降膜蒸發(fā)器及利用該降膜蒸發(fā)器的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種降膜蒸發(fā)器及利用該降膜蒸發(fā)器的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其中，降膜蒸發(fā)器包括筒體，所述筒體上設置有工質入口和工質出口，所述筒體內設置有分配器和換熱管，所述筒體的底部設置有回油裝置，所述回油裝置包括能夠浮動于所述筒體底部內富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導出管，所述集油導出管連接至所述筒體外。本實用新型的降膜蒸發(fā)器及有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，回油裝置結構簡單、回油可靠。
【專利說明】
降膜蒸發(fā)器及利用該降膜蒸發(fā)器的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及發(fā)電系統(tǒng)技術領域，具體地說，涉及一種降膜蒸發(fā)器及一種利用該降膜蒸發(fā)器的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，降膜蒸發(fā)器具有傳熱性能優(yōu)良，工質充注量少、換熱效率高等優(yōu)勢，得到了廣泛地應用。
[0003]現(xiàn)有的降膜蒸發(fā)器主要有兩種，參照圖1，第一種是混合式的降膜蒸發(fā)器1，設置一層分配板12，只實現(xiàn)部分管束降膜式蒸發(fā)，其余管束為滿液式蒸發(fā)，底部設置回油口 U。此種結構的降膜蒸發(fā)器，由于不能完全實現(xiàn)降膜蒸發(fā)，造成工質在換熱器底部累積，換熱效率低。
[0004]參照圖2，第二種是全管束的降膜蒸發(fā)器1，設置多層分配板12，實現(xiàn)全管束降膜蒸發(fā)，底部設置回油口 11。此種結構的降膜蒸發(fā)器，底部換熱管處于氣態(tài)包圍狀態(tài)，造成“干斑”問題，使降膜蒸發(fā)器整體換熱性能嚴重降低，為了避免“干斑”問題，采用頂部工質過噴的方式，又會在換熱器底部不可避免地出現(xiàn)一定高度的液態(tài)工質。而在降膜蒸發(fā)器運行過程中，工質的不斷蒸發(fā)，造成降膜蒸發(fā)器底部潤滑油逐漸累積，蒸發(fā)器底部形成潤滑油與工質混合物，從而形成貧油層與富油層。為避免潤滑油在蒸發(fā)器內的累積，現(xiàn)有降膜蒸發(fā)器采用固定回油口 11回油，如設置在蒸發(fā)器底部，底部常為貧油層，造成回油部分工質含量過高，降低潤滑效果；如設置在靠上側某個職位，液位高于該位置時同樣是從貧油層回油，如果液位低于該位置，造成無法回油。
[0005]有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是一種應用低于200°C低溫熱能的最為常見的發(fā)電用熱力循環(huán)系統(tǒng)。圖3為現(xiàn)有的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的流程示意圖，參照圖3，現(xiàn)有的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括蒸發(fā)器1、膨脹機2、發(fā)電機3、冷凝器4、工質栗5、油分離器6、油栗7。
[0006]現(xiàn)有采用封閉式膨脹機的有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置通常采用外置油分方式，將潤滑油與工質進行分離。參照圖3，在膨脹機的出口設置油分離器6，將潤滑油分離出來，并在油分離器后設置油栗7，利用油栗7將潤滑油升壓輸送到有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中需要潤滑的高壓部分。現(xiàn)有的這種回油方式結構復雜，且在膨脹機2出口處安裝油分離器6，會造成膨脹機2的出口背壓增高，降低膨脹機2的膨脹功率。另外，需要加設油栗7將潤滑油從低壓升至高壓，增加了整個發(fā)電系統(tǒng)的內耗。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的第一個技術問題是:提供一種設有結構簡單的回油裝置、且回油可靠的的降膜蒸發(fā)器。
[0008]本實用新型所要解決的第二個技術問題是:提供一種回油裝置結構簡單、回油可靠的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
[0009]為解決上述第一個技術問題，本實用新型的技術方案是:
[0010]—種降膜蒸發(fā)器，包括筒體，所述筒體上設置有工質入口和工質出口，所述筒體內設置有分配器和換熱管，所述筒體的底部設置有回油裝置，所述回油裝置包括能夠浮動于所述筒體底部內富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導出管，所述集油導出管連接至所述筒體外。
[0011]優(yōu)選的，所述浮子集油器包括弧形板，所述弧形板的兩側邊部設有若干集油孔，所述弧形板的底部中心處設置有匯油孔。
[0012]優(yōu)選的，所述匯油孔固定連接有匯油管。
[0013]優(yōu)選的，所述弧形板上連接有浮球。
[0014]優(yōu)選的，所述浮子集油器為耐氟材料的浮子集油器。
[0015]優(yōu)選的，所述匯油管與所述集油導出管之間連接有彈性伸縮管。
[0016]優(yōu)選的，所述匯油管的下端部與所述集油導出管滑動連接。
[0017]優(yōu)選的，所述筒體內頂部設有頂部分配器，所述筒體內中部設有中間分配器，所述頂部分配器與所述中間分配器之間設有頂部換熱管，所述中間分配器下方設有中間換熱管，所述筒體內底部設有底部換熱管。
[0018]為解決上述第二個技術問題，本實用新型的技術方案是:
[0019]—種有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括依次設置的降膜蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質栗，所述降膜蒸發(fā)器為上述的降膜蒸發(fā)器，所述集油導出管通過管道連接至所述膨脹機的潤滑油路入口。
[0020]優(yōu)選的，所述集油導出管與所述膨脹機的潤滑油路入口之間的連接管道上設有油冷卻器。
[0021 ]采用了上述技術方案后，本實用新型的有益效果是:
[0022]本實用新型的降膜蒸發(fā)器，回油裝置采用能夠浮動于所述筒體底部內富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導出管，所述集油導出管連接至所述筒體外。在降膜蒸發(fā)器運行過程中，降膜蒸發(fā)器底部累積的潤滑油和工質，由于潤滑油的密度小于工質，混合的潤滑油和工質通常會分化為上層的富油層和底部的貧油層，浮子集油器一直浮動于富油層中，能夠保證浮子集油器在富油層收集潤滑油，收集后的潤滑油在降膜蒸發(fā)器內壓力和重力的驅動下，通過集油導出管排出降膜蒸發(fā)器。此種回油方式，大大降低了回油部分中工質的含量，提高了潤滑油的潤滑效果及降低工質的能量損失。
[0023]本實用新型的降膜蒸發(fā)器中，筒體內底部設有底部換熱管，通過底部換熱管對筒體內底部累積的潤滑油和工質繼續(xù)加熱，以進一步使底部累積的工質進行蒸發(fā)，提高蒸發(fā)效果。
[0024]本實用新型的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，省去膨脹機出口油氣分離器，回油栗，結構簡單，減少動設備數(shù)量，增強系統(tǒng)安全可靠性，降低機組的成本。同時，利用壓力差的作用將蒸發(fā)器內的潤滑油送進膨脹機，對膨脹機進行潤滑，充分利用系統(tǒng)循環(huán)內部的壓力差作用，降低機組的內耗。利用上述的降膜蒸發(fā)器，大大降低了回油部分中工質的含量，提高了潤滑油的潤滑效果及系統(tǒng)效率。
[0025]本實用新型的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，集油導出管與所述膨脹機的潤滑油路入口之間的連接管道上設有油冷卻器。油冷卻器能夠有效地降低降膜蒸發(fā)器排出的潤滑油的溫度，保證潤滑油具有合理的潤滑粘度及溫度，提高潤滑油進入后續(xù)的膨脹機內潤換油路中后的潤滑、冷卻效果。
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0027]圖1是現(xiàn)有的混合式降膜蒸發(fā)器的結構示意圖；
[0028]圖2是現(xiàn)有的全降膜蒸發(fā)器的結構示意圖；
[0029]圖3是現(xiàn)有的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0030]圖4是本實用新型中的降膜蒸發(fā)器的結構示意圖；
[0031 ]圖5是圖4中的浮子集油器的結構示意圖；
[0032]圖6是本實用新型中的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0033]圖中:1、降膜蒸發(fā)器;11、回油口；12、分配板;2、膨脹機;3、發(fā)電機;4、冷凝器;5、工質栗;6、油分離器;7、油栗;8、降膜蒸發(fā)器;81、筒體;82、工質入口；83、工質出口；84、頂部分配器;85、頂部換熱管;86、中間分配器;87、中間換熱管;88、底部換熱管;89、回油裝置;891、浮子集油器;8911、弧形板;8912、集油孔;8913、匯油孔;8914、匯油管；892、集油導出管；893、彈性伸縮管;895、浮球;9、油冷卻器；10、膨脹機；13、冷凝器；14、工質栗；15、單向閥；16、發(fā)電機。
【具體實施方式】
[0034]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0035]參照圖4，本實用新型的降膜蒸發(fā)器，包括筒體81，筒體81上端部設置有工質入口82和工質出口 83，筒體81內設置有分配器和換熱管，筒體81的底部設置有回油裝置89，回油裝置89包括能夠浮動于筒體81底部的富油層中的浮子集油器891，浮子集油器連接有集油導出管892，集油導出管892連接至筒體81外。
[0036]分配器包括設于筒體81內頂部的頂部分配器84，設于筒體81內中部的中間分配器86，頂部分配器84與中間分配器86之間設有頂部換熱管85，中間分配器下方設有中間換熱管87，筒體81內底部設有底部換熱管88。在降膜蒸發(fā)器8的實際運行過程中，液態(tài)的工質通過工質入口進入筒體81內，通過頂部分配器84均勻分配，保證降膜的均勻性，液態(tài)的工質通過降膜的方式落在頂部換熱管85表面進行換熱，經過換熱，一部分液態(tài)的工質由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)上升，另一部分未汽化的液態(tài)工質在重力作用下繼續(xù)向下流動，經過中間分配器86進一步均勻分配，降膜到中間換熱管87表面進一步換熱。中間分配器86和中間換熱管87可根據(jù)具體需要設置一層或者多層。在筒體81內底部累積液態(tài)的潤滑油和未汽化的工質，通過底部換熱管88對筒體81內底部累積的潤滑油和工質繼續(xù)加熱，以進一步使筒體81底部累積的工質進行蒸發(fā)，提高蒸發(fā)效果。所有蒸發(fā)的氣態(tài)工質從筒體上端部的工質出口排出。
[0037]參照圖5，浮子集油器891包括弧形板8911，弧形板8911的兩側邊部設有若干集油孔8912，弧形板8911的底部中心處設置有匯油孔8913，匯油孔8913固定連接有匯油管8914。
[0038]匯油管8914與集油導出管892之間連接有彈性伸縮管893，或者匯油管8914的下端部與集油導出管892滑動連接。
[0039]具體地，可以通過選擇浮子集油器891的材料或者使其空心的設置，或者在弧形板上設置空心浮球895，利用浮球895較大的浮力，使浮子集油器891能夠浮動于筒體81內底部的富油層中，以使富油層的潤滑油通過弧形板8911的兩側邊部的集油孔8912，沿著弧形板8911的上側表面向下匯集，集中到匯油孔8913，流入匯油管8914中，然后再通過集油導出管892排出降膜蒸發(fā)器8的筒體81外。
[0040]在降膜蒸發(fā)器8的運行過程中，降膜蒸發(fā)器8底部累積的潤滑油和工質，由于潤滑油的密度小于工質，混合的潤滑油和工質通常會分化為上層的富油層和底部的貧油層，浮子集油器891—直浮動于富油層中，能夠保證浮子集油器891在富油層收集潤滑油，收集后的潤滑油在降膜蒸發(fā)器8內壓力和重力的驅動下，通過集油導出管892排出降膜蒸發(fā)器8。此種回油方式，大大降低了回油部分中工質的含量，提高了潤滑油的潤滑效果及系統(tǒng)效率。
[0041]參照圖6，本實用新型的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括依次設置的降膜蒸發(fā)器8、膨脹機10、冷凝器13和工質栗14，膨脹機10連接發(fā)電機16，工質栗14與降膜蒸發(fā)器8之間設有單向閥15，降膜蒸發(fā)器8采用上述的降膜蒸發(fā)器，集油導出管892通過管道連接至膨脹機10潤滑油路入口。潤滑膨脹機運動部件的潤滑油與膨脹后的工質在膨脹機出口混合，并一起進入冷凝器內，再經工質栗將潤滑油與工質一起栗送到蒸發(fā)器中，進入下一個循環(huán)。其中，降膜蒸發(fā)器8利用上述的降膜蒸發(fā)器，大大降低了回油部分中工質的含量，提高了了潤滑油的潤滑效果及系統(tǒng)效率。
[0042]本實用新型的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，集油導出管892與膨脹機10的潤滑油路入口之間的連接管道上設有油冷卻器9。油冷卻器9能夠有效地降低降膜蒸發(fā)器8排出的潤滑油的溫度，保證潤滑油具有合理的潤滑粘度及溫度，提高潤滑油進入后續(xù)的膨脹機10內潤換油路中后的潤滑、冷卻效果。
[0043]以上所述為本實用新型最佳實施方式的舉例，其中未詳細述及的部分均為本領域普通技術人員的公知常識。本實用新型的保護范圍以權利要求的內容為準，任何基于本實用新型的技術啟示而進行的等效變換，也在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.降膜蒸發(fā)器，包括筒體，所述筒體上設置有工質入口和工質出口，所述筒體內設置有分配器和換熱管，其特征在于:所述筒體的底部設置有回油裝置，所述回油裝置包括能夠浮動于所述筒體底部內富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導出管，所述集油導出管連接至所述筒體外。2.根據(jù)權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述浮子集油器包括弧形板，所述弧形板的兩側邊部設有若干集油孔，所述弧形板的底部中心處設置有匯油孔。3.根據(jù)權利要求2所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述匯油孔固定連接有匯油管。4.根據(jù)權利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述弧形板上連接有浮球。5.根據(jù)權利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述浮子集油器為耐氟材料的浮子集油器。6.根據(jù)權利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述匯油管與所述集油導出管之間連接有彈性伸縮管。7.根據(jù)權利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述匯油管的下端部與所述集油導出管滑動連接。8.根據(jù)權利要求1至7任一項所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述筒體內頂部設有頂部分配器，所述筒體內中部設有中間分配器，所述頂部分配器與所述中間分配器之間設有頂部換熱管，所述中間分配器下方設有中間換熱管，所述筒體內底部設有底部換熱管。9.有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括依次設置的降膜蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質栗，其特征在于:所述降膜蒸發(fā)器為權利要求1至8任一項所述的降膜蒸發(fā)器，所述集油導出管通過管道連接至所述膨脹機潤滑油路入口。10.根據(jù)權利要求9所述的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述集油導出管與所述膨脹機的潤滑油路入口之間的連接管道上設有油冷卻器。
【文檔編號】B01D1/22GK205549626SQ201620198015
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】葛建民, 鄭洪財, 馬新軍
【申請人】山東科靈節(jié)能裝備股份有限公司