專利名稱：一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵機(jī)組，尤其是利用汽輪機(jī)廢熱復(fù)合制熱的熱泵機(jī)組。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。
由于冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，使得汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)也有了很大改進(jìn)。目前的大機(jī)組普遍采用了高中壓合缸的雙層結(jié)構(gòu)，高中壓轉(zhuǎn)子采用一根轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，高、中、低壓轉(zhuǎn)子全部采用整鍛結(jié)構(gòu)，軸承較多地采用了可傾瓦結(jié)構(gòu)。目前各國(guó)都在進(jìn)行大容量、高參數(shù)機(jī)組的開發(fā)和設(shè)計(jì)，如俄羅斯正在開發(fā)的2000MW汽輪機(jī)。日本正在開發(fā)一種新的合金材料，將使高中、低壓轉(zhuǎn)子一體化成為可能。
汽輪機(jī)通常在高溫高壓及高轉(zhuǎn)速的條件下工作，是一種較為精密的重型機(jī)械，一般須與鍋爐(或其他蒸汽發(fā)生器)、發(fā)電機(jī)(或其他被驅(qū)動(dòng)機(jī)械)以及凝汽器、加熱器、泵等組成成套設(shè)備，一起協(xié)調(diào)配合工作。
由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分兩個(gè)方面組成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器等。 靜子包括進(jìn)汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等，傳統(tǒng)的汽輪機(jī)利用電能驅(qū)動(dòng)動(dòng)子轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)葉片壓縮工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的氣相變化的同時(shí)吸收環(huán)境能、或者其他形式的能量，在一定程度上達(dá)到利用低品位能量發(fā)生高品位能。
但是在汽輪機(jī)動(dòng)子帶動(dòng)葉片壓縮工質(zhì)(空氣或其他工質(zhì))的動(dòng)作部分，動(dòng)葉片消耗嚴(yán)重，兼這其中存在著大量的廢能不能被消耗或者利用，惡性循環(huán)導(dǎo)致汽輪機(jī)對(duì)葉片材質(zhì)的要求很高，但是大多數(shù)材質(zhì)的動(dòng)葉片也只是被當(dāng)做消耗品完成壓縮工質(zhì)工作。發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)的汽輪機(jī)動(dòng)片產(chǎn)生熱量對(duì)自身的消耗以及氣缸內(nèi)熱量沒有得到利用的缺陷和弊端，本發(fā)明的目的在于提供一種利用氣缸廢熱復(fù)合制熱的熱泵機(jī)組。
一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵，有轉(zhuǎn)子和電磁轉(zhuǎn)換器，其特征在于熱泵機(jī)組利用冷媒的熱量制熱或者制冷，汽輪機(jī)動(dòng)片余熱復(fù)合熱泵由動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子、熱泵機(jī)組、熱交換單元組成， 高效節(jié)能復(fù)合熱泵針對(duì)用于發(fā)電或者應(yīng)用于熱泵的汽輪機(jī)在其氣缸內(nèi)充流動(dòng)冷媒工質(zhì)，其中，來自鍋爐的原熱蒸汽驅(qū)動(dòng)動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子運(yùn)行，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)動(dòng)片運(yùn)行壓縮工質(zhì)，氣缸內(nèi)的工質(zhì)產(chǎn)生蒸汽機(jī)械能，汽輪機(jī)相關(guān)組件將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為能被儲(chǔ)存的高品位電能，另一部分冷媒則將氣缸內(nèi)的廢能傳遞給熱泵機(jī)組，其中熱泵機(jī)組由蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成，在節(jié)流閥節(jié)流的作用下，通過改變工質(zhì)的壓強(qiáng)進(jìn)而改變其體積，實(shí)現(xiàn)汽液變化，利用物質(zhì)氣化吸熱液化放熱的性質(zhì)在冷凝器一端放熱、在蒸發(fā)器一端吸熱，達(dá)到復(fù)合熱泵的效果。
本發(fā)明的有益效果是，在傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電的基礎(chǔ)之上增添了熱交換，將汽缸內(nèi)的熱量利用起來繼而應(yīng)用到熱泵的制冷或者制熱上來，一方面增加了可用能的利用率，另一方面又削減了汽缸內(nèi)高溫對(duì)葉片的損害延長(zhǎng)葉片的使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
傳統(tǒng)的汽輪機(jī)在用來發(fā)電的時(shí)候，需要一部分的源動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行，進(jìn)而壓縮工質(zhì)實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的汽液轉(zhuǎn)化，利用工質(zhì)汽化吸熱、液化放熱的性質(zhì)在環(huán)境中吸取大部分的能量來加熱液態(tài)工質(zhì)汽化，再利用體積和壓強(qiáng)的變化驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)，將壓強(qiáng)和體積差的變化作為動(dòng)能驅(qū)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)子的運(yùn)行，通過轉(zhuǎn)子做切割磁力線運(yùn)動(dòng)來達(dá)到發(fā)電的效果。
但是在汽輪機(jī)壓縮工質(zhì)的這一環(huán)節(jié)，氣缸內(nèi)存在著大量的高溫?zé)岵荒鼙慌懦觯疫@一部分熱又會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片造成損害，本發(fā)明的解決該兩點(diǎn)問題的方法是在汽輪機(jī)氣缸內(nèi)填充流動(dòng)工質(zhì)，用以削減熱量對(duì)動(dòng)片的損害，并且將該部分熱量用來加熱熱泵機(jī)組的冷媒繼而在熱泵應(yīng)用上制熱或者制冷，汽輪機(jī)動(dòng)片余熱復(fù)合熱泵，有轉(zhuǎn)子和電磁轉(zhuǎn)換器，其特征在于汽輪機(jī)動(dòng)片余熱復(fù)合發(fā)電機(jī)針對(duì)用于發(fā)電或者應(yīng)用于熱泵的汽輪機(jī)在其氣缸內(nèi)充流動(dòng)冷媒工質(zhì)，熱泵機(jī)組利用冷媒的熱量制熱或者制冷，汽輪機(jī)動(dòng)片余熱復(fù)合熱泵由動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子、熱泵機(jī)組、熱交換單元組成，其中來自鍋爐的原熱蒸汽驅(qū)動(dòng)動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子運(yùn)行，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)動(dòng)片運(yùn)行壓縮工質(zhì)，氣缸內(nèi)的工質(zhì)產(chǎn)生蒸汽機(jī)械能，汽輪機(jī)相關(guān)組件將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為能被儲(chǔ)存的高品位電能，另一部分冷媒則將氣缸內(nèi)的廢能傳遞給熱泵機(jī)組，其中熱泵機(jī)組由蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成，在節(jié)流閥節(jié)流的作用下，通過改變工質(zhì)的壓強(qiáng)進(jìn)而改變其體積，實(shí)現(xiàn)汽液變化，利用物質(zhì)氣化吸熱液化放熱的性質(zhì)在冷凝器一端放熱、在蒸發(fā)器一端吸熱，達(dá)到復(fù)合熱泵的效果。
其中，熱交換單元采用外層保暖隔護(hù)的冷卻棒，冷卻棒適合細(xì)長(zhǎng)型芯和普通冷卻水無法到達(dá)的區(qū)域等狹窄位置，它有很好的熱傳遞性能，從一端的熱量可以迅速傳遞到另一端，在合適位置上接通冷卻水，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最佳的熱轉(zhuǎn)換過程，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程不僅僅是通過金屬傳遞熱量，而是利用銅管內(nèi)的制冷液作為熱交換媒介，熱傳導(dǎo)性是銅的200倍左右，不生銹，不產(chǎn)生水垢，使用的溫度范圍是50°C到200°C。
本發(fā)明的熱泵機(jī)組采用帶有四通閥門、節(jié)流閥、毛細(xì)管、蒸發(fā)器和冷凝器的簡(jiǎn)約型熱泵組合，在汽輪機(jī)氣缸內(nèi)流出的冷媒溫度大約在150 200°C之間，省去壓縮機(jī)壓縮工質(zhì)使其汽化的環(huán)節(jié)，使熱量直接應(yīng)用到工質(zhì)的汽化。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵，有轉(zhuǎn)子和電磁轉(zhuǎn)換器，其特征在于一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵針對(duì)用于發(fā)電或者應(yīng)用于熱泵的汽輪機(jī)在其氣缸內(nèi)充流動(dòng)冷媒工質(zhì)，熱泵機(jī)組利用冷媒的熱量制熱或者制冷，汽輪機(jī)動(dòng)片余熱復(fù)合熱泵由動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子、熱泵機(jī)組、熱交換單元組成， 其中來自鍋爐的原熱蒸汽驅(qū)動(dòng)動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子運(yùn)行，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)動(dòng)片運(yùn)行壓縮工質(zhì)，氣缸內(nèi)的工質(zhì)產(chǎn)生蒸汽機(jī)械能，汽輪機(jī)相關(guān)組件將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為能被儲(chǔ)存的高品位電能，另一部分冷媒則將氣缸內(nèi)的廢能傳遞給熱泵機(jī)組，其中熱泵機(jī)組由蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成，在節(jié)流閥節(jié)流的作用下，通過改變工質(zhì)的壓強(qiáng)進(jìn)而改變其體積，實(shí)現(xiàn)汽液變化，利用物質(zhì)氣化吸熱液化放熱的性質(zhì)在冷凝器一端放熱、在蒸發(fā)器一端吸熱，達(dá)到復(fù)合熱泵的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵，其特征是熱交換單元采用外層保暖隔護(hù)的冷卻棒，冷卻棒適合細(xì)長(zhǎng)型芯和普通冷卻水無法到達(dá)的區(qū)域等狹窄位置，它有很好的熱傳遞性能，從一端的熱量可以迅速傳遞到另一端，在合適位置上接通冷卻水，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最佳的熱轉(zhuǎn)換過程，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程不僅僅是通過金屬傳遞熱量，而是利用銅管內(nèi)的制冷液作為熱交換媒介，熱傳導(dǎo)性是銅的200倍左右，不生銹，不產(chǎn)生水垢，使用的溫度范圍是 50°C到 2000C ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵，其特征是熱泵機(jī)組采用帶有四通閥門、節(jié)流閥、毛細(xì)管、蒸發(fā)器和冷凝器的簡(jiǎn)約型熱泵組合，在汽輪機(jī)氣缸內(nèi)流出的冷媒溫度大約在150 200°C之間，省去壓縮機(jī)壓縮工質(zhì)使其汽化的環(huán)節(jié)，使熱量直接應(yīng)用到工質(zhì)的汽化。
全文摘要
一種高效節(jié)能復(fù)合熱泵，針對(duì)用于發(fā)電或者應(yīng)用于熱泵的汽輪機(jī)在氣缸內(nèi)充流動(dòng)冷媒，熱泵機(jī)組利用冷媒的熱量制熱或者制冷，汽輪機(jī)動(dòng)片余熱復(fù)合熱泵由動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子、熱泵機(jī)組、熱交換單元組成，來自鍋爐的原熱蒸汽驅(qū)動(dòng)動(dòng)驅(qū)轉(zhuǎn)子運(yùn)行，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)動(dòng)片運(yùn)行壓縮工質(zhì)，氣缸內(nèi)的工質(zhì)產(chǎn)生蒸汽機(jī)械能，汽輪機(jī)相關(guān)組件將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為能被儲(chǔ)存的高品位電能，利用物質(zhì)氣化吸熱液化放熱的性質(zhì)在冷凝器一端放熱、在蒸發(fā)器一端吸熱，達(dá)到復(fù)合熱泵的效果，有益效果是，在傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電的基礎(chǔ)之上增添了熱交換，將汽缸內(nèi)的熱量利用起來繼而應(yīng)用到熱泵的制冷或者制熱上來，一方面增加了可用能的利用率，另一方面又削減了汽缸內(nèi)高溫對(duì)葉片的損害延長(zhǎng)葉片的使用壽命。
文檔編號(hào)F25B30/06GK102519176SQ20111039545
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月3日
發(fā)明者方得志 申請(qǐng)人:蘇州方暨圓節(jié)能科技有限公司