[发明专利]一种低温工质超临界发电系统或者动力系统及设备

摘要

本发明实施例提供一种低温工质超临界发电系统或者动力系统及设备，属于低温热机发电的技术领域，尤其涉及用低品位热源进行高效率发电的系统，主要应用于超低温余热发电、热水发电、冷水机等领域；ORC朗肯循环用沸点15℃工质，可实现80℃以上热水发电；本系统使用更低沸点的(‑196℃)液空或液氮，工质临界温度低至‑147℃，可实现15℃以上热水发电；本发明实施例是一种低温工质处于超临界状态的发电系统，还解决低温工质超临界气轮机或膨胀机轴端泄漏难题；使本发明实施例形成一套完整高效低品位能源发电；具有热源温度低、成本低、结构紧凑、体积小、效率高的优势。

主权项

1.一种低温工质超临界发电系统或者动力系统及设备，其特征在于，包括依次连通的低温工质存储器、低温工质增压机、主换热器、低温工质超临界气轮机构成；所述低温工质超临界气轮机排气管道出口，返回和连接所述低温工质存储器入口，形成循环；所述低温工质存储器设置有限压阀和安全阀保护设备，并具有高效保温绝热的低温工质存储的压力容器；所存储的工质为标准大气压下，沸点温度低于零摄氏度的低温发电工质；所述低温工质增压机为提升流体压力的驱动设备；所述低温工质增压机设置在所述低温工质存储器与所述主换热器之间；所述主换热器设置在所述低温工质增压机与所述低温工质超临界气轮机之间；所述主换热器是与热源进行换热的主要设备；所述主换热器又分为低温主换热器和/或高温主换热器；所述低温主换热器包括但不仅限于热水换热器、冷凝器、冷却器、风道换热器、空气换热器、设备冷却器、地热换热器、工业废气和废液热交换器的任意一种或多种组合；所述高温主换热器包括但不仅限于锅炉、余热锅炉、中高温热交换装置的任意一种或多种组合；所述低温工质超临界气轮机的入口连接所述主换热器出口，所述低温工质超临界气轮机排气管道出口；连接低温工质存储器入口；所述低温工质超临界气轮机主蒸汽管道输入的高压气体温度，必须明显高于所述低温发电工质的临界温度；所述低温工质超临界气轮机排气管道输出的乏汽温度，达到所述低温发电工质的临界温度；所述低温工质超临界气轮机主蒸汽管道输入的气体压力，必须明显高于所述低温发电工质的临界压力；所述低温工质超临界气轮机排气管道输出的乏汽压力，达到或接近所述低温发电工质的临界压力；达到所述低温发电工质临界压力的低温发电工质，储存在所述低温工质存储器中，通过所述低温工质增压机提升压力；输送到所述主换热器中吸收外界的热能量，体积迅速膨胀，形成高温高压气体输送至所述低温工质超临界气轮机中，驱动所述低温工质超临界气轮机高速旋转对外输出机械能，或者带动发电机高速旋转对外输出电能；所述低温工质超临界气轮机属于一种将高温高压气体能量转换成为机械功的旋转动力机械，又称气体透平，所述气体透平包括但不仅限于气轮机、气动机、气体螺杆膨胀机、气体透平膨胀机；所述低温工质超临界气轮机设备的构造，需满足低温发电工质的密度、成分、温度、以及压力的物理特性；所述低温工质超临界气轮机的低温零部件需采用耐低温材料，包括但不仅限于奥氏体低温钢、铁素体低温钢；所述低温工质超临界气轮机的设备外，设有高效保温材料；包括但不仅限于泡沫材料、真空绝热板、纤维材料、玻璃棉、高硅氧棉。