CN104153834A - 一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合*** - Google Patents

一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合*** Download PDF

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Abstract

一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，冷凝器的工质出口端分别连接节流阀和工质泵的工质入口端，工质泵的工质出口端连接回热器的冷工质入口端，回热器的冷工质出口端连接蒸发器的工质入口端，蒸发器的工质出口端连接分离器的工质入口端，分离器的气相出口端连接膨胀机的入口端，膨胀机的工质出口端连接混合器的一个入口端，分离器的液相出口端连接回热器的热工质进口端，回热器的热工质出口端连接喷射器的引射流体进口端，节流阀的工质出口端连接低温蒸发器的工质入口端，低温蒸发器的工质出口端连接喷射器的进口端，喷射器的出口端连接混合器的另一个工质入口端，混合器工质出口端连接冷凝器的工质入口端。本发明能够达到节能与供冷的双重作用。

Description

一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***
技术领域
本发明涉及一种中低温发电、喷射式制冷***。特别是涉及一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***。
背景技术
中低温热源是指温度低于200℃的低品位能源，目前此种能源主要包括太阳能、地热能、生物质能等新型能源以及工业余热、废热等，在能源形势异常严峻的今天，如果能将这部分中低温能源加以利用，将会产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
卡琳娜循环是一种采用氨水混合物作为工质的动力循环，由于氨水变温蒸发特点，可以使得其气化过程与热源的放热过程更好地匹配，降低换热过程中不可逆损失，提高热源利用率，并且氨水在较低的温度下就可以气化，因此在中低温余热利用方面有很好的应用前景。
在传统卡琳娜循环中由于从回热器出来的高压富水溶液要经过节流降压才能进入混合器，因此如果能将这部分富水溶液的高压势能用于喷射式制冷，不仅能够避免节流损失，又利用富水溶液的高压能驱动了制冷循环，实现了节能与供冷双重作用。
目前已经出现将卡琳娜循环与喷射式制冷相结合的文献，一种方法是如专利申请公开号为CN103306763A所公开的那样，将进入膨胀机的一部分高压富氨蒸汽作为引射工质引射低压蒸汽。但是这种情况就会减少进入膨胀机内的膨胀工质，减少基本卡琳娜循环的输出功，影响基本卡琳娜循环的效率，如果引射过程中采用原卡琳娜循环中被废弃的高压富水溶液的高压能作为引射过程中的动力源，不仅不会影响原卡琳娜循环的做功情况，同时又避免节流损失，驱动了制冷循环，最终在不影响原卡琳娜循环做功的情况下，实现了节能与供冷双重作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种在中低温热源发电的同时能够实现向用户供冷的且充分利用原卡琳娜循环中的废弃高压能，达到节能与供冷双重作用的基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***。
本发明所采用的技术方案是：一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，包括有膨胀机和与所述的膨胀机的动力输出端相连的发电机，还设置有用于对循环工质进行降温的冷凝器，所述冷凝器的工质出口端通过管路分别连接节流阀和工质泵的工质入口端，其中，所述工质泵的工质出口端通过管路连接回热器的冷工质入口端，所述回热器的冷工质出口端通过管路连接蒸发器的工质入口端，所述蒸发器的工质出口端通过管路连接分离器的工质入口端，所述分离器的气相出口端通过管路连接膨胀机的入口端，所述膨胀机的工质出口端连接混合器的一个入口端，所述分离器的液相出口端通过管路连接回热器的热工质进口端，所述回热器的热工质出口端通过管路连接喷射器的引射流体进口端，所述节流阀的工质出口端通过管路连接低温蒸发器的工质入口端，所述低温蒸发器的工质出口端通过管路连接喷射器的被引射流体进口端，所述喷射器的工质出口端通过管路连接所述混合器的另一个工质入口端，所述混合器工质出口端通过管路连接冷凝器的工质入口端。
由所述的冷凝器的工质出口端进入所述节流阀和工质泵内工质流量的比例要确保所述喷射器的工质出口端压力与所述膨胀机的工质出口端压力相等。
所述冷凝器中冷源介质为循环冷却水。
所述的蒸发器内的热源介质是工业废水或地热水或太阳能中低温热能。
所述的低温蒸发器的热介质循环端连接用户端。
所述的循环工质为氨水溶液。
本发明的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，通过将卡琳娜循环与喷射式制冷相结合，一方面避免了节流损失，将高压能回收利用，另一方面在不消耗外界能量的情况下，通过将***本身的废弃能量加以利用，在中低温热源发电的同时能够实现向用户供冷的目的，从而达到节能与供冷的双重作用。具有如下有益效果：
1、将卡琳娜发电***与喷射式制冷***相结合，实现了发电、制冷联供***。
2、在不影响原有卡琳娜循环发电循环的情况下，充分利用了原有***的无用高压能来驱动喷射式制冷循环，实现了节能与供冷的双重作用。
3、制冷、发电负荷可随季节或用户需要进行调节，使其达到最佳状态。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中
1：蒸发器                         2：分离器
3：膨胀机                         4：混合器
5：冷凝器                         6：工质泵
7：回热器                         8：节流阀
9：低温蒸发器                     10：喷射器
11：发电机
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***做出详细说明。
本发明的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，是通过回收基本卡琳娜循环中富水溶液的高压能，提供一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***。如图1所示，本发明的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***包括有：膨胀机3和与所述的膨胀机3的动力输出端相连的发电机11，其特征在于，还设置有用于对循环工质进行降温的冷凝器5，所述冷凝器5的工质出口端分为两路，一路通过管路连接节流阀8完成制冷工况，另一路通过管路连接工质泵6的工质入口端完成发电工况。其中，所述工质泵6的工质出口端通过管路连接回热器7的冷工质入口端，所述回热器7的冷工质出口端通过管路连接蒸发器1的工质入口端，所述蒸发器1的工质出口端通过管路连接分离器2的工质入口端，所述分离器2具有两个出口端，一个气相出口端，一个液相出口端，分离器2的气相出口端通过管路连接膨胀机3的入口端，气相工质在膨胀机3中膨胀做功带动发电机11发电。所述膨胀机3的工质出口端连接混合器4的一个入口端，所述分离器2的液相出口端通过管路连接回热器7的热工质进口端，所述回热器7的热工质出口端通过管路连接喷射器10的引射流体进口端，所述节流阀8的工质出口端通过管路连接低温蒸发器9的工质入口端，所述低温蒸发器9的工质出口端通过管路连接喷射器10的被引射流体进口端，所述喷射器10的工质出口端通过管路连接所述混合器4的另一个工质入口端，所述混合器4工质出口端通过管路连接冷凝器5的工质入口端。
所述热源介质经蒸发器1热介质通道循环流动，提供给冷工质热量，使其蒸发。所述冷凝器5中冷源介质为循环冷却水，由冷却水带走冷凝器5中热工质的热量。所述低温蒸发器9热介质端接用户，以供给冷量。
由所述的冷凝器5的工质出口端进入所述节流阀8和工质泵6内工质流量的比例要确保所述喷射器10的工质出口端压力与所述膨胀机3的工质出口端压力相等。
在本发明的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***中，所述冷凝器5中冷源工质为循环冷却水；所述的蒸发器1内的热源介质是工业废水或地热水或太阳能等中低温热能；所述的低温蒸发器9的热介质循环端连接用户端，为用户提供冷量；所述的循环工质为氨水溶液。从而使本发明一方面避免了节流损失，将高压能回收利用，另一方面在不消耗外界能量的情况下，通过将***本身的废弃能量加以利用，在中低温热源发电的同时能够实现向用户供冷的目的，从而达到节能与供冷的双重作用。

Claims (6)

1.一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，包括有膨胀机(3)和与所述的膨胀机(3)的动力输出端相连的发电机(11)，其特征在于，还设置有用于对循环工质进行降温的冷凝器(5)，所述冷凝器(5)的工质出口端通过管路分别连接节流阀(8)和工质泵(6)的工质入口端，其中，所述工质泵(6)的工质出口端通过管路连接回热器(7)的冷工质入口端，所述回热器(7)的冷工质出口端通过管路连接蒸发器(1)的工质入口端，所述蒸发器(1)的工质出口端通过管路连接分离器(2)的工质入口端，所述分离器(2)的气相出口端通过管路连接膨胀机(3)的入口端，所述膨胀机(3)的工质出口端连接混合器(4)的一个入口端，所述分离器(2)的液相出口端通过管路连接回热器(7)的热工质进口端，所述回热器(7)的热工质出口端通过管路连接喷射器(10)的引射流体进口端，所述节流阀(8)的工质出口端通过管路连接低温蒸发器(9)的工质入口端，所述低温蒸发器(9)的工质出口端通过管路连接喷射器(10)的被引射流体进口端，所述喷射器(10)的工质出口端通过管路连接所述混合器(4)的另一个工质入口端，所述混合器(4)工质出口端通过管路连接冷凝器(5)的工质入口端。
2.根据权利要求1所述的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，其特征在于，由所述的冷凝器(5)的工质出口端进入所述节流阀(8)和工质泵(6)内工质流量的比例要确保所述喷射器(10)的工质出口端压力与所述膨胀机(3)的工质出口端压力相等。
3.根据权利要求1所述的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，其特征在于，所述冷凝器(5)中冷源介质为循环冷却水。
4.根据权利要求1所述的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，其特征在于，所述的蒸发器(1)内的热源介质是工业废水或地热水或太阳能中低温热能。
5.根据权利要求1所述的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，其特征在于，所述的低温蒸发器(9)的热介质循环端连接用户端。
6.根据权利要求1所述的一种基于卡琳娜循环的发电、供冷联合***，其特征在于，所述的循环工质为氨水溶液。
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