技术

在世界各国能源短缺和环境污染等问题日益严峻的背景下，开发清洁能源并提高能源利用效率已成为人类社会普遍关注的话题。有机朗肯循环不仅能有效实现高品位冷能到高品位电能的转化，还具有结构简单、操作成本低、环境友好、可靠性高、运行方便和发电效率高等优点，近年来正逐渐成为研究的热点。

常见的理想有机朗肯循环由四个过程构成：1)工质泵内的等熵加压过程；2)蒸发器内的定压加热过程；3)透平的等熵膨胀过程；4)冷凝器内的定压放热过程。因此该循环仅需工质泵、蒸发器、透平及冷凝器四个部件构成。其中工质泵和透平是系统主要旋转部件，其效率对系统效率有重要影响。但是，现有技术中的工质泵与透平二者存在以下问题：1)工质泵和透平都是通过传动轴与电机传动相连。导致其二者的通流部分需要采用径向进/排气装置，导致工质流场折转不均匀，降低流动效率的问题。2)现有的工质泵和透平由于通过传动轴与电机传动相连，会在转轴与静止通流部件之间形成动静间隙，从而提高工质泄漏的可能性。而且，如果发电装置采用含氟工质，还会对大气臭氧层造成破坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的有机朗肯循环变频发电装置具有工质流动效率低、容易发生工质泄漏，以及可能对大气臭氧层造成破坏的问题。为此，本发明提供一种有机朗肯循环变频发电装置，包括：

集成电机式工质泵，用于对工质升压，所述集成电机式工质泵包括：工质泵电机和工质泵；所述工质泵电机的工质泵电机转子固定设置在所述工质泵的工质泵轮盘上；

蒸发器，与所述集成电机式工质泵的工质出口相连通，升压后的工质经过所述蒸发器吸收高温热源的热量并使所述工质相变气化；

集成电机式透平，与所述蒸发器相连通，利用所述蒸发器排出的高温高压工质膨胀做工发电；所述集成电机式透平包括：透平电机和透平；所述透平电机的透平电机转子固定设置在所述透平的透平轮盘上；

冷却器，与所述集成电机式透平的工质出口相连通，用于对工质冷却；

储液罐，分别与所述冷却器和所述集成电机式工质泵相连通，用于储存冷却后的工质并为所述集成电机式工质泵提供所述工质。

可选的，所述工质泵电机的工质泵电机定子固定在所述工质泵的泵体外壳上；和/或，

所述透平电机的透平电机定子固定在所述透平的透平外壳上。

可选的，所述透平还包括：透平静叶和透平动叶；所述透平电机定子设置在所述透平静叶上，所述透平电机转子设置在所述透平动叶上。

可选的，有机朗肯循环变频发电装置，还包括：

电网，所述电网通过工质泵变频器与所述集成电机式工质泵相连，为所述集成电机式工质泵供电；所述集成电机式透平通过透平变频器与所述电网相连，所述集成电机式透平为所述电网供电。

可选的，所述蒸发器吸收工业废热，从而为工质供热。

可选的，所述工质泵电机为同步电机，或者为异步电机；和/或，