【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电领域，具体涉及一种无机工质闭式循环橇装发电系统。
技术介绍
1、橇装发电系统的功能模块高度集成，设备布置紧凑，安装方便，能显著减少现场组装时间及管理难度，降低成本，适用于海洋工程平台、站场等对特殊工况场景，很好地克服了散装式发电系统占地面积大、管道多、管理难、成本高的缺点。
2、然而，现有橇装发电系统多采用有机工质，至少需要设置两个循环系统(导热油循环系统、有机工质循环系统)才能实现工作循环，系统结构复杂，成本高，并且有机工质在高温高压下容易裂解，易燃易爆，存在巨大的安全隐患，只适用于低品味余热的场景，应用范围有限。
技术实现思路
1、本专利技术旨在针对现有技术存在的问题，提供一种无机工质闭式循环橇装发电系统，所述发电系统采用无机工质作为循环介质，安全无毒，适用于高温高压场景，闭式循环有利于物质效能的最大化利用，橇装结构简单，便于安装管理，应用场景广泛。
2、为了实现本专利技术的专利技术目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种无机工质闭式循环橇装发电系统，包括:
4、锅炉、膨胀发电机组、工质冷凝系统、工质增压系统、轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置；
5、锅炉、膨胀发电机组、工质冷凝系统、工质增压系统、轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置经管路依次连接；
6、液态无机工质在锅炉内升温、气化、过热后，转变为高温高压蒸汽，经管路输入膨胀发电机组，在其内做功，产生电能
7、做功后的无机工质转变为低温乏汽，流出膨胀发电机组之后，经工质冷凝系统换热冷凝，形成液态的无机工质凝液；
8、无机工质凝液从工质冷凝系统流出后经工质增压系统增压后，依次流经轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置；
9、所述轴封加热装置的入口经管道与膨胀发电机组的轴封部位连接，膨胀发电机组内轴封部位的部分高温乏汽流入轴封加热装置，与流经轴封加热装置的无机工质凝液进行换热升温；而高温乏汽降温冷凝后从轴封加热装置的出口流出后被输入工质冷凝系统的入口；
10、所述第一高压加热装置的入口经管道与膨胀发电机组的中间部位连接，膨胀发电机组内中间部位的部分高温乏汽流入第一高压加热装置，对流经第一高压加热装置的无机工质凝液进行换热升温；而高温乏汽降温冷凝后从第一高压加热装置的出口流出与轴封加热装置的出口汇合后被输入工质冷凝系统的入口；
11、所述第二高压加热装置的入口经管道与膨胀发电机组的高压端或前端部位连接，膨胀发电机组的高压端或前端部位的部分高温乏汽流入第二高压加热装置，对流经第二高压加热装置的无机工质凝液进行换热升温；而高温乏汽降温冷凝后进入第一高压加热装置，与第一高压加热装置的工质混合后从第一加热装置的出口流出后，与轴封加热装置的出口汇合后被输入工质冷凝系统的入口；
12、无机工质凝液经多级换热升温后流入锅炉，开始新的做功循环。
13、所述无机工质为脱离子水、rh400。
14、所述无机工质抗氧化性能好，不形成氧化铁等离子，相较于有机工质而言，无机工质无毒、无腐蚀、阻燃、环境友好、无污染，能适用于高温高压环境，具有广泛的应用前景。
15、所述高温乏汽或低温乏汽由高温高压的无机工质蒸汽在膨胀发电机组内做功后形成。
16、膨胀发电机组内不同部位高温乏汽的温度不同，轴封部位高温乏汽的温度大约在180～350℃之间；膨胀发电机组中间部位高温乏汽的温度在50～80℃之间；膨胀发电机组高压端或前端部位高温乏汽的温度在150～180℃之间；膨胀发电机组出口部位低温乏汽的温度在30～60℃之间；将膨胀发电机组内不同部位的高温乏汽分别输入轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置，利高温乏汽对无机工质凝液逐级进行换热升温，实现了能量的循环利用。
17、所述膨胀发电机组为膨胀机、汽轮机的任意一种。
18、所述工质冷凝系统所采用的冷却介质为海水、空气以及其它形式的低温介质。
19、所述轴封加热装置、第一高压加热装置和第二高压加热装置分别选自浮头式换热器、u形管式换热器、固定管板式换热器、板式换热器、绕管式换热器、热管式换热器、板翅式换热器、夹套式换热器、喷淋式换热器或沉浸式蛇管换热器的一种或几种；优选的，采用绕管式换热器。
20、所述工质增压系统优选为增压泵，所述增压泵为现有技术中的常见设备，本专利技术对增压泵没有特别的限制，常见的采用离心泵。
21、本专利技术的基本原理：
22、液态无机工质在锅炉内升温、气化、过热后，转变为高温高压蒸汽，经管路输入膨胀发电机组，在其内做功，产生电能；
23、无机工质的高温高压蒸汽做功后转变为低温乏汽，流出膨胀发电机组之后，经工质冷凝系统换热冷凝，形成液态的无机工质凝液；
24、无机工质凝液经工质增压系统4增压后，依次流经轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置；利用高温乏汽进行换热升温，无机工质凝液经多级升温后流入锅炉，开始新的做功循环。
25、根据本专利技术的技术方案，所述锅炉1用于对液态无机工质进行加热升温，液态无机工质升温、汽化、过热后，产生系统发电所需的高温高压蒸汽，输入膨胀发电机组内进行做功发电。
26、所述锅炉选用补燃形式的烟气余热锅炉，或采用直接燃烧的锅炉。优选的，所述锅炉为烟气余热锅炉。当锅炉1为烟气余热锅炉时，液态无机工质在烟气余热锅炉内与高温烟气进行换热，实现液态无机工质的升温、汽化、过热，产生系统发电所需的高温高压蒸汽，而高温烟气则降至一定的温度，从烟气出口排出，达到余热利用的目的。
27、本专利技术对烟气余热锅炉的高温烟气来源没有特别限制，所述高温烟气可以是热水锅炉、燃气轮机、内燃机、加热炉或反应炉燃烧后形成的高温烟气。
28、当锅炉为烟气余热锅炉时，在烟气余热锅炉的烟气入口设置烟气三通调节阀组，所述烟气三通调节阀组用于对进入烟气余热锅炉内的高温烟气进行调节，当高温烟气量过大或温度过高时，通过三通调节阀组将部分高温烟气经旁路从烟气出口排出，防止排烟温度过高、负荷超载。
29、根据本专利技术的技术方案，优选的，所述工质冷凝系统还设有水环真空系统，所述水环真空系统与工质冷凝系统相连，用于形成真空系统，将无机工质中的不凝汽抽出，并且最大化的将工质热能转化成机械能。
30、根据本专利技术的技术方案，优选的，所述膨胀发电机组还设有润滑油系统，所述润滑油系统为膨胀发电机组提供满足要求的润滑油，保证设备正常运行。
31、根据本专利技术的技术方案，优选的，所述发电系统还设有凝液储存装置，所述凝液储存装置经第一阀门、第二阀门与工质冷凝系统下游的管线并联连接，当发电系统停机维护期间或出现紧急情况时，通过第一阀门、第二阀门控制无机工质凝液流入凝液储存装置，用于储存设备及管道内的无机工质凝液。
32、根据本专利技术的技术方案，优选的，所述发电系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无机工质闭式循环橇装发电系统，包括:
2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于：所述无机工质为脱离子水或RH400。
3.如权利要求2所述的无机工质闭式循环橇装发电系统，其特征在于：所述锅炉为烟气余热锅炉，液态无机工质在烟气余热锅炉内与高温烟气换热升温，转化为高温高压蒸汽。
4.如权利要求3所述的发电系统，其特征在于：烟气余热锅炉的烟气入口设置烟气三通调节阀组，用于对进入烟气余热锅炉内的烟气进行调节。
5.如权利要求4所述的发电系统，其特征在于：还设置凝液储存装置，所述凝液储存装置经第一阀门、第二阀门与工质冷凝系统下游的管线并联连接，用于储存无机工质凝液。
6.如权利要求5所述的发电系统，其特征在于：所述膨胀发电机组设置润滑油系统。
7.如权利要求6所述的发电系统，其特征在于：所述工质冷凝系统还设置水环真空系统，所述水环真空系统与工质冷凝系统相连，用于形成真空，将无机工质中的不凝汽抽出，并且最大化的将工质热能转化成机械能。
8.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述膨胀发电机组选自
9.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述工质冷凝系统的冷却介质为海水、空气或其它形式的低温介质。
10.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置选自浮头式换热器、U形管式换热器、固定管板式换热器、板式换热器、绕管式换热器、热管式换热器、板翅式换热器、夹套式换热器、喷淋式换热器或沉浸式蛇管换热器中的一种或几种。
11.如权利要求10所述的发电系统，其特征在于，所述第一高压加热装置、第二高压加热装置采用绕管式换热器。
12.如权利要求7所述的发电系统，其特征在于，所述膨胀发电机组、工质冷凝系统、工质增压系统、轴封加热装置、第一高压加热装置、第二高压加热装置、水环真空系统、润滑油系统、凝液储存装置构成1个橇块；
13.如权利要求1-12任一项所述的发电系统，其特征在于，包括多套锅炉，用于对液态无机工质进行加热升温；无机工质凝液从工质冷凝系统流出后分为多路，经多级加热升温后分别流入相应的锅炉，经锅炉升温、气化、过热后，转变为高温高压蒸汽，输入膨胀发电机组，开启做功循环。
...【技术特征摘要】
1.一种无机工质闭式循环橇装发电系统，包括:
2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于：所述无机工质为脱离子水或rh400。
3.如权利要求2所述的无机工质闭式循环橇装发电系统，其特征在于：所述锅炉为烟气余热锅炉，液态无机工质在烟气余热锅炉内与高温烟气换热升温，转化为高温高压蒸汽。
4.如权利要求3所述的发电系统，其特征在于：烟气余热锅炉的烟气入口设置烟气三通调节阀组，用于对进入烟气余热锅炉内的烟气进行调节。
5.如权利要求4所述的发电系统，其特征在于：还设置凝液储存装置，所述凝液储存装置经第一阀门、第二阀门与工质冷凝系统下游的管线并联连接，用于储存无机工质凝液。
6.如权利要求5所述的发电系统，其特征在于：所述膨胀发电机组设置润滑油系统。
7.如权利要求6所述的发电系统，其特征在于：所述工质冷凝系统还设置水环真空系统，所述水环真空系统与工质冷凝系统相连，用于形成真空，将无机工质中的不凝汽抽出，并且最大化的将工质热能转化成机械能。
8.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述膨胀发电机组选自膨胀机、汽轮机...
【专利技术属性】
技术研发人员：邸泰深，刁福俊，蒋呈奎，郭晓坤，苗红仁，郭霞，
申请(专利权)人：北京碧海能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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