一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统及做功系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，包括一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器首尾依次连通构成的喷射工质回路，和一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置首尾依次连通构成的制冷工质回路，制冷装置与一级工质分离器连通，制冷装置的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通，且制冷工质的沸点低于喷射工质。本发明专利技术实施例还公开了一种做功系统，包括首尾依次连通的做功装置、做功工质冷凝器以及做功工质蒸发器，做功工质冷凝器与一级蒸发器换热连通，做功工质蒸发器与一级冷凝器换热连通。本发明专利技术采用喷射方式增加蒸汽压力，并使制冷工质吸收喷射产生的低温蒸汽热量，进一步提高压力，以利用低温蒸汽，提高喷射压缩效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统及做功系统
本专利技术实施例涉及做功或发电
，具体涉及一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统及做功系统。
技术介绍
传统的制冷方式是，使液体工质在低压蒸发，然后通过压缩蒸汽的方式，获得高温高压蒸汽工质，通过冷凝使高温高压蒸汽成为液体工质，再进行下一个循环。压缩气体的方式，最常用的是通过压缩机来压缩。通过机械方式给蒸汽加压，会产生很多的热量，压缩比越大发热越多。早期也采用过喷射泵的方式压缩蒸汽，但效率很低。效率低的原因是因为，喷射过程中会产生大量的低温蒸汽，而且这些低温蒸汽无法得到充分利用，并且由于早起的喷射方式多为单级制冷，基本上是同工质喷射，压缩蒸发器内的低压蒸汽工质，由此产生的低温蒸汽只能散发到环境中。但是由于这些低温蒸汽，对于更低温度的工质来说就是高温热源。利用更低沸点的工质，做多级制冷，尤其是深冷，则可以充分利用这些单级制冷产生的低温蒸汽。因此如何利用创造的低温，是提高发电效率的关键。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统及做功系统，以解决现有技术中采用喷射泵压缩蒸汽效率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，包括一级发生器、一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置，所述一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器首尾依次连通，并构成喷射工质回路，所述一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置首尾依次连通，并构成制冷工质回路，所述一级喷射泵上设有工作流体入口和引射蒸汽入口，所述一级发生器与一级喷射泵的工作流体入口连通，供喷射工质自一级发生器进入一级喷射泵内，所述制冷装置的入口与一级工质分离器连通，供分离后的制冷工质返回制冷装置，且制冷装置的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通，供制冷工质在制冷装置出口被喷射工质引射入一级喷射泵内，并增压，其中，制冷工质的沸点低于喷射工质。进一步地，所述制冷装置包括膨胀机和换热器，所述膨胀机的入口与一级工质分离器连通，且膨胀机的出口与换热器连通，所述换热器的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通。进一步地，所述制冷装置包括一级蒸发器和一级冷凝器，所述一级冷凝器的入口与一级工质分离器连通，且一级冷凝器的出口与一级蒸发器连通，所述一级蒸发器的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通。进一步地，所述制冷系统包括一组供液体工质循环的喷射工质回路和一组供气体工质循环的喷射工质回路，使供液体工质循环的喷射工质回路包括首尾依次连通的一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器，并使供气体工质循环的喷射工质回路包括首尾依次连通的高压蒸汽发生器、蒸汽喷射泵以及蒸汽工质分离器，所述一级工质分离器的蒸汽出口与蒸汽喷射泵的引射蒸汽入口连通，所述蒸汽工质分离器与一级冷凝器的入口连通，所述一级冷凝器的出口与一级蒸发器的入口连通，所述一级蒸发器的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通。进一步地，所述喷射工质回路还包括用于制冷工质冷凝的冷凝回路，所述冷凝回路包括首尾依次连通的制冷喷射泵、制冷冷凝器以及制冷蒸发器，所述一级发生器的出口与制冷喷射泵的工作流体入口连通，所述制冷蒸发器的出口与制冷喷射泵的引射蒸汽入口连通，且制冷蒸发器与一级冷凝器器通过换热的方式连通。进一步地，所述制冷系统上逐级叠加有n级低温工质制冷系统，所述低温工质制冷系统包括低温工质发生器、低温级喷射泵、低温级工质分离器、低温级冷凝器以及低温级蒸发器，所述低温工质发生器、低温级喷射泵、低温级工质分离器首尾依次连通，并构成低温喷射工质回路，所述低温级喷射泵、低温级工质分离器、低温级冷凝器以及低温级蒸发器首尾依次连通，并构成低温制冷工质回路，所述低温级冷凝器与上一级制冷系统的一级蒸发器通过换热的方式连通，其中，所述低温级喷射泵的工作流体入口与上一级或者更上一级制冷系统的一级发生器连通。根据本专利技术实施例的第二方面，一种做功系统，采用本实施例所述一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，包包括首尾依次连通的做功装置、做功工质冷凝器以及做功工质蒸发器，以供做功工质的循环，所述制冷装置包括一级蒸发器和一级冷凝器，所述做功工质冷凝器与一级蒸发器通过换热的方式连通，使制冷系统的低温液体工质，冷凝做功装置出口的做功工质蒸汽，所述做功工质蒸发器与一级冷凝器通过换热的方式连通，使制冷系统的气体制冷工质被一级喷射泵提升压力并压缩后，与做功工质蒸发器换热冷凝；其中，所述做功装置包括带液的膨胀机；或做功装置的出口连通有蒸汽节流装置。进一步地，所述做功装置的出口连通有节流的液化装置，并在做功装置的出口与液化装置的入口之间，串联有辅助蒸发器，以辅助制冷，降低进入液化装置的蒸汽工质温度，并使经过节流后，未液化的蒸汽工质经一级蒸发器冷凝。进一步地，所述做功工质蒸发器与做功装置之间串联有二级蒸发器，所述二级蒸发器与做功工质蒸发器之间通过工质泵连通，以供做功工质超临界循环，使做功工质蒸发器在汽化液体做功工质的过程中，先将液体工质加热到接近临界温度，然后靠蒸汽压力将液体工质压出，由工质泵再次加压后送入第二蒸发器汽化，其中，所述第二蒸发器为超临界蒸发器。进一步地，所述做功系统上逐级叠加有n级低温工质做功系统，使低温工质做功系统中的做功工质蒸发器依次与上一级做功系统的做功工质冷凝器通过换热的方式连通，其中，n为大于或等于2的正整数，且各级系统的做功工质为异种工质，使上级系统中做功工质的临界温度比下级系统中做功工质的临界温度高，以形成不同温度梯度的系统组合。本专利技术实施例具有如下优点：本专利技术提供的利用喷射方式压缩气体的制冷系统，设置一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器首尾依次连通，构成喷射工质回路，以及一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置首尾依次连通，构成制冷工质回路，通过一级喷射泵的喷射方式，采用液体喷射工质来引射，使制冷工质在制冷装置的出口，被喷射工质引射入喷射泵内，使制冷工质的气体成为高压气体，并经工质分离器进行气液分离，使分离后的高压的蒸汽工质返回制冷装置，经冷凝后用于制冷，且液体喷射工质返回一级发生器，再次进行制冷循环，从而采用喷射方式，由喷射工质给制冷工质增压，避免了高压缩比的机械压缩，引起的被压缩气体的温度过度升高，降低了冷凝的负荷压力，同时，对于多级复叠的系统，由于多种低沸点工质系统的复叠，之前所述的造成喷射制冷系统效率低的，需要冷凝的大量的低压蒸汽，可以作为更低沸点工质的加热源，提高更低沸点工质的蒸汽压，来用于更低沸点工质的喷射制冷，从而利用低温蒸汽，提高喷射压缩制冷的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，其特征在于：所述制冷系统包括一级发生器、一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置，所述一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器首尾依次连通，并构成喷射工质回路，所述一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置首尾依次连通，并构成制冷工质回路，所述一级喷射泵上设有工作流体入口和引射蒸汽入口，所述一级发生器与一级喷射泵的工作流体入口连通，供喷射工质自一级发生器进入一级喷射泵内，所述制冷装置的入口与一级工质分离器连通，供分离后的制冷工质返回制冷装置，且制冷装置的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通，供制冷工质在制冷装置出口被喷射工质引射入一级喷射泵内，并增压，其中，制冷工质的沸点低于喷射工质。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，其特征在于：所述制冷系统包括一级发生器、一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置，所述一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器首尾依次连通，并构成喷射工质回路，所述一级喷射泵、一级工质分离器以及制冷装置首尾依次连通，并构成制冷工质回路，所述一级喷射泵上设有工作流体入口和引射蒸汽入口，所述一级发生器与一级喷射泵的工作流体入口连通，供喷射工质自一级发生器进入一级喷射泵内，所述制冷装置的入口与一级工质分离器连通，供分离后的制冷工质返回制冷装置，且制冷装置的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通，供制冷工质在制冷装置出口被喷射工质引射入一级喷射泵内，并增压，其中，制冷工质的沸点低于喷射工质。


2.根据权利要求1所述一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，其特征在于：所述制冷装置包括膨胀机和换热器，所述膨胀机的入口与一级工质分离器连通，且膨胀机的出口与换热器连通，所述换热器的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通。


3.根据权利要求1所述一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，其特征在于：所述制冷装置包括一级蒸发器和一级冷凝器，所述一级冷凝器的入口与一级工质分离器连通，且一级冷凝器的出口与一级蒸发器连通，所述一级蒸发器的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通。


4.根据权利要求3所述一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，其特征在于：所述制冷系统包括一组供液体工质循环的喷射工质回路和一组供气体工质循环的气体工质喷射回路，供液体工质循环的喷射工质回路包括首尾依次连通的一级发生器、一级喷射泵以及一级工质分离器，气体工质喷射回路包括首尾依次连通的高压蒸汽发生器、蒸汽喷射泵以及蒸汽工质分离器，所述一级工质分离器的蒸汽出口与蒸汽喷射泵的引射蒸汽入口连通，所述蒸汽工质分离器与一级冷凝器的入口连通，所述一级冷凝器的出口与一级蒸发器的入口连通，所述一级蒸发器的出口与一级喷射泵的引射蒸汽入口连通。


5.根据权利要求4所述一种利用喷射方式压缩气体的制冷系统，其特征在于：所述喷射工质回路还包括用于制冷工质冷凝的冷凝回路，所述冷凝回路包括首尾依次连通的制冷喷射泵、制冷冷凝器以及制冷蒸发器，所述一级发生器的出口与制冷喷射泵的工作流体入口连通，所述制冷蒸发器的出口与制冷喷射泵的引射蒸汽入口连通，且制冷蒸发器与一级冷凝器器通过换热的方式连通。


6.根据权利要求5所述一种利用喷射方式压...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成勋，
申请(专利权)人：郑成勋，
类型：发明
国别省市：北京;11