一种应用于余热发电系统的乏汽冷凝系统的制作方法

本发明涉及余热发电，特别涉及一种应用于余热发电系统的乏汽冷凝系统。

背景技术：

1、余热回收发电技术是采用中间介质对工业中的余热进行回收后，将中间介质通过蒸发、膨胀、冷凝和压缩，四个步骤，实现热电转化。余热回收发电技术可显著提高工业生产中燃料或能量的利用率，对于工业节能、减碳均具有显著效果。

2、其中采用非共沸混合物，如氨水，作为余热发电系统的中间介质，有利于提高余热回收效率。由于氨的沸点远比水的沸点低，可在较低的温度下处于气化状态。在蒸汽朗肯循环中，水与高温烟气的换热过程温度曲线匹配不好，传热温差较大，不可逆损失较大；氨水混合物工质的吸热蒸发为变温过程，可使热源的放热过程与混合工质的吸热过程曲线更好的匹配，最大限度地降低了放热过程中的不可逆损失，提高了热能利用效率。因此，目前以氨水为工质的余热发电系统主要应用于核电、地热、工业余热、太阳能等领域。

3、氨水循环发电系统的原理如下图1所示。图中氨水存储在工质储罐中，氨水在工质循环泵的增压下进入蒸发器，氨水吸收热源的热量后蒸发，进入分离器。分离器中，汽态的氨水混合蒸汽进入膨胀发电机组实现热电转换，做功后的蒸汽称为乏汽，乏汽离开膨胀机后进入混合器。分离器中的液态氨水(称为贫氨溶液)与乏汽在混合器中混合，混合后进入冷凝器冷凝成液态，进入工质储罐；如此循环。

4、氨水循环系统中，透平出口的排气背压是影响系统热电转化的重要参数。排气背压主要受乏汽冷凝效果的影响，只有乏汽受到很好的冷凝，才能使得系统的热效率得到很好的保障。但是混合器中贫氨溶液与乏汽容易出现混合不充分的情况，进而造成冷凝压力过高，影响了透平出口背压。当采用蒸汽朗肯循环中常规的凝汽器对氨水乏汽进行冷凝时，往往存在冷凝效果差、冷凝器温度高的问题，需要大大增加凝汽器的换热面积，以确保冷凝效果，这对于经济投入和系统的动力性能都很不利。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本申请提出一种应用于余热发电系统的乏汽冷凝系统，包括工质储罐，所述工质储罐用于存储氨水工质，所述工质储罐内设有喷淋管，所述喷淋管通过自循环管路与所述工质储罐连通；

2、所述自循环管路上设有循环泵和冷却器，所述循环泵用于对循环管道中的工质进行加压，实现喷淋所需要的压力；所述冷却器连接有第一冷却水循环管路，所述冷却器用于对循环中的工质进行冷却，使得工质的温度进一步降低。

3、进一步的，所述喷淋管设于所述工质储罐内接近顶部的位置。

4、进一步的，所述工质储罐内还设有冷却盘管。

5、进一步的，所述冷却盘管设于所述工质储罐内接近底部的位置，所述冷却盘管的两端连接有第二冷却水循环管路。

6、进一步的，通过喷淋工质流量的控制，可以根据动态工况的变化对乏汽进行喷淋促进液态和气态的氨充分混合。

7、进一步的，所述动态工况包括余热发电系统外界热源发生变化或者发电机组负载发生变化时，此时余热发电系统的乏汽中氨的比例发生较大的变化。

8、进一步的，所述乏汽冷凝系统根据罐体的压力自动调节所述循环泵的频率，实现喷淋液的流量控制

9、本发明提供的乏汽冷凝系统，相对于现有技术其有益效果在于：

10、本发明可以解决氨水乏汽不易冷凝的问题，该方式既可以用于氨水乏汽的冷凝，也可以用于其它非共沸混合物乏汽的冷凝。

技术特征：

1.一种应用于余热发电系统的乏汽冷凝系统，包括工质储罐，其特征在于：所述工质储罐用于存储氨水工质，所述工质储罐内设有喷淋管，所述喷淋管通过自循环管路与所述工质储罐连通；

2.根据权利要求1所述的乏汽冷凝系统，其特征在于：所述喷淋管设于所述工质储罐内接近顶部的位置。

3.根据权利要求2所述的乏汽冷凝系统，其特征在于：所述工质储罐内还设有冷却盘管。

4.根据权利要求3所述的乏汽冷凝系统，其特征在于：所述冷却盘管设于所述工质储罐内接近底部的位置，所述冷却盘管的两端连接有第二冷却水循环管路。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的乏汽冷凝系统，其特征在于：通过喷淋工质流量的控制，可以根据动态工况的变化对乏汽进行喷淋促进液态和气态的氨充分混合。

6.根据权利要求5所述的乏汽冷凝系统，其特征在于：所述动态工况包括余热发电系统外界热源发生变化或者发电机组负载发生变化时，此时余热发电系统的乏汽中氨的比例发生较大的变化。

7.根据权利要求5所述的乏汽冷凝系统，其特征在于，喷淋工质流量的控制包括：所述乏汽冷凝系统根据罐体的压力自动调节所述循环泵的频率，实现喷淋液的流量控制。

技术总结本发明提供一种应用于余热发电系统的乏汽冷凝系统，包括工质储罐，工质储罐用于存储氨水工质，工质储罐内设有喷淋管，喷淋管通过自循环管路与工质储罐连通；自循环管路上设有循环泵和冷却器，循环泵用于对循环管道中的工质进行加压，实现喷淋所需要的压力；冷却器连接有第一冷却水循环管路，冷却器用于对循环中的工质进行冷却，使得工质的温度进一步降低。本发明可以解决氨水乏汽不易冷凝的问题，该方式既可以用于氨水乏汽的冷凝，也可以用于其它非共沸混合物乏汽的冷凝。技术研发人员：楚万秀,冯金勇,秦培军,彭杰伟,李静芬受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一一研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/14