一种可变热源的ORC发电系统
技术领域
本实用新型涉及节能发电技术领域，具体涉及一种可变热源的ORC发电系统。
背景技术
冶金、制药、化工等多种行业中都有大量的余热被浪费，有些行业的余热资源的温度是变化的不利于利用。随着国家节能减排政策的实施，对于余热的利用逐渐被人们认识起来，同时有效的利用余热可以产生不错的经济效益。有机朗肯循环(Organic RankineCycle，简称ORC)是余热利用最有效的途径之一，其循环原理是采用比水沸点低的有机工质进行动力循环，将低品位热源转化为电能。现有市场的余热利用系统的通用性普遍不高，系统性能不够稳定，一种可变热源的ORC发电系统是解决该问题的有效方式，系统通用性高，稳定性强。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有发电系统中不稳定热源利用不充分的问题，进而提出一种可变热源的ORC发电系统。
本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种可变热源的ORC发电系统包括储能换热器、预热器、蒸发器、过热器、汽轮机、发电机、冷凝器和工质泵，
第一热源管路的出口端与过热器的热源介质输入端连接，过热器的热源介质输出端与第二热源管路的进口端连接，第二热源管路的出口端与蒸发器的热源介质输入端连接，蒸发器的热源介质输出端与第三热源管路的进口端连接，第三热源管路的出口端与预热器的热源介质输入端连接，预热器的热源介质输出端与第四热源管路的进口端连接，第五热源管路的进口端与第一热管管路的进口端连接，第五热源管路的出口端与储能换热器的热源介质输入端连接，储能换热器的热源介质输出端与第六热源管路的进口端连接，第六热源管路的出口端与第四热源管路的出口端连接；
工质泵的输出端与第一工质管路的进口端连接，第一工质管路的出口端与预热器的工质输入端连接，预热器的工质输出端与第二工质管路的进口端连接，第二工质管路的出口端与蒸发器的工质输入端连接，蒸发器的工质输出端与第三工质管路的进口端连接，第三工质管路的出口端与过热器的工质输入端连接，过热器的工质输出端与第四工质管路的进口端连接，第四工质管路的出口端与汽轮机的输入端连接，汽轮机的动力输出端与第五工质管路的进口端连接，第五工质管路的出口端与发电机的输入端连接，汽轮机的排汽输出端与第六工质管路的进口端连接，第六工质管路的出口端与冷凝器的工质输入端连接，冷凝器的工质输出端与第七工质管路的进口端连接，第七工质管路的出口端与工质泵的输入端连接，第八工质管路的进口端与预热器的工质输入端连接，第八工质管路的出口端与储能换热器的工质输入端连接，储能换热器的工质输出端与第九工质管路的进口端连接，第九工质管路的出口端与预热器的工质输出端连接；
第一冷源管路的出口端与冷凝器的冷源介质输入端连接，冷凝器的冷源介质输出端与第二冷源管路的进口端连接。
本实用新型与现有技术相比包含的有益效果是：
本实用新型的可变热源的ORC发电系统可以实现对温度经常变化的热源的高效利用，在热源温度高时提高热源的利用效率，热源温度低时可以为工质循环补充热量，使系统输出电力稳定。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图，其中箭头的方向表示介质流动的方向。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种可变热源的ORC发电系统包括储能换热器3、预热器6、蒸发器7、过热器8、汽轮机9、发电机10、冷凝器11和工质泵12，
第一热源管路101的出口端与过热器8的热源介质输入端连接，过热器8的热源介质输出端与第二热源管路102的进口端连接，第二热源管路102的出口端与蒸发器7的热源介质输入端连接，蒸发器7的热源介质输出端与第三热源管路103的进口端连接，第三热源管路103的出口端与预热器6的热源介质输入端连接，预热器6的热源介质输出端与第四热源管路104的进口端连接，第五热源管路105的进口端与第一热管管路101的进口端连接，第五热源管路105的出口端与储能换热器3的热源介质输入端连接，储能换热器3的热源介质输出端与第六热源管路106的进口端连接，第六热源管路106的出口端与第四热源管路104的出口端连接；
工质泵12的输出端与第一工质管路201的进口端连接，第一工质管路201的出口端与预热器6的工质输入端连接，预热器6的工质输出端与第二工质管路202的进口端连接，第二工质管路202的出口端与蒸发器7的工质输入端连接，蒸发器7的工质输出端与第三工质管路203的进口端连接，第三工质管路203的出口端与过热器8的工质输入端连接，过热器8的工质输出端与第四工质管路204的进口端连接，第四工质管路204的出口端与汽轮机9的输入端连接，汽轮机9的动力输出端与第五工质管路205的进口端连接，第五工质管路205的出口端与发电机10的输入端连接，汽轮机9的排汽输出端与第六工质管路206的进口端连接，第六工质管路206的出口端与冷凝器11的工质输入端连接，冷凝器11的工质输出端与第七工质管路207的进口端连接，第七工质管路207的出口端与工质泵12的输入端连接，第八工质管路208的进口端与预热器6的工质输入端连接，第八工质管路208的出口端与储能换热器3的工质输入端连接，储能换热器3的工质输出端与第九工质管路209的进口端连接，第九工质管路209的出口端与预热器6的工质输出端连接；
第一冷源管路301的出口端与冷凝器11的冷源介质输入端连接，冷凝器11的冷源介质输出端与第二冷源管路302的进口端连接。
本实用新型的可变热源的ORC发电系统结构包括包含3个循环系统：热源循环、有机工质循环、冷凝循环。
热源循环：热源介质通过过热器8、蒸发器7、预热器6与工质循环工质进行换热，在热源温度高于正常工作温度时部分热源介质与储能换热器3进行换热。
工质循环：有机工质在蒸发器7被加热为饱和蒸汽，在过热器8将饱和蒸汽加热为过热蒸汽(过热度约为4-8℃)，然后过热蒸汽进入汽轮机9开始做功，带动发电机10发电。做功后的工质蒸汽，进入冷凝器11中进行冷凝成液态，并带有一定的过冷度，随后经过工质泵12输入到预热器6加热，加热后的工质继续进入蒸发器7进行加热，完成一个系统循环。
冷凝循环：冷源介质通过冷凝器11与工质蒸汽进行换热，将工质蒸汽冷凝成液态。
本实施方式中第一热源管路101的进口端与热源进口连接，第四热源管路104的出口端与热源出口连接，第一冷源管路301的进口端与冷源进口连接，第二冷源管路302的出口端与冷源出口连接。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述第五热源管路105上设有第一调节阀1，第八工质管路208上设有第二调节阀4和第一截止阀5，第九工质管路209上设有第二截止阀2。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
热源温度为系统设定温度时：第一调节阀1、第二调节阀4全闭，第二截止阀2、第一截止阀5关闭，热源工质依次通过过热器8、蒸发器7和预热器6与工质循环的工质进行换热，最后流至热源出口，工质经过加热后进入汽轮机9开始做功，做功后的工质进入冷凝器11凝结为液体，然后经过工质泵12泵回预热器6，完成做功循环。
热源温度高于系统设定温度时：第一调节阀1开启、第二调节阀4全闭，第二截止阀2、第一截止阀5关闭，储能换热器3并入热源循环进入储热模式。部分热源工质依次通过过热器8、蒸发器7和预热器6与工质循环的工质进行换热，工质经过加热后进入汽轮机9开始做功，做功后的工质进入冷凝器11凝结为液体，然后经过工质泵12泵回预热器6，完成做功循环；部分热源工质与储能换热器3进行换热将热量储存在储能换热器3中，换热后的热源工质流至热源出口。
热源温度低于系统设定温度时：第一调节阀1全闭、第二调节阀4开启，第二截止阀2、第一截止阀5开启，储能换热器3并入热源循环进入放热模式，全部热源工质依次通过过热器8、蒸发器7和预热器6与工质循环的工质进行换热，最后流至热源出口，工质循环内的工质经过工质泵12后一部分工质进入预热器6，另一部分工质进入储能换热器3进行加热，加热后的工质一同流入蒸发器7，经蒸发器7加热蒸发后，蒸汽进入过热器8过热，然后进入汽轮机9开始做功，做功后的工质进入冷凝器11凝结为液体，然后流至工质泵12完成循环。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述预热器6为管壳式预热器。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述蒸发器7为釜式蒸发器。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述过热器8为管壳式过热器。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述第一截止阀5和第二截止阀2均为波纹管密封截止阀。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。
工作原理
在热源温度与系统设定温度相同时，系统正常工作，当热源温度高于系统温度时，通过储能换热器3将多余的能量储存；当热源温度低于系统温度时，将储能换热器3储存的热量释放，补充工质循环缺少的热量；从而实现了对温度变化热源的高效利用，稳定系统输出电力。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
