專利名稱：吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可利用環(huán)境熱源及少許驅(qū)動(dòng)熱源實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電、熱、冷聯(lián)產(chǎn)的發(fā) 電、制冷、制熱裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)電技術(shù)需要溫度較高的熱i^，且轉(zhuǎn)換率不高，現(xiàn)有制冷制熱技術(shù)也 需要一定幅度以上的溫差，兩種技術(shù)都未能有效利用環(huán)境熱源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可高效超低溫利用環(huán)境熱源和少許溫度稍高的驅(qū)動(dòng)熱源，實(shí)現(xiàn)電、熱、 冷聯(lián)產(chǎn)，它由相互關(guān)聯(lián)，可交叉混用，也可單獨(dú)使用的幾種循環(huán)裝置組成，并分 別應(yīng)用不同的工質(zhì)或工質(zhì)對(duì)。
本發(fā)明具體的技術(shù)方案為
該裝置包括汽輪機(jī)I2和與其連接的發(fā)電機(jī)I3解吸器1、汽輪機(jī)I2、冷源交換 器ll、吸收塔4、增壓泵10和熱交換器I9依次連接成為回路，解吸器l、熱交換 器19、熱交換器I18、節(jié)流閥7和吸收塔4依次連接。
該裝置包括汽輪機(jī)II26和與其連接的發(fā)電機(jī)n27，可控超臨界裝置、高壓噴 射器24、汽輪機(jī)I126、冷凝器28和增壓泵30依次連接成回路，汽輪機(jī)I126、冷 凝器28、環(huán)境吸熱器29和高壓噴射器24依次連接形成回路。
環(huán)境吸熱器29連接吸收塔4中的熱交換器，熱交換器22分別連接熱交換器 118和吸收塔4中的高溫?zé)峤粨Q器。
可控超臨界裝置包括依次連接的工質(zhì)儲(chǔ)罐20、高壓計(jì)量泵21、熱交換器22 和穩(wěn)壓氣包23，增壓泵30連接工質(zhì)儲(chǔ)罐20，穩(wěn)壓氣包23連接高壓噴射器24。
本發(fā)明可分為吸收解吸式循環(huán)裝置和噴射弓I入式循環(huán)裝置。其中吸收解 吸式循環(huán)裝置通過吸收液對(duì)工質(zhì)氣體在不同溫度下的溶解吸收能力(含化學(xué)吸收) 的變化，以低溫吸收和高溫解吸取代原循環(huán)的液化和蒸發(fā)過程，實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)。
可用C02，氨氣，乙烷、丙烷、丁垸，全氟乙垸、全氟丙垸為工質(zhì)，以碳酸丙烯 酯、NHD，水、硝酸銨，石油溶劑，七氟環(huán)丁烷、氟油為吸收液分別組成工質(zhì)對(duì)使用。
噴射引入式循環(huán)裝置可將工質(zhì)乏氣在可控超臨界裝置發(fā)出的高壓氣體(可達(dá) 超臨界壓力數(shù)倍)噴射引入下，經(jīng)二級(jí)引射壓縮混合，恢復(fù)做功初壓，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。 做功工質(zhì)宜使用乙烷、丙烷、丁烷，全氟乙烷、全氟丙垸，二氧化碳、氨，三氟 甲烷、六氟化硫等。
本發(fā)明的有益效果在于能高效、大量、方便的利用環(huán)境熱源或僅需少許溫度 稍高的驅(qū)動(dòng)熱源即可實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，因此用本技術(shù)發(fā)電就如同熱泵獲取幾倍的制 熱系數(shù)一樣，可實(shí)現(xiàn)超100%以上的發(fā)電效率，將有效滿足人類對(duì)能源的需求，同 時(shí)還能大量產(chǎn)生冷能和熱能，供人們使用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1:本實(shí)例為吸收解吸式裝置類型，現(xiàn)以二氧化碳、碳酸丙烯酯為工 質(zhì)對(duì)，對(duì)運(yùn)行過程進(jìn)行描述。
將60-9(TC的驅(qū)動(dòng)熱源加熱解吸器1中的富二氧化碳的碳酸丙烯酯吸收液， 在較高的壓力下(4MP以下)解吸出二氧化碳，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，并帶動(dòng)發(fā) 電機(jī)I3發(fā)電，二氧化碳乏氣在低溫下(可降至-45至-60°C)進(jìn)入冷源熱交換器
11，吸取環(huán)境熱能或?qū)ν廨敵隼淠埽苟趸汲醪缴郎睾筮M(jìn)入吸收塔4，被來 自第二吸收塔5的半貧液吸收，再進(jìn)入第二收塔被貧液充分吸收，富吸收液經(jīng)增 壓泵10增壓后，再通入熱交換器I9預(yù)熱進(jìn)入解吸器1，被加熱升溫高壓下解吸， 從解吸器1出來的貧液通過熱交換器I9降溫后，再通過熱交換器I18將余熱傳給 媒介，經(jīng)節(jié)流閥7降壓后(0.4MP左右)進(jìn)入第二吸收塔。此時(shí)吸收液溫度迅速 增高，再將熱量通過交換器IH6傳給媒介降溫。熱交換器I18、熱交換器III6可 對(duì)外為熱源使用，也可作為本循環(huán)的輔助熱源使用。吸收塔4、第二吸收塔5也 可用具有分段散熱功能的高濃度吸收塔(吸收器) 一體化替代。
若解吸溫度有條件升高，壓力達(dá)4—9MP時(shí)，可將汽輪機(jī)中間級(jí)引出二氧化 碳?xì)怏w，利用熱交換器I18、熱交換器III6中的熱量將其升溫至30--4(TC，再進(jìn) 入汽輪機(jī)繼續(xù)做功，這可防止二氧化碳過濕增大功率輸出。
實(shí)例2:本實(shí)例為噴射引入式類型，其中20為中壓工質(zhì)貯罐，21為高壓計(jì) 量泵，22為可區(qū)分低、高溫并相應(yīng)有汽化、增溫功用并實(shí)行計(jì)量控制的熱交換器， 23為具有穩(wěn)壓功能的超臨界高壓氣包，上述器件的組合稱之為可控超臨界裝置， 能對(duì)工質(zhì)超臨界下的溫度、壓力自由確定、控制。
現(xiàn)以發(fā)電、制冷極佳的全氟乙烷為例，對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行描述。 由可控超臨界裝置發(fā)出的25—45°C、 8—20MP的全氟乙垸氣體進(jìn)入高壓噴射 器24、引射由低壓噴射器25而來的低中壓氣體，進(jìn)行等焓壓縮混合，成為3—9MP 的做功氣體，用分流閥31分為兩部分，大部分進(jìn)入汽輪機(jī)II26膨脹做功，少部 分(約為四分之一左右)進(jìn)入低壓噴射器25噴射，并引射由環(huán)境吸熱器29而來 的低壓氣體(稍大于0. 1MP)，成為1.5MP左右的低中壓氣體后被高壓噴射器24 引射。從汽輪機(jī)I126出來的工質(zhì)乏氣溫度可降至-45至-65卩，在稍高與大氣壓下 進(jìn)入冷凝器28，并將從汽輪機(jī)中間級(jí)引出的低中壓(1.2MP左右)工質(zhì)氣體(約 占?xì)怏w總量的1/4一1/7)
冷凝為液體，再通過增壓泵30打入工質(zhì)儲(chǔ)罐20備用，工質(zhì)乏氣則進(jìn)入環(huán)境吸熱 器29，大量吸取環(huán)境熱量后，溫度急升至環(huán)境溫度附近，被低壓噴射器25引射， 完成整個(gè)循環(huán)。
可控分流閥31根據(jù)需要分配進(jìn)入汽輪機(jī)I126和低壓噴射器25的流量，環(huán)境 吸熱器29也可對(duì)外作為冷源適用，產(chǎn)生制冷功能。高壓計(jì)量泵21和熱交換器22 之間也可設(shè)置一個(gè)環(huán)境吸熱器，使工質(zhì)冷凝液吸取部分環(huán)境熱量，溫度預(yù)熱至18 °C，再進(jìn)入熱交換器22為最佳。熱交換器22由驅(qū)動(dòng)熱源供熱，也可直接利用高 于25。C的環(huán)境熱源，實(shí)現(xiàn)無代價(jià)發(fā)電。若使用含有39%三氟甲垸的共沸混合工質(zhì)， 臨界溫度可降至irc，能全年利用地溫及海水無需驅(qū)動(dòng)熱源。
本實(shí)例使用乙烷、氨、二氧化碳為工質(zhì)時(shí)需從汽輪機(jī)中間引出再熱以防止工 質(zhì)氣體過濕，特別是具有全環(huán)保效果的二氧化碳，還需要加入2%--7%的防晶劑(如 丙酮、甲酸甲酯等)以防止超高壓二氧化碳液體的晶格化。
以上工質(zhì)臨界溫度若是在45'C以下時(shí)，對(duì)工儲(chǔ)罐管件應(yīng)有冷卻冷藏設(shè)施，以 保證循環(huán)的運(yùn)行安全。
本實(shí)例也可對(duì)現(xiàn)有的火電廠進(jìn)行技術(shù)改造，用原鍋爐引出的超高壓水蒸氣引射 4(TC左右的低壓水蒸氣，可使水蒸氣冷凝熱向空氣散發(fā)量降為1/5至1/10 ，熱 效率會(huì)有一個(gè)飛躍性提高，且實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)單。
實(shí)施例3:將上述兩種裝置進(jìn)行系統(tǒng)組合，可產(chǎn)生更好的效果，即以實(shí)施例l 中的熱交換器I18、熱交換器IH6中45。C左右的熱源作為實(shí)施例2的驅(qū)動(dòng)熱源， 以實(shí)例2中的環(huán)境吸熱器29中的-5(TC左右的超低溫冷卻實(shí)施例1中的從熱交換 器1116出來的半貧液，使半貧吸收液在低溫下更具吸收能力，其中環(huán)境吸熱器29 連接吸收塔4中的熱交換器，熱交換器22分別連接熱交換器I18和吸收塔4中的 高溫?zé)峤粨Q器，其余環(huán)節(jié)可參照實(shí)施例l、 2進(jìn)行。
權(quán)利要求
1、一種吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，包括汽輪機(jī)I(2)和與其連接的發(fā)電機(jī)I(3)，其特征在于，解吸器(1)、汽輪機(jī)I(2)、冷源交換器(11)、吸收塔(4)、增壓泵(10)和熱交換器I(9)依次連接成為回路，解吸器(1)、熱交換器I(9)、熱交換器II(8)、節(jié)流閥(7)和吸收塔(4)依次連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，其特征 在于，該裝置還包括第二吸收塔(5)和熱交換器III (6)，吸收塔(4)、第 二吸收塔(5)、熱交換器III (6)依次連接形成回路，節(jié)流閥(7)連接第二 吸收塔(5)。
3、 一種吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，包括汽輪機(jī)I I (26)和 與其連接的發(fā)電機(jī)II (27)，其特征在于，可控超臨界裝置、高壓噴射器(24)、 汽輪機(jī)II (26)、冷凝器(28)和增壓泵(30)依次連接成回路，汽輪機(jī)II (26)、 冷凝器(28)、環(huán)境吸熱器(29)和高壓噴射器(24)依次連接形成回路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，其特征 在于，該裝置還包括低壓噴射器(25)和分流閥(31)，高壓噴射器(24)、 分流閥(31)和低壓噴射器(25)依次連接成回路，環(huán)境吸熱器(29)連接 低壓噴射器(25)，分流閥(31)連接汽輪機(jī)II (26)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，其 特征在于，可控超臨界裝置包括依次連接的工質(zhì)儲(chǔ)罐(20)、高壓計(jì)量泵(21)、 熱交換器(22)和穩(wěn)壓氣包(23)，增壓泵(30)連接工質(zhì)儲(chǔ)罐(20)，穩(wěn)壓 氣包(23)連接高壓噴射器(24)。
6、 一種吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，包括汽輪機(jī)I (2)和與其 連接的發(fā)電機(jī)I (3)以及汽輪機(jī)II (26)和與其連接的發(fā)電機(jī)II (27)，其特 征在于，解吸器(1)、汽輪機(jī)I (2)、冷源交換器(11)、吸收塔(4)、增壓 泵(10)和熱交換器I (9)依次連接成為回路，解吸器(1)、熱交換器I (9)、 熱交換器II (8)、節(jié)流閥(7)和吸收塔(4)依次連接，可控超臨界裝置、 高壓噴射器(24)、汽輪機(jī)II (26)、冷凝器(28)和增壓泵(30)依次連接 成回路，汽輪機(jī)II (26)、冷凝器(28)、環(huán)境吸熱器(29)和高壓噴射器(24) 依次連接形成回路，環(huán)境吸熱器(29)連接吸收塔(4)中的熱交換器，熱交 換器(22)分別連接熱交換器II (8)和吸收塔(4)中的高溫?zé)峤粨Q器。
7、 一種吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，其特征在于，可控超臨界 裝置包括依次連接的工質(zhì)儲(chǔ)罐(20)、高壓計(jì)量泵(21)、熱交換器(22)和 穩(wěn)壓氣包(23)，增壓泵(30)連接工質(zhì)儲(chǔ)罐(20)，穩(wěn)壓氣包(23)連接高 壓噴射器(24)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸收噴射式超低溫發(fā)電制冷制熱裝置，汽輪機(jī)I與其發(fā)電機(jī)I連接，解吸器、汽輪機(jī)I、冷源交換器、吸收塔、增壓泵和熱交換器I依次連接成為回路，解吸器、熱交換器I、熱交換器II、節(jié)流閥和吸收塔依次連接。該裝置也可以是汽輪機(jī)II與發(fā)電機(jī)II連接，可控超臨界裝置、高壓噴射器、汽輪機(jī)II、冷凝器和增壓泵依次連接成回路，汽輪機(jī)II、冷凝器、環(huán)境吸熱器和高壓噴射器依次連接形成回路。該裝置能高效大量的利用環(huán)境熱源或僅需少許溫度稍高的驅(qū)動(dòng)熱源即可實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)超100％以上的發(fā)電效率同時(shí)還能大量產(chǎn)生冷能和熱能。
文檔編號(hào)F25B15/00GK101101158SQ200710015879
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者超 宋, 陳恩佃, 陳深佃 申請(qǐng)人:劉紅巖