[其他]利用低溫和中溫?zé)嵩戳黧w的改進(jìn)型級(jí)聯(lián)發(fā)電站

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85106574
• 申請(qǐng)日: 1985-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1003317B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茲維·克里格;亞歷克斯·莫里茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧馬蒂系統(tǒng)公司
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 巫肖南

多個(gè)獨(dú)立的、閉式蘭金循環(huán)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方法和發(fā)電站，將中溫或低溫?zé)嵩戳黧w加到發(fā)電站的蒸發(fā)器以產(chǎn)生放熱后的熱源流體每個(gè)蒸發(fā)器都配置有一個(gè)預(yù)熱器所說(shuō)的放熱后的熱源流體是并聯(lián)加到全部預(yù)熱器的。當(dāng)加到蒸發(fā)器的熱源流體將蒸發(fā)潛熱供給發(fā)電站的工作流體時(shí)，放熱后的熱源流體使工作流體加熱到蒸發(fā)溫度。本發(fā)明與所說(shuō)類型的常規(guī)級(jí)聯(lián)發(fā)電站相比較具有優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)闊嵩戳黧w通過(guò)熱力系統(tǒng)的溫差可以增加而不降低效率。或省，溫差可以保持而效率可以增加。無(wú)論哪一種情況按本發(fā)明的發(fā)電站所產(chǎn)生的電力都得到增加。

本發(fā)明涉及一種利用低溫和中溫?zé)嵩戳黧w的改進(jìn)型級(jí)聯(lián)發(fā)電站。

在本文以下所稱的低溫和中溫?zé)嵩戳黧w是指溫度約低于350°F的這類熱源流體，如由許多開(kāi)采井中所得到的地?zé)崃黧w和各種工藝流程所產(chǎn)生的工業(yè)液體。位于加利福尼亞南部（Southern Caifornia）靠近霍爾特維爾（Holtville）的帝國(guó)流域（Imperial Valley）的東方高原發(fā)展工程（East Mesa Development Project），目前有六口井，每小時(shí)可生產(chǎn)約四百萬(wàn)磅約324°F的地?zé)崃黧w。這樣的地?zé)崃黧w就是所述類型的熱源流體的實(shí)例。

按照慣例，電力是由所述類型熱源流體，利用閉式蘭金循環(huán)（Rankine cycle）熱機(jī)產(chǎn)生的。該熱機(jī)的工作流體是一種有機(jī)流體（如氟利昂），這種系統(tǒng)稱之謂本文所述類型的發(fā)電站。一種所述類型的熱源流體加到含有液態(tài)有機(jī)流體的所述類型發(fā)電站的蒸發(fā)器中，從而使液態(tài)有機(jī)流體轉(zhuǎn)變成蒸汽。蒸汽在渦輪發(fā)電機(jī)中膨脹，使蒸汽中的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Σa(chǎn)生放熱后的有機(jī)蒸汽，放熱后的有機(jī)蒸汽在冷凝器中冷凝。冷凝的有機(jī)流體送回到蒸發(fā)器，此循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。如果采用空氣冷卻的冷凝器，則冷凝器將放熱后的蒸汽中的余熱排到周?chē)諝庵?如果采用水冷卻的冷凝器，則將余熱排入冷卻水。一般來(lái)說(shuō)，由于參與的壓力相對(duì)來(lái)說(shuō)較低，因此蒸發(fā)器是在產(chǎn)生飽和的或僅僅稍過(guò)熱的蒸汽的壓力下工作的，所以由蒸發(fā)器、輸送蒸汽的管道系統(tǒng)和渦輪所構(gòu)成的熱交換器的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化。為了使所述類型的發(fā)電站達(dá)到最大輸出功率，通過(guò)電站整個(gè)熱交換系統(tǒng)的熱源流體的溫差和蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度必須選擇最佳值。

常規(guī)級(jí)聯(lián)發(fā)電站使用多個(gè)閉式蘭金循環(huán)發(fā)電站發(fā)電機(jī)組都連接一個(gè)熱交換器，熱源流體級(jí)聯(lián)地施加到每個(gè)發(fā)電機(jī)組的熱交換器中。無(wú)論使用什么系統(tǒng)，使系統(tǒng)產(chǎn)生的凈功率達(dá)到最大是最重要的。增加功率的一種方法是用增加熱源流體的溫差以從熱源流體中抽取更多的熱能。可是，無(wú)論用單級(jí)或級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，利用增加跨過(guò)熱交換器系統(tǒng)的熱源流體的溫差以增加從熱源流體中所抽取的熱量會(huì)影響發(fā)電站效率的降低，因?yàn)闊嵩戳黧w的平均溫度被降低了。這就導(dǎo)致在熱交換器中的工作流體的蒸發(fā)溫度降低，這樣就降低了發(fā)電站的卡諾效率（Carnot efficiency）。

在致力于增加所述類型發(fā)電站的效率和增加從熱源流體中抽取更多功率的過(guò)程中，建議在超臨界溫度和超臨界壓力下運(yùn)行。在這種情況下，由熱交換器系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)有機(jī)流體的溫度是高于上述典型的蘭金循環(huán)發(fā)電站的蒸發(fā)溫度。雖然，這方法對(duì)于增加發(fā)電站的效率和增加其輸出功率都是有效的，但是由于循環(huán)泵功率消耗較高以及費(fèi)用增加和電站的復(fù)雜性，即電站的壓力容器必須設(shè)計(jì)成在500-600磅/平方英寸的絕對(duì)壓強(qiáng)范圍的壓力下運(yùn)行，從而使增益被抵消了。

因此本發(fā)明的目的是要提供一種所述類型的新的和改進(jìn)的發(fā)電站，它比一般低壓發(fā)電站能更有效地運(yùn)行。

本發(fā)明提供一種多個(gè)蘭金循環(huán)發(fā)電站發(fā)電機(jī)組回路的運(yùn)行方法，每個(gè)發(fā)電機(jī)組具有一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器接受所施加的熱源流體來(lái)蒸發(fā)工作流體，該蒸發(fā)的工作流體被施加到一渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)接受被施加的蒸發(fā)的工作流體以產(chǎn)生放熱后的工作流體，該放熱后的工作流體則在被送回到蒸發(fā)器之前先在一冷凝器中冷凝，所述熱源流體被串聯(lián)地供應(yīng)到蒸發(fā)器回路中，使得發(fā)電機(jī)組回路中的末級(jí)發(fā)電機(jī)組的蒸發(fā)器產(chǎn)生放熱后的熱源流體，每個(gè)蒸發(fā)器提供以一個(gè)預(yù)熱器，并將所述放熱后的熱源流體以并聯(lián)方式施加到所有的預(yù)熱器中。當(dāng)加到蒸發(fā)器的熱源流體把蒸發(fā)潛熱供給電站的工作流體時(shí)，放熱后的熱源流體使工作流體加熱到蒸發(fā)溫度。

本發(fā)明與所述類型的常規(guī)級(jí)聯(lián)發(fā)電站相比較是有優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)樵摕嵩戳黧w通過(guò)熱力系統(tǒng)的溫差可以增加而不降低其效率。或者，溫差可以保持而效率可以增加。不論那一種情況，按本發(fā)明的發(fā)電站產(chǎn)生的電力是增加的。