CN116733565A - 一种节能型低温余热发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低温发电技术领域，具体为一种节能型低温余热发电***，所述发电***包括核心机、三通阀、蒸发器、冷凝器和冷凝机组，所述发电***的发电源为工业废热，所述核心机包括涡轮膨胀机、电机和工质泵，所述电机包括电机轴、定子、转子和壳体，本发明中的膨胀机、工质泵和电机共用一个转轴，简化了结构，同时使用低温余热能替代电能驱动工质泵，可增加整个发电***的净输出功率，增加设备的效益，另外本发明还设置有截留机构和感应组件，通过截留机构截留工业废热中携带的杂质，通过感应组件能够在不借助电能的情况下，自动改变工业废热的流动路径，避免了罐体内部压力过大而引发意外事故。
Description
技术领域
本发明涉及低温发电技术领域，具体为一种节能型低温余热发电***。
背景技术
目前低温余热发电***，是基于有机朗肯循环(ORC)热机工作原理，利用80℃-250℃的工业余热进行热电转换的装置，其工作过程为：将液态工质加热形成高压有机蒸汽，再通过不同的膨胀做功设备(螺杆膨胀或者涡轮膨胀)做功，带动发电机发电，高压蒸汽做功后形成乏汽，经冷凝相变液化，液态工质通过工质泵加压输送至蒸发器，进入下一个做功循环。
由于低温余热的热品质低，在目前技术条件下，低温余热发电***的整机热电转换效率不高(通常在8％-13％之间)。在现实的设备推广使用中，低温余热发电***一直存在有一个耗电较大的辅机设备——工质泵，这部分的耗电能占到整机发电量的10-15％(以100kW的设备为例)。如果将工质的驱动源由电能改由余热驱动，那么将大量降低辅机功耗占比，提升发电设备的净功率输出，另外目前的低温余热发电***通常借助各种传感器和电动***来进行安全防护，但该种防护措施具有不确定性，在电路故障或者信号受到干扰时，极易因引发安全事故，最后目前的低温余热发电***无法根据使用后的有机蒸汽温度来选用合适量的冷凝液，进而造成冷凝液的大量浪费，不利于降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能型低温余热发电***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种节能型低温余热发电***，所述发电***包括核心机、三通阀、蒸发器、冷凝器和冷凝机组，所述发电***的发电源为工业废热，所述核心机包括膨胀机、电机和工质泵，所述电机包括电机轴、定子、转子和壳体，所述电机轴、定子和转子均设置在壳体的内部，所述转子设置在电机轴上，所述定子设置在转子的外侧，所述膨胀机和工质泵分别设置在电机的两端，所述膨胀机内部的膨胀涡轮和工质泵内部的叶轮均设置在电机轴上，所述膨胀机的输入端与三通阀的C端相连接，所述膨胀机的输出端与冷凝器的进口端相连接，所述三通阀的B端和冷凝器的出口端均与工质泵的输入端相连接，所述工质泵的输出端与蒸发器的进口端相连接，所述蒸发器的出口端与三通阀的A端相连接，通过所述蒸发器置换出工业废热中的热能，所述冷凝机组设置在冷凝器的外侧，通过所述冷凝机组向冷凝器内输入冷凝液。
核心机为本发明的工作基础，在启动状态下，核心机处于电动状态，电机轴高速旋转，三通阀的A端和B端打开，液态有机工质在工质泵的作用下沿着：工质泵-蒸发器-三通阀-工质泵进行循环，当工业废热进入到蒸发器内时，通过工业废气加热液态有机工质，使得液态有机工质变为高压有机蒸汽，当压力达到规定压力后，三通阀的B端关闭，C端打开，此时高压有机蒸汽会沿着工质泵-蒸发器-三通阀-膨胀机-冷凝器-工质泵进行循环，通过高压有机蒸汽能够冲击膨胀机内部的膨胀涡轮转动，进而使得核心机转为发电状态，一部分机械功转化为电能输出，剩下的一部分机械功带动工质泵工作，相较于目前的低温余热发电***，本发明中的膨胀机、工质泵和电机共用一个转轴，简化了结构，同时使用低温余热能替代电能驱动工质泵，可增加整个发电***的净输出功率，增加设备的效益。
进一步的，所述蒸发器包括罐体，所述罐体的内部设置有分流架、绝热管、汇流架和换热管，所述换热管设置有多个，所述绝热管设置有一个，多个所述换热管和一个绝热管均设置在分流架和汇流架之间，所述罐体的外部设置有废热进气口、换热出口、废热出口和换热进口，所述废热进气口与分流架相连接，所述废热出口与汇流架相连接，所述换热出口和换热进口分别与罐体内部的腔体上下两端相连接，所述换热管和绝热管靠近废热进气口的一端均设置有阀门，所述罐体的内部设置有压力检测组件。
本发明中工质泵的输出端与换热进口相连接，三通阀的A端与换热出口相连接，压力检测组件选用现有的压力检测设备，换热管和绝热管上的阀门为电动阀门，由于有机工质的沸点通常很低，而工业废热的温度又具有一定的波动性，因此本发明设置有压力检测组件，正常情况下，工业废热从废热进气口进入，然后沿着换热管流动，最后从废热出口排出，工业废热在换热管内流动时会对罐体内的有机工质进行加热，使得有机工质变成高压有机蒸汽，若某一时刻，因为工业生产等原因，工业废热中的温度发生了骤增，那么罐体内的气压将会随之增大，通过压力检测组件能够检测出罐体内的压力是否在安全压力范围，若罐体内的压力超过了安全压力，那么换热管靠近废热进气口一端设置的电动阀门将自动关闭，而绝热管靠近废热进气口一端设置的电动阀门将自动开启，此时工业废热将会从废热进气口进入，然后沿着绝热管流动，最后从废热出口排出，通过上述技术方案，极大的避免了因工业废热的温度发生波动而引发的安全事故。
进一步的，所述分流架的内部设置有分流槽、截留通道和防护室，每个所述换热管均与分流槽相连接，所述截留通道的一端与防护室相连接，所述截留通道的另一端与防护室相连接，所述防护室与废热进气口相连接，所述截留通道的内部设置有截留机构，所述防护室的内部设置有防护架和密封架，所述防护室的外部设置有感应组件，通过所述感应组件控制防护架的升降。
本发明在正常工作时，工业废热会沿着废热进气口、防护室、截留通道、分流槽、换热管和废热出口流动，通过截留机构截留工业废热中携带的杂质，避免工业废热在长时间流动时，杂质在换热管上堆积，以至于影响热传递效率，通过感应组件能够在不借助电能的情况下，自动改变工业废热的流动路径，即，工业废热温度过高以至于罐体内的压力过大时，感应组件会控制防护架升高，通过防护架截断防护室和截留通道的连接通道，使得工业废热沿着废热进气口、防护室、绝热管和废热出口流动，通过上述技术方案，避免了电路或者压力检测设备发生故障，以至于无法及时改变工业废热的流动路径，引发意外事故。
进一步的，所述感应组件包括感应室和升降槽，所述感应室设置在分流架靠近绝热管的一端，所述升降槽设置在感应室靠近废热进气口的一端，所述感应室的内部设置有感应板，所述感应板与感应室之间通过感应弹簧杆相连接，所述防护架的一端设置在防护室内且通过导杆与密封架密封连接，所述防护架的另一端设置在升降槽内，所述升降槽靠近感应室的一端设置有第一磁块和第二磁块，所述第一磁块固定安装在防护架靠近感应室的一端，所述第二磁块固定安装升降槽的内壁上，所述第一磁块和第二磁块相互吸引。
由于罐体内的压力随工业废热的温度升高而增大，因此本发明设置有感应室和感应板，通过上述技术方案，本发明在正常工作时，工业废热也会出现波动，但该波动范围处于安全范围，即罐体内的压力未超过安全压力，此时感应板虽然也会发生升降，以压缩感应室内的气体，但感应板的升降幅度过小，不足以使得第一磁块和第二磁块分离，通过感应室、感应板和感应弹簧杆能够起到缓冲压力变化的作用，进而提高了罐体、换热管和绝热管的使用寿命，当某一时刻罐体内的压力超过安全压力时，感应板将大幅度上升，此时感应室内的气压剧增，而第一磁块和第二磁块将发生分离，第一磁块将带着防护架上升截断防护室和截留通道的连接通道，进而改变工业废热的流动路径，保证罐体的安全。
进一步的，所述感应组件还包括检测器，所述升降槽的内部还设置有套管和感应线圈，所述感应线圈设置在套管的外侧，所述感应线圈与检测器电性连接。
本发明设置有感应线圈和检测器，同时套管为非隔磁材质，当罐体内的压力超过安全压力，以至于第一磁块上升时，第一磁块将会进入到套管内，此时感应线圈将会切割磁感线产生感应电流，检测器检测到该组感应电流后将会传递到外界，以警告外界工作人员，通过上述技术方案，本发明具有三重防护功能，适用于大部分工业环境，大大增强了安全性。
进一步的，所述截留机构包括锥齿轮组、扇叶、蜗杆、蜗轮、滤板和废料槽，所述扇叶设置在截留通道远离防护室的一端，所述蜗轮设置在截留通道靠近防护室的一端，所述滤板设置在蜗轮靠近防护室的一侧，所述蜗轮为环形结构，所述蜗轮的外侧设置有蜗杆，所述扇叶通过锥齿轮组和传动带与蜗杆相连接，所述滤板靠近防护室的一侧设置有刮板，所述刮板远离滤板的一端伸入废料槽内。
通过上述技术方案，正常工作时，本发明中的工业废热会依次穿过滤板、蜗轮和扇叶，工业废热在截留通道内流动时会带动扇叶旋转，通过滤板截留工业废热中的杂质，扇叶通过锥齿轮组和传动带能够使得蜗杆旋转，通过蜗杆使得蜗轮和滤板旋转，当滤板在旋转时，刮板会对滤板进行清理，并使得杂质滑动到废料槽内，进而防止滤板上截留的杂质过多，以至于工业废热流动不畅。
进一步的，所述冷凝器包括固定架，所述固定架的内部设置有第一冷凝管和引流座，所述固定架的外部设置有热流体进口、冷流体进口、气泵、热流体出口和冷流体出口，所述引流座设置有两组，两组所述引流座分别设置在第一冷凝管的进口端和出口端，所述第一冷凝管的内部设置有第二冷凝管，所述第一冷凝管的内壁上设置有气囊，所述气囊与气泵相连接，所述引流座的内部设置有第一引流槽和第二引流槽，所述冷凝机组的出口端通过冷流体进口和第二引流槽与第一冷凝管的进口端相连接，所述冷凝机组的进口端通过冷流体出口和第二引流槽与第一冷凝管的出口端相连接，所述膨胀机的输出端通过热流体进口和第一引流槽与第二冷凝管的进口端相连接，所述工质泵的输入端通过热流体出口和第一引流槽与第二冷凝管的出口端相连接。
有机蒸汽在驱动膨胀机工作后会沿着第一引流槽流入到第二冷凝管内，通过冷凝机组向第一冷凝管内输送冷凝液，通过第一冷凝管内的冷凝液使得第二冷凝管内有机蒸汽相变液化，本发明设置有气泵和气囊，当第二冷凝管内的有机蒸汽温度较低时，通过气泵向气囊内输送气体，使得第一冷凝管的直径变小，当第二冷凝管内的有机蒸汽温度较高时，通过气泵将气囊内的气体吸走，以使得第一冷凝管的直径变大，通过上述技术方案，避免第二冷凝管内的有机蒸汽温度较低时，依然用大量的冷凝液，进而造成冷凝液的浪费。
进一步的，所述第二冷凝管的内部设置有多个挡柱，每个挡柱上均设置有一组电阻片。
通过上述技术方案，有机蒸汽在第二冷凝管内流动时，通过挡柱能够使得有机蒸汽发生卡门涡街效应，以提高冷凝效率，当电阻片与外界电源和电流表相连接时，通过电流表上的电流变化能够判断出第二冷凝管有机蒸汽的温度，进而方便气泵实时改变气囊内的气体含量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明中的膨胀机、工质泵和电机共用一个转轴，简化了结构，同时使用低温余热能替代电能驱动工质泵，可增加整个发电***的净输出功率，增加设备的效益，另外本发明还设置有截留机构和感应组件，通过截留机构截留工业废热中携带的杂质，避免工业废热在长时间流动时杂质在换热管上堆积，以至于影响热传递效率，同时截留机构具有自动清理功能，防止长时间工作后截留的杂质过多，以至于工业废热流动不畅，通过感应组件能够在不借助电能的情况下，自动改变工业废热的流动路径，即，工业废热温度过高以至于罐体内的压力过大时，感应组件会控制防护架升高，通过防护架截断防护室和截留通道的连接通道，使得工业废热沿着废热进气口、防护室、绝热管和废热出口流动，避免了电路或者压力检测设备发生故障，以至于无法及时改变工业废热的流动路径，引发意外事故，另外感应组件还具有缓冲的作用，若工业废热的温度在安全范围内波动，通过感应室、感应板和感应弹簧杆能够起到缓冲压力变化的作用，进而提高了罐体、换热管和绝热管的使用寿命，最后本发明设置有气泵和气囊，当第二冷凝管内的有机蒸汽温度较低时，通过气泵向气囊内输送气体，使得第一冷凝管的直径变小，当第二冷凝管内的有机蒸汽温度较高时，通过气泵将气囊内的气体吸走，以使得第一冷凝管的直径变大，通过上述技术方案，避免第二冷凝管内的有机蒸汽温度较低时，依然用大量的冷凝液，进而造成冷凝液的浪费。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的启动状态下有机工质在发电***中的流动路线示意图；
图2是本发明的发电过程中有机工质在发电***中的流动路线示意图；
图3是本发明的核心机结构示意图；
图4是本发明的蒸发器结构示意图；
图5是本发明的分流架内部结构示意图；
图6是本发明的图5中E部结构示意图；
图7是本发明的图5中D-D部结构示意图；
图8是本发明的冷凝器结构示意图；
图9是本发明的第一冷凝管和引流座内部结构示意图。
图中：1-核心机、11-膨胀机、12-电机、121-电机轴、122-定子、123-转子、124-壳体、13-工质泵、2-三通阀、3-蒸发器、31-罐体、32-分流架、321-分流槽、322-截留机构、3221-锥齿轮组、3222-扇叶、3223-蜗杆、3224-蜗轮、3225-滤板、32251-刮板、3226-废料槽、323-截留通道、324-防护室、3241-防护架、3242-密封架、325-感应组件、3251-感应室、3252-感应板、3253-第一磁块、3254-第二磁块、3255-感应线圈、3256-检测器、33-废热进气口、34-换热出口、35-绝热管、36-废热出口、37-汇流架、38-换热进口、39-换热管、4-冷凝器、41-固定架、42-第一冷凝管、421-气囊、43-引流座、431-第一引流槽、432-第二引流槽、44-热流体进口、45-冷流体进口、46-气泵、47-热流体出口、48-冷流体出口、49-第二冷凝管、5-冷凝机组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3所示，一种节能型低温余热发电***，发电***包括核心机1、三通阀2、蒸发器3、冷凝器4和冷凝机组5，发电***的发电源为工业废热，核心机1包括膨胀机11、电机12和工质泵13，电机12包括电机轴121、定子122、转子123和壳体124，电机轴121、定子122和转子123均设置在壳体124的内部，转子123设置在电机轴121上，定子122设置在转子123的外侧，膨胀机11和工质泵13分别设置在电机12的两端，膨胀机11内部的膨胀涡轮和工质泵13内部的叶轮均设置在电机轴121上，膨胀机11的输入端与三通阀2的C端相连接，膨胀机11的输出端与冷凝器4的进口端相连接，三通阀2的B端和冷凝器4的出口端均与工质泵13的输入端相连接，工质泵13的输出端与蒸发器3的进口端相连接，蒸发器3的出口端与三通阀2的A端相连接，通过蒸发器3置换出工业废热中的热能，冷凝机组5设置在冷凝器4的外侧，通过冷凝机组5向冷凝器4内输入冷凝液。
核心机1为本发明的工作基础，在启动状态下，核心机1处于电动状态，电机轴121高速旋转，三通阀2的A端和B端打开，液态有机工质在工质泵13的作用下沿着：工质泵13-蒸发器3-三通阀2-工质泵13进行循环，当工业废热进入到蒸发器3内时，通过工业废气加热液态有机工质，使得液态有机工质变为高压有机蒸汽，当压力达到规定压力后，三通阀2的B端关闭，C端打开，此时高压有机蒸汽会沿着工质泵13-蒸发器3-三通阀2-膨胀机11-冷凝器4-工质泵13进行循环，通过高压有机蒸汽能够冲击膨胀机11内部的膨胀涡轮转动，进而使得核心机1转为发电状态，一部分机械功转化为电能输出，剩下的一部分机械功带动工质泵13工作，相较于目前的低温余热发电***，本发明中的膨胀机11、工质泵13和电机12共用一个转轴，简化了结构，同时使用低温余热能替代电能驱动工质泵13，可增加整个发电***的净输出功率，增加设备的效益。
如图1和图4所示，蒸发器3包括罐体31，罐体31的内部设置有分流架32、绝热管35、汇流架37和换热管39，换热管39设置有多个，绝热管35设置有一个，多个换热管39和一个绝热管35均设置在分流架32和汇流架37之间，罐体31的外部设置有废热进气口33、换热出口34、废热出口36和换热进口38，废热进气口33与分流架32相连接，废热出口36与汇流架37相连接，换热出口34和换热进口38分别与罐体31内部的腔体上下两端相连接，换热管39和绝热管35靠近废热进气口33的一端均设置有阀门，罐体31的内部设置有压力检测组件。
本发明中工质泵13的输出端与换热进口38相连接，三通阀2的A端与换热出口34相连接，压力检测组件选用现有的压力检测设备，换热管39和绝热管35上的阀门为电动阀门，由于有机工质的沸点通常很低，而工业废热的温度又具有一定的波动性，因此本发明设置有压力检测组件，正常情况下，工业废热从废热进气口33进入，然后沿着换热管39流动，最后从废热出口36排出，工业废热在换热管39内流动时会对罐体31内的有机工质进行加热，使得有机工质变成高压有机蒸汽，若某一时刻，因为工业生产等原因，工业废热中的温度发生了骤增，那么罐体31内的气压将会随之增大，通过压力检测组件能够检测出罐体31内的压力是否在安全压力范围，若罐体31内的压力超过了安全压力，那么换热管39靠近废热进气口33一端设置的电动阀门将自动关闭，而绝热管35靠近废热进气口33一端设置的电动阀门将自动开启，此时工业废热将会从废热进气口33进入，然后沿着绝热管35流动，最后从废热出口36排出，通过上述技术方案，极大的避免了因工业废热的温度发生波动而引发的安全事故。
如图4和图5所示，分流架32的内部设置有分流槽321、截留通道323和防护室324，每个换热管39均与分流槽321相连接，截留通道323的一端与防护室324相连接，截留通道323的另一端与防护室324相连接，防护室324与废热进气口33相连接，截留通道323的内部设置有截留机构322，防护室324的内部设置有防护架3241和密封架3242，防护室324的外部设置有感应组件325。
本发明在正常工作时，工业废热会沿着废热进气口33、防护室324、截留通道323、分流槽321、换热管39和废热出口36流动，通过截留机构322截留工业废热中携带的杂质，避免工业废热在长时间流动时，杂质在换热管39上堆积，以至于影响热传递效率，通过感应组件325能够在不借助电能的情况下，自动改变工业废热的流动路径，即，工业废热温度过高以至于罐体31内的压力过大时，感应组件325会控制防护架3241升高，通过防护架3241截断防护室324和截留通道323的连接通道，使得工业废热沿着废热进气口33、防护室324、绝热管35和废热出口36流动，通过上述技术方案，避免了电路或者压力检测设备发生故障，以至于无法及时改变工业废热的流动路径，引发意外事故。
如图4-图6所示，感应组件325包括感应室3251和升降槽，感应室3251设置在分流架32靠近绝热管35的一端，升降槽设置在感应室3251靠近废热进气口33的一端，感应室3251的内部设置有感应板3252，感应板3252与感应室3251之间通过感应弹簧杆相连接，防护架3241的一端设置在防护室324内且通过导杆与密封架3242密封连接，防护架3241的另一端设置在升降槽内，升降槽靠近感应室3251的一端设置有第一磁块3253和第二磁块3254，第一磁块3253固定安装在防护架3241靠近感应室3251的一端，第二磁块3254固定安装升降槽的内壁上，第一磁块3253和第二磁块3254相互吸引。
由于罐体31内的压力随工业废热的温度升高而增大，因此本发明设置有感应室3251和感应板3252，通过上述技术方案，本发明在正常工作时，工业废热也会出现波动，但该波动范围处于安全范围，即罐体31内的压力未超过安全压力，此时感应板3252虽然也会发生升降，以压缩感应室3251内的气体，但感应板3252的升降幅度过小，不足以使得第一磁块3253和第二磁块3254分离，通过感应室3251、感应板3252和感应弹簧杆能够起到缓冲压力变化的作用，进而提高了罐体31、换热管39和绝热管35的使用寿命，当某一时刻罐体31内的压力超过安全压力时，感应板3252将大幅度上升，此时感应室3251内的气压剧增，而第一磁块3253和第二磁块3254将发生分离，第一磁块3253将带着防护架3241上升截断防护室324和截留通道323的连接通道，进而改变工业废热的流动路径，保证罐体31的安全。
如图4-图6所示，感应组件325还包括检测器3256，升降槽的内部还设置有套管和感应线圈3255，感应线圈3255设置在套管的外侧，感应线圈3255与检测器3256电性连接。
本发明设置有感应线圈3255和检测器3256，同时套管为非隔磁材质，当罐体31内的压力超过安全压力，以至于第一磁块3253上升时，第一磁块3253将会进入到套管内，此时感应线圈3255将会切割磁感线产生感应电流，检测器3256检测到该组感应电流后将会传递到外界，以警告外界工作人员，通过上述技术方案，本发明具有三重防护功能，适用于大部分工业环境，大大增强了安全性。
如图5和图7所示，截留机构322包括锥齿轮组3221、扇叶3222、蜗杆3223、蜗轮3224、滤板3225和废料槽3226，扇叶3222设置在截留通道323远离防护室324的一端，蜗轮3224设置在截留通道323靠近防护室324的一端，滤板3225设置在蜗轮3224靠近防护室324的一侧，蜗轮3224为环形结构，蜗轮3224的外侧设置有蜗杆3223，扇叶3222通过锥齿轮组3221和传动带与蜗杆3223相连接，滤板3225靠近防护室324的一侧设置有刮板32251，刮板32251远离滤板3225的一端伸入废料槽3226内。
通过上述技术方案，正常工作时，本发明中的工业废热会依次穿过滤板3225、蜗轮3224和扇叶3222，工业废热在截留通道323内流动时会带动扇叶3222旋转，通过滤板3225截留工业废热中的杂质，扇叶3222通过锥齿轮组3221和传动带能够使得蜗杆3223旋转，通过蜗杆3223使得蜗轮3224和滤板3225旋转，当滤板3225在旋转时，刮板32251会对滤板3225进行清理，并使得杂质滑动到废料槽3226内，进而防止滤板3225上截留的杂质过多，以至于工业废热流动不畅。
如图8和图9所示，冷凝器4包括固定架41，固定架41的内部设置有第一冷凝管42和引流座43，固定架41的外部设置有热流体进口44、冷流体进口45、气泵46、热流体出口47和冷流体出口48，引流座43设置有两组，两组引流座43分别设置在第一冷凝管42的进口端和出口端，第一冷凝管42的内部设置有第二冷凝管49，第一冷凝管42的内壁上设置有气囊421，气囊421与气泵46相连接，引流座43的内部设置有第一引流槽431和第二引流槽432，冷凝机组5的出口端通过冷流体进口45和第二引流槽432与第一冷凝管42的进口端相连接，冷凝机组5的进口端通过冷流体出口48和第二引流槽432与第一冷凝管42的出口端相连接，膨胀机11的输出端通过热流体进口44和第一引流槽431与第二冷凝管49的进口端相连接，工质泵13的输入端通过热流体出口47和第一引流槽431与第二冷凝管49的出口端相连接。
有机蒸汽在驱动膨胀机11工作后会沿着第一引流槽431流入到第二冷凝管49内，通过冷凝机组5向第一冷凝管42内输送冷凝液，通过第一冷凝管42内的冷凝液使得第二冷凝管49内有机蒸汽相变液化，本发明设置有气泵46和气囊421，当第二冷凝管49内的有机蒸汽温度较低时，通过气泵46向气囊421内输送气体，使得第一冷凝管42的直径变小，当第二冷凝管49内的有机蒸汽温度较高时，通过气泵46将气囊421内的气体吸走，以使得第一冷凝管42的直径变大，通过上述技术方案，避免第二冷凝管49内的有机蒸汽温度较低时，依然用大量的冷凝液，进而造成冷凝液的浪费。
如图8和图9所示，第二冷凝管49的内部设置有多个挡柱，每个挡柱上均设置有一组电阻片。
通过上述技术方案，有机蒸汽在第二冷凝管49内流动时，通过挡柱能够使得有机蒸汽发生卡门涡街效应，以提高冷凝效率，当电阻片与外界电源和电流表相连接时，通过电流表上的电流变化能够判断出第二冷凝管49有机蒸汽的温度，进而方便气泵46实时改变气囊421内的气体含量。
本发明的工作原理：在启动状态下，核心机1处于电动状态，电机轴121高速旋转，三通阀2的A端和B端打开，液态有机工质在工质泵13的作用下沿着：工质泵13-蒸发器3-三通阀2-工质泵13进行循环，当工业废热进入到蒸发器3内时，通过工业废气加热液态有机工质，使得液态有机工质变为高压有机蒸汽，当压力达到规定压力后，三通阀2的B端关闭，C端打开，此时高压有机蒸汽会沿着工质泵13-蒸发器3-三通阀2-膨胀机11-冷凝器4-工质泵13进行循环，通过高压有机蒸汽能够冲击膨胀机11内部的膨胀涡轮转动，进而使得核心机1转为发电状态，一部分机械功转化为电能输出，剩下的一部分机械功带动工质泵13工作，正常情况下，工业废热从废热进气口33进入，然后沿着换热管39流动，最后从废热出口36排出，工业废热在换热管39内流动时会对罐体31内的有机工质进行加热，使得有机工质变成高压有机蒸汽，若某一时刻，因为工业生产等原因，工业废热中的温度发生了骤增，那么罐体31内的气压将会随之增大，此时感应组件325会控制防护架3241升高，通过防护架3241截断防护室324和截留通道323的连接通道，使得工业废热沿着废热进气口33、防护室324、绝热管35和废热出口36流动，通过截留机构322能够截留工业废热中携带的杂质，避免工业废热在长时间流动时，杂质在换热管39上堆积，以至于影响热传递效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述发电***包括核心机(1)、三通阀(2)、蒸发器(3)、冷凝器(4)和冷凝机组(5)，所述发电***的发电源为工业废热，所述核心机(1)包括膨胀机(11)、电机(12)和工质泵(13)，所述电机(12)包括电机轴(121)、定子(122)、转子(123)和壳体(124)，所述电机轴(121)、定子(122)和转子(123)均设置在壳体(124)的内部，所述转子(123)设置在电机轴(121)上，所述定子(122)设置在转子(123)的外侧，所述膨胀机(11)和工质泵(13)分别设置在电机(12)的两端，所述膨胀机(11)内部的膨胀涡轮和工质泵(13)内部的叶轮均设置在电机轴(121)上，所述膨胀机(11)的输入端与三通阀(2)的C端相连接，所述膨胀机(11)的输出端与冷凝器(4)的进口端相连接，所述三通阀(2)的B端和冷凝器(4)的出口端均与工质泵(13)的输入端相连接，所述工质泵(13)的输出端与蒸发器(3)的进口端相连接，所述蒸发器(3)的出口端与三通阀(2)的A端相连接，通过所述蒸发器(3)置换出工业废热中的热能，所述冷凝机组(5)设置在冷凝器(4)的外侧，通过所述冷凝机组(5)向冷凝器(4)内输入冷凝液。
2.根据权利要求1所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述蒸发器(3)包括罐体(31)，所述罐体(31)的内部设置有分流架(32)、绝热管(35)、汇流架(37)和换热管(39)，所述换热管(39)设置有多个，所述绝热管(35)设置有一个，多个所述换热管(39)和一个绝热管(35)均设置在分流架(32)和汇流架(37)之间，所述罐体(31)的外部设置有废热进气口(33)、换热出口(34)、废热出口(36)和换热进口(38)，所述废热进气口(33)与分流架(32)相连接，所述废热出口(36)与汇流架(37)相连接，所述换热出口(34)和换热进口(38)分别与罐体(31)内部的腔体上下两端相连接，所述换热管(39)和绝热管(35)靠近废热进气口(33)的一端均设置有阀门，所述罐体(31)的内部设置有压力检测组件。
3.根据权利要求2所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述分流架(32)的内部设置有分流槽(321)、截留通道(323)和防护室(324)，每个所述换热管(39)均与分流槽(321)相连接，所述截留通道(323)的一端与防护室(324)相连接，所述截留通道(323)的另一端与防护室(324)相连接，所述防护室(324)与废热进气口(33)相连接，所述截留通道(323)的内部设置有截留机构(322)，所述防护室(324)的内部设置有防护架(3241)和密封架(3242)，所述防护室(324)的外部设置有感应组件(325)，通过所述感应组件(325)控制防护架(3241)的升降。
4.根据权利要求3所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述感应组件(325)包括感应室(3251)和升降槽，所述感应室(3251)设置在分流架(32)靠近绝热管(35)的一端，所述升降槽设置在感应室(3251)靠近废热进气口(33)的一端，所述感应室(3251)的内部设置有感应板(3252)，所述感应板(3252)与感应室(3251)之间通过感应弹簧杆相连接，所述防护架(3241)的一端设置在防护室(324)内且通过导杆与密封架(3242)密封连接，所述防护架(3241)的另一端设置在升降槽内，所述升降槽靠近感应室(3251)的一端设置有第一磁块(3253)和第二磁块(3254)，所述第一磁块(3253)固定安装在防护架(3241)靠近感应室(3251)的一端，所述第二磁块(3254)固定安装升降槽的内壁上，所述第一磁块(3253)和第二磁块(3254)相互吸引。
5.根据权利要求4所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述感应组件(325)还包括检测器(3256)，所述升降槽的内部还设置有套管和感应线圈(3255)，所述感应线圈(3255)设置在套管的外侧，所述感应线圈(3255)与检测器(3256)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述截留机构(322)包括锥齿轮组(3221)、扇叶(3222)、蜗杆(3223)、蜗轮(3224)、滤板(3225)和废料槽(3226)，所述扇叶(3222)设置在截留通道(323)远离防护室(324)的一端，所述蜗轮(3224)设置在截留通道(323)靠近防护室(324)的一端，所述滤板(3225)设置在蜗轮(3224)靠近防护室(324)的一侧，所述蜗轮(3224)为环形结构，所述蜗轮(3224)的外侧设置有蜗杆(3223)，所述扇叶(3222)通过锥齿轮组(3221)和传动带与蜗杆(3223)相连接，所述滤板(3225)靠近防护室(324)的一侧设置有刮板(32251)，所述刮板(32251)远离滤板(3225)的一端伸入废料槽(3226)内。
7.根据权利要求6所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述冷凝器(4)包括固定架(41)，所述固定架(41)的内部设置有第一冷凝管(42)和引流座(43)，所述固定架(41)的外部设置有热流体进口(44)、冷流体进口(45)、气泵(46)、热流体出口(47)和冷流体出口(48)，所述引流座(43)设置有两组，两组所述引流座(43)分别设置在第一冷凝管(42)的进口端和出口端，所述第一冷凝管(42)的内部设置有第二冷凝管(49)，所述第一冷凝管(42)的内壁上设置有气囊(421)，所述气囊(421)与气泵(46)相连接，所述引流座(43)的内部设置有第一引流槽(431)和第二引流槽(432)，所述冷凝机组(5)的出口端通过冷流体进口(45)和第二引流槽(432)与第一冷凝管(42)的进口端相连接，所述冷凝机组(5)的进口端通过冷流体出口(48)和第二引流槽(432)与第一冷凝管(42)的出口端相连接，所述膨胀机(11)的输出端通过热流体进口(44)和第一引流槽(431)与第二冷凝管(49)的进口端相连接，所述工质泵(13)的输入端通过热流体出口(47)和第一引流槽(431)与第二冷凝管(49)的出口端相连接。
8.根据权利要求7所述的一种节能型低温余热发电***，其特征在于：所述第二冷凝管(49)的内部设置有多个挡柱，每个挡柱上均设置有一组电阻片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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