阅读说明：本技术 一种有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统 (Refrigerant outlet side refrigerant gas-liquid separation system of plate heat exchanger of organic Rankine generator set ) 是由 查晓冬 魏辉 甘国稳 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统,该系统包括气液分离器、旁路管、冷媒罐和电动阀,气液分离器设置在换热器冷媒出口侧,旁路管一端连接气液分离器的排液口,另一端连接有机朗肯发电机组的低压侧,旁路管上连接冷媒罐和设置在冷媒罐下游的电动阀,冷媒罐内设有液位开关,液位开关限定了液位上限和液位下限,液位下限高于冷媒罐的排液口,电动阀被设定为当冷媒罐内的实际冷媒液面降至液位下限时,电动阀关闭,当冷媒罐内的实际冷媒液面达到液位上限时,电动阀打开。该系统既避免了冷媒液滴进入膨胀机,也有效防止了冷媒气体进入低压侧,有助于维持系统效率和稳定性。(The invention discloses a refrigerant outlet side refrigerant gas-liquid separation system of an organic Rankine generator set plate type heat exchanger, which comprises a gas-liquid separator, a bypass pipe, a refrigerant tank and an electric valve, wherein the gas-liquid separator is arranged on the refrigerant outlet side of the heat exchanger, one end of the bypass pipe is connected with a liquid discharge port of the gas-liquid separator, the other end of the bypass pipe is connected with a low pressure side of the organic Rankine generator set, the refrigerant tank and the electric valve arranged on the downstream of the refrigerant tank are connected on the bypass pipe, a liquid level switch is arranged in the refrigerant tank, the liquid level switch limits an upper liquid level limit and a lower liquid level limit, the lower liquid level limit is higher than the liquid discharge port of the refrigerant tank, the electric valve is set to be closed when the actual refrigerant liquid level in. The system avoids the refrigerant liquid drops from entering the expansion machine, effectively prevents the refrigerant gas from entering the low-pressure side, and is beneficial to maintaining the efficiency and the stability of the system.)

一种有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离 系统

技术领域

本发明涉及余热发电领域，特别涉及一种有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统。

背景技术

有机朗肯发电机组的核心部件膨胀机对冷媒液滴的冲击异常敏感，严重时会造成膨胀机损坏，而由于负荷变化以及换热器特性，在换热器冷媒出口侧常出现冷媒液滴。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种一种有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统，包括气液分离器、旁路管、冷媒罐和电动阀，气液分离器设置在换热器冷媒出口侧，旁路管一端连接气液分离器的排液口，另一端连接有机朗肯发电机组的低压侧，旁路管上连接冷媒罐和设置在冷媒罐下游的电动阀，冷媒罐内设有液位开关，液位开关限定了液位上限和液位下限，液位下限高于冷媒罐的排液口，电动阀被设定为当冷媒罐内的实际冷媒液面降至液位下限时，电动阀关闭，当冷媒罐内的实际冷媒液面达到液位上限时，电动阀打开。

本发明的有益效果在于：(1)采用气液分离器从冷媒气体中分离出冷媒液滴，冷媒液滴从旁路管进入低压侧，防止了冷媒气体中残留冷媒液滴进入膨胀机而造成膨胀机受损；(2)由于负荷变化及波动，分离的冷媒液滴也会波动，如果不对旁路管加以控制，在负荷变化波动时，会造成冷媒气体通过旁路管进入低压侧，从而影响系统效率和稳定性，本实施方式在旁路管上接入一个冷媒罐和一个电动阀，通过根据液面高度控制电动阀的开启和关闭，液位下限高于冷媒罐的排液口，使得冷媒罐内始终存在液态冷媒，阻止了冷媒气体进入低压侧。

在某些实施方式中，有机朗肯发电机组还包括膨胀机、发电机、冷凝器和冷媒泵，换热器、气液分离器、膨胀机、冷凝器和冷媒泵闭环相连。

在某些实施方式中，有机朗肯发电机组还包括储液罐，冷凝器的冷媒出口连接储液罐的入口，储液罐的出口连接冷媒泵的入口。储液罐用于存储冷媒液体，可以起到稳定冷媒流量的作用。

在某些实施方式中，液位开关为浮球式液位开关、电容式液位开关或者电子式液位开关。

在某些实施方式中，旁路管连接在冷凝器的上游。

在某些实施方式中，有机朗肯发电机组还包括冷却塔和冷却水循环泵，冷凝器的冷却水出口连接冷却水循环泵的入口，冷却水循环泵的出口连接冷却塔的入水口，冷却塔的出水口连接冷凝器的冷却水入口。冷却塔和冷却水循环泵产生循环冷却水，用以冷却冷凝器中的冷媒。

在某些实施方式中，冷媒罐立式设置。冷媒罐立式放置时，冷媒罐内的冷媒液柱更高，更容易阻挡冷媒气体通过。

在某些实施方式中，冷媒罐设置在低于气液分离器的位置。气液分离器从冷媒气体中分离得到的冷媒液滴可以借助重力流入冷媒罐。

在某些实施方式中，冷媒罐的排液口位于冷媒罐的底部。

附图说明

图1为本发明一实施方式的有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统。

图2为本发明一实施方式的有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统之冷媒罐示意图。

图3为本发明另一实施方式的有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1和图3，本发明提供一种有机朗肯发电机组板式换热器冷媒出口侧冷媒气液分离系统，该系统包括气液分离器1、旁路管2、冷媒罐3和电动阀4。气液分离器1设置在换热器5的冷媒出口侧。旁路管2一端连接气液分离器1的排液口，另一端连接有机朗肯发电机组的低压侧。旁路管2上连接冷媒罐3和设置在冷媒罐3下游的电动阀4。再结合图2，冷媒罐3内设有液位开关，液位开关限定了液位上限和液位下限，液位下限高于冷媒罐3的排液口11。通过液位开关控制电动阀4的通断，具体而言，电动阀4被设定为当冷媒罐3内的实际冷媒液面降至液位下限时，电动阀4关闭；当冷媒罐3内的实际冷媒液面达到液位上限时，电动阀4打开。优选地，冷媒罐3的排液口设置在冷媒罐3的底部。液位开关可以为浮球式液位开关、电容式液位开关或者电子式液位开关，也可以是其他类型的液位开关。液位下限和液位下限的具***置可以根据需求进行设定，此处不再赘述。

进一步地，请参考图1，有机朗肯发电机组还包括膨胀机6、发电机7、冷凝器8和冷媒泵10，换热器5的冷媒侧、气液分离器1、膨胀机6、冷凝器8的冷媒侧和冷媒泵10闭环相连。旁路管2的一端可以连接换热器5的下游，另一端可以连接冷凝器8的上游。本申请的换热器5又可称作蒸发器，一般包括冷媒侧入口、冷媒测出口、余热流入口和余热流出口。在换热器5中，余热流与冷媒换热，使冷媒蒸发形成冷媒气体。冷媒气体进入气液分离器1中进行气液分离，冷媒气体进入膨胀机6，使膨胀机6做功，带动发电机7运转发电，而分离出的冷媒液体经旁路管2借助重力进入有机朗肯发电机组的低压侧。冷凝器8用于将冷媒气体冷却为冷媒液体，冷媒泵10用于将冷媒液体升压去到换热器5换热。

进一步地，请参考图3，有机朗肯发电机组还包括储液罐9，储液罐9设置在冷凝器8和冷媒泵10之间，具体而言，冷凝器8的冷媒出口连接储液罐9的入口，储液罐9的出口连接冷媒泵10的入口。储液罐9用于存储冷媒液体，可以起到稳定冷媒流量的作用。

进一步地，请参考图3，有机朗肯发电机组还包括冷却塔12和冷却水循环泵13。一般而言，冷凝器8包含冷媒侧入口、冷媒侧出口、冷却水入口和冷却水出口。冷凝器8的冷却水出口连接冷却水循环泵13的入口，冷却水循环泵13的出口连接冷却塔12的入水口，冷却塔12的出水口连接冷凝器8的冷却水入口。冷却水进入冷凝器8与冷媒换热，使冷媒气体冷凝为冷媒液体。冷却水循环泵13将冷凝器8流出的水泵送到冷却水循环冷却塔12冷却。

气液分离器1利用冷媒液滴密度比冷媒气体大的特点，分离一定尺寸范围的冷媒液滴。冷媒罐3设置在低于气液分离器1的位置，冷媒气体中的冷媒液滴从气液分离器1的排液口借助重力排入旁路管2，沿旁路管2进入有机朗肯发电机组的低压侧，防止了冷媒液滴进入膨胀机6而造成膨胀机6受损。

由于负荷变化及波动，分离的冷媒液滴也会波动，如果不对旁路管2加以控制，在负荷变化波动时，会造成冷媒气体通过旁路管2进入低压侧，从而影响系统效率和稳定性。

冷媒罐3用于存储气液分离器1分离所得的冷媒液体。为了防止冷媒气体通过旁路管2进入低压侧，冷媒罐3内设有液位开关，液位开关限定了一个液位上限和一个液位下限，冷媒罐3的下游设置了电动阀4。当冷媒罐3内的冷媒液面达到液位上限时，触发液位开关，此时设置在冷媒罐3下游的电动阀4自动打开，冷媒罐3内的冷媒液体能够进入冷凝器3。当冷媒罐3内的冷媒液面下降到液位下限时，再次触发液位开关，此时电动阀4自动关闭，阻止冷媒罐3内的冷媒液体进入冷凝器8。当冷媒罐3内的冷媒液体再次积累到液位上限时，电动阀4再次打开，排出冷媒罐3内的冷媒液体。由于液位开关所限定的液位下限高于冷媒罐3的排液口，使得冷媒罐3内始终存在液态冷媒，阻止了冷媒气体进入低压侧。进一步地，冷媒罐3立式设置，冷媒罐3的排液口11位于冷媒罐3的底部。一般而言，冷媒罐3是圆柱形罐，在冷媒罐3内冷媒量相同的情况下，冷媒罐3立式放置时，冷媒罐3内的冷媒液柱更高，更容易阻挡冷媒气体通过。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。