技术领域
[0001] 本
发明涉及低温发电技术领域，尤其是涉及
蒸发式
冷凝器及采用其的
有机朗肯循环发电系统。
背景技术
[0002]
现有技术中，由于有机朗肯循环发电系统简单、发电效率相对较高等特点，已经成为目前回收低温余热用于发电的热点技术。有机朗肯循环发
电机组在国外的应用已经有了一定的规模，多见于地热及工业废热的回收；冷凝器是有机朗肯循环发电系统的主要部件之一，其性能直接影响着系统的发电效率。
[0003] 冷凝器是有机朗肯循环发电系统的主要部件之一，其性能直接影响着系统的发电效率。冷凝方法大致有三种，分别为
风冷式、
水冷式、蒸发式冷凝。目前的有机朗肯循环
发电机组，冷凝器大多采用传统的壳
管式换热器，换热形式为水冷式。
冷却水在冷凝器中吸收工质的热量使其冷凝，然后通过
冷却塔最终将热量散至大气环境。相对于
壳管式换热器，蒸发式冷凝的主要优点是能耗低，冷凝
温度低，不需要额外配置冷却塔，但由于有机朗肯循环发电机组通常要求常年连续运行，可靠性要求较高，故此蒸发式冷凝未在有机朗肯循环发电系统中得到有效的应用。
[0004] 由于蒸发式冷凝器都不可避免地存在着
结垢和
腐蚀的缺点。由于
循环水量少，结垢和腐蚀现象比水冷式更为严重。结垢将大大降低蒸发式冷凝器的性能，因此需要进行严格的
水处理以及定期的清洗由于重要，故此急需研发一种新型的蒸发式冷凝器及其在有机朗肯循环中得到有效的应用的发电系统。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于设计一种蒸发式冷凝器及采用其的有机朗肯循环发电系统，解决上述问题。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种分体式蒸发冷凝器，包括主
箱体、引风机、挡水板、布水器、冷凝盘管和填料装置；所述主箱体内从上到下依次设有所述引风机、阻挡水滴通过所述引风机的所述挡水板、引入水分的所述布水器、接收所述布水器喷淋水分的所述冷凝盘管、接收所述冷凝盘管滴落水分的所述填料装置和引导水分流向的所述导流板；所述布水器对应所述主箱体
位置上设有进水口；所述填料装置对应位置的所述主箱体的下端设有进风口。
[0008] 优选的，所述主箱体底部还设有导流板，所述导流板流向的末端对应的所述主箱体位置上设有导流孔。
[0009] 一种采用所述的蒸发式冷凝器的有机朗肯循环发电机组，包括分体式蒸发冷凝器、工质
泵、
蒸发器和发电设备；所述发电设备包括膨胀机、发电机和供电装置；所述膨胀机与所述发电机连接；所述发电机与所述供电装置连接；所述膨胀机、所述蒸发式冷凝器、所述工质泵和所述蒸发器通过循环管道依次连接；所述分体式蒸发冷凝器可替换为蒸发式冷凝器，其中N为自然数。
[0010] 一种采用所述发电机组的发电系统包括热源装置和N组分体式蒸发冷凝器的有机朗肯循环发电机组；N组所述分体式蒸发冷凝器的有机朗肯循环发电机组与所述热源装置通过主路管道连接。
[0011] 优选的，当N大于等于2时，N组所述发电机组之间通过支路管道并联连接到所述主路管道上。
[0012] 优选的，所述支路管道上设有支路
阀门，所述主路管道上设有主路阀门。
[0013] 一种采用分体式蒸发冷凝器的有机朗肯循环发电系统，包括热源装置、供水系统和N组含有所述蒸发式冷凝器的发电机组；所述供水系统与N组所述发电机组连接；N组所述发电机组与所述热源装置通过主路管道连接；其中N为自然数。
[0014] 优选的，所述供水系统包括水泵、水箱、水处理控制装置、加药装置和排污装置；N组所述发电机组包括N组布水器和N组主箱体；N组所述布水器通过上水管道与所述水箱连接；所述上水管道上设有所述水泵；所述水箱与N组所述主箱体通过回水管道连接；所述水箱与所述加药装置连接；所述水箱底部设有排污装置；所述水箱上设有控制所述加药装置和排污装置的所述水处理控制装置。
[0015] 优选的，当N大于等于2时，N组所述布水器并联后连接到所述上水管道上；N组所述主箱体并联后连接到所述回水管道上。
[0016] 优选的，所述上水管道上均设有喷淋阀门。
[0017] 本发明的有益效果可以总结如下：
[0018] 1、本发明实现了系统的稳定运行，优化了系统能效；
[0019] 2、本发明采用采用多台包括蒸发式冷凝器的发电系统，极大的简化了水处理的控制过程，提高了系统运行效率及系统工作的可靠性和
稳定性；
[0020] 3、本发明采用蒸发式冷凝器，无需额外设置冷却塔，节约资源，降低了资源成本；
[0021] 4、本发明降低了有机朗肯循环发电机组的冷却能耗；
[0022] 5、本发明采用多台包括蒸发式冷凝器的发电系统，可用使用其中一台于执行冷凝器的清洗并作为备用机，有效的解决了蒸发式冷凝器的清洗问题，保障了基荷供电问题。
[0023] 6、本发明的在气温较低的环境下可停止喷淋，实现有机朗肯循环发电系统全年运行。
附图说明
[0024] 图1为本发明的分体式蒸发冷凝器结构示意图；
[0025] 101-引风机，102-挡水板，103-布水器，104-冷凝盘管，105-主箱体，106-填料装置，107-进风口，108-导流孔，109-导流板。
[0026] 图2为本发明的蒸发式冷凝器与供水系统连接结构示意图；
[0027] 201-水箱，202-自动补水装置，203-水泵，204-排污装置，205-水处理控制装置，206-加药装置。
[0028] 图3为本发明的采用蒸发式冷凝器的发电机组结构示意图；(编号待确定上述技术后
修改图号)
[0029] 301-蒸发式冷凝器，302-工质泵，303-蒸发器，304-膨胀机，305-发电机，306-热源装置，307-供电装置。
[0030] 图4为本发明采用蒸发式冷凝器的有机朗肯循环发电系统的结构示意图；
[0031] 401-第1发电机组，402-第2发电机组，403-第N发电机组，404-第N+1发电机组，405-主路阀门，406-支路阀门，407-喷淋阀门。
具体实施方式
[0032] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。(待确定待确认
权利要求后补充)
[0033] 对于蒸发式冷凝器，水处理以及蒸发式冷凝冷凝器的清洗至关重要，如图1所示，一种新型的分体式的蒸发冷凝器，包括主箱体105、引风机101、挡水板102、布水器103、冷凝盘管104和填料装置106；所述主箱体105内从上到下依次设有所述引风机101、所述挡水板102、所述布水器103、所述冷凝盘管104、所述填料装置106和所述导流板109；所述布水器
103对应所述主箱体105位置上设有进水口；所述填料装置106对应位置的所述主箱体105的下端设有进风口107；所述主箱体105底部还设有导流板109，所述导流板109流向的末端对应的所述主箱体105位置上设有导流孔108。
[0034] 中高温季节时，该装置以蒸发式冷却方式工作，如图2所示为本发明的分体式蒸发冷凝器301与供水系统连接结构，所述供水系统包括水泵203、水箱201、水处理控制装置205、加药装置206和排污装置204；水泵203将水箱201内的水通过上水管道送到高处的布水器103，喷淋于冷凝盘管104的表面，形成水膜。水膜受冷凝盘管104内的工质加热，一部分水膜蒸发，另一部分水膜温度升高并滴落至填料装置106，与向上的空气换热降温后流入主箱体105底部，沿导流板109通过导流孔108通过回水管道流入水箱201。
[0035] 空气则由进风口107吸入，向上经过填料装置106，将主箱体105下部及导流板109下流的水进行热交换，湿度增加，水分继续向上经
过冷凝盘管104，与水膜换热并带走蒸发的水分，水分向上经过挡水板102，挡水板102携带的液滴被拦截，空气最终由引风机101排出至大气环境。在水处理控制装置205的控制下，加药装置206执行化学药剂的加入，排污装置204执行定期的排污，以确保水质，以抑制
微生物生长，并减缓冷凝器的结垢和腐蚀。水分蒸发和排污将导致水分散失。自动补水装置202可保证水箱201内的水位恒定。
[0036] 低温季节时，该装置以空气冷却方式工作。其中，水泵203停机，水箱201内的水排空，挡水板102和填料被移除。空气由进风口107吸入，向上经过冷凝盘管104。空气与冷凝盘管104直接
接触，带走管内工质的热量。温度升高后的空气由引风机101排出至大气环境。该装置结合了分体式蒸发冷凝器301与空冷器的特点，可针对季节的不同，实现全年运行。由于采用了水箱201设计，多台机组运行时可采用公共水箱201，共用一套水处理系统，简化了水处理工艺。
[0037] 如图3所示的一种采用分体式蒸发冷凝器的有机朗肯循环发电机组，包括分体式蒸发冷凝器301、工质泵302、蒸发器303和发电设备；所述分体式蒸发冷凝器301、所述工质泵302、所述蒸发器303和所述发电设备通过循环管道依次连接；所述发电设备包括膨胀机304、发电机305和供电装置307；所述膨胀机304与所述发电机305连接；所述发电机305与所述供电装置307连接；所述膨胀机304、所述分体式蒸发冷凝器301、所述工质泵302和所述蒸发器303 通过循环管道依次连接。液态有机工质经工质泵302，送入蒸发器303；吸收热源装置306供应的热量之后，液态有机工质蒸发成为气态工质，气态工质进入发电设备中的膨胀机304做功，带动发电机305进行发电，通过供电装置307向外提供电
力。气态工质接着进入分体式蒸发冷凝器301，冷凝成为液体有机工质，再次送入工质泵302，完成
热力循环。
[0038] 单机运行时，分体式蒸发冷凝器301需要定期排污和自动补水，此外，用水必须经过水处理，以抑制微生物生长，并减缓冷凝器的结垢和腐蚀。根据冷凝盘管结垢情况，需要进行不定期停机清洗。发电设备通常要求保证不间断供电，因此单机运行时冷凝器的清洗工作会给系统带来困扰。故此在本采用分体式蒸发冷凝器301的有机朗肯循环发电机组的
基础上研发了如图4所示的一种采用分体式蒸发冷凝器301的有机朗肯循环发电机组的发电系统，该系统包括热源装置306、供水系统和N+1机组并联运行的分体式蒸发冷凝器301的有机朗肯循环发电机组；N+1组并联运行的分体式蒸发冷凝器301的有机朗肯循环发电机组包括并联连接的第1发电机组401、第2发电机组402、第N发电机组403和第N+1发电机组404，第1发电机组401、第2发电机组402、第N发电机组403和第N+1发电机组404通过支路管道并联后一端连接到主路管道上；支路管道上设有支路阀门406；主路管道上设有主路阀门405；主路管道与供热装置连接；主路管道与供热装置连接的管道上设有喷淋阀门407；第1发电机组401、第2发电机组402、第N发电机组403和第N+1发电机组404通过支路管道并联后另一端与供水系统连接；其中N+1为大于等于1的自然数；本系统采用N用1备模式，中高温季节正常运行时，其中N组发电机组运行发电时，相应N组发电机组对应的喷淋阀门407开启；1组发电机组备用并进行分体式蒸发冷凝器301清洗，1组发电机组相应的喷淋阀门407关闭。机组间的启停机顺序及时间由外部控制装置进行调节。上述过程中的分体式蒸发冷凝器301均可以用普通 的蒸发冷凝器代替，但其效果将远远不及采用分体式蒸发冷凝器达到的效果；
通过结合蒸发式冷凝与空冷式冷凝，不仅可以实现机组全年运行，还能够优化系统能效。通过多组发电机组共用一个冷却的水箱201，极大简化水处理控制过程，保证了基荷供电，提高其可靠性。
[0039] 以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
