吸收式循環系統及循環方法技術方案

本發明專利技術公開了一種吸收式循環系統及循環方法，其系統包括吸收循環單元、增壓回熱單元、分離單元和做功單元。本發明專利技術的技術方案中，該吸收式循環系統使得膨脹機排出的乏氣溫度低于冷卻源的溫度，從而提高了熱效率。且該吸收式循環系統能使得濃溶液的溫度比排出的乏氣的溫度更高，提高了進入分離塔的濃溶液的溫度，而減少了該吸收式循環系統的加熱量，從而進一步地提高了熱效率。另外，該吸收式循環方法可以控制液壓泵的流量和吸收劑的冷卻溫度，液壓泵的流量越大和吸收劑的溫度越低時，吸收劑的吸收能力就越強，吸收壓力就可以控制到越低，膨脹機的排氣溫度就越低，循環就越容易進入到吸收循環。

【技術實現步驟摘要】
吸收式循環系統及循環方法
本專利技術涉及發動機領域，尤其是一種吸收式循環系統及循環方法。
技術介紹
目前市場上的發動機基本上是布雷頓循環發動機如活塞發動機、燃氣輪機等，和朗肯循環發動機如汽輪機、螺桿朗肯發動機、有機工質朗肯發動機等這兩種熱力循環為主。布雷頓循環是將膨脹后的工質壓縮產生高壓氣體，然后再加熱(燃燒)后產生高溫高壓的膨脹工質去推動膨脹做功器，如透平或活塞來產生動力。朗肯循環則是將液態工質增壓后再加熱使它汽化，產生高溫高壓的工質來推動膨脹做功器做功，膨脹做功后的工質經冷凝后又變成了液體，反復循環達到連續做功的目的。由于布雷頓循環是將工質壓縮以后再加熱(燃燒)的，工質壓縮后溫度會有較大的溫升，再加熱(燃燒)后的溫度就很高了，所以布雷頓循環的工作溫度較高，屬高溫型。朗肯循環是將液態工質增壓后再汽化來產生高壓氣體的，由于液體增加溫度基本不變，因此，朗肯循環屬低溫型發動機。這兩種循環的運行時間有上百年，近百年來雖然人們對它們有了巨大的改進，如朗肯循環的蒸汽機由瓦特時期的活塞膨脹機發展到現在汽輪機，等熵膨脹效率大幅度上升，蒸汽參數也從低溫低壓發展到高溫高壓的超超臨界汽輪機，并設計出再熱、抽氣回熱等使最初瓦特時期的熱效率百分之幾提高到超超臨界的45％，取得了較大的進步，但現在已到了極限，只有專利技術出新型的熱力循環熱效率才有可能超過現在的發動機，本專利技術專利技術出吸收式熱力循環，熱效率可超過現在的熱力循環。目前現有人采用吸收式結構來做朗肯循環，其目的是為了解決朗肯循環的非線性吸熱，而極多數的熱源都是線性的。如某煙囪排出的廢熱溫度是500℃，若采用朗肯循環的工質沸點是150℃，那么150℃以上的煙囪廢熱部分可以被吸收，而150℃以下的煙囪廢熱部分只能吸收小部份，從而造成不可逆的損失。它是利用兩種不同沸點的混合工質來產生一種沒有固定沸點的線性沸騰，來達到線性吸熱的。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，提供一種改進的吸收式循環系統及循環方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種吸收式循環系統，其包括吸收循環單元、增壓回熱單元、分離單元和做功單元；所述吸收循環單元包括工質換熱器、低溫冷卻吸收塔、高溫冷卻吸收塔和溶液泵；所述工質換熱器的管程的輸出端分別與所述低溫冷卻吸收塔和所述高溫冷卻吸收塔連接，所述溶液泵串聯在所述高溫冷卻吸收塔和所述低溫冷卻吸收塔之間，以將低濃度溶液泵入所述低溫冷卻吸收塔內；所述增壓回熱單元包括吸收劑回熱器、低溫加熱器、液壓泵、以及與所述液壓泵同軸相連或皮帶相連的液壓馬達和液壓動力；所述低溫冷卻吸收塔的輸出端與所述液壓泵的輸入端連接，所述液壓泵的輸出端分別與所述吸收劑回熱器的管程和所述低溫加熱器的管程連接；且所述液壓泵的輸出端與所述吸收劑回熱器的管程之間串聯有第一閥門，所述液壓泵的輸出端與所述低溫加熱器的管程之間串聯有第二閥門；所述分離單元包括用于分離膨脹工質和吸收劑的分離塔；所述做功單元包括用于產生動力帶動負荷設備的膨脹機；所述吸收劑回熱器的管程和所述低溫加熱器的管程的輸出端均與分離塔連接，所述分離塔包括膨脹工質輸出端，所述膨脹工質輸出端與所述膨脹機的輸入端連接，所述膨脹機的輸出端與所述工質換熱器的管程的輸入端連接以實現反復循環。本專利技術的吸收式循環系統中，所述吸收循環單元還包括工質溶液換熱器；所述工質溶液換熱器的管程串聯在所述低溫冷卻吸收塔的輸出端與所述液壓泵之間，所述工質溶液換熱器的殼程與所述工質溶液換熱器的管程進行換熱。本專利技術的吸收式循環系統中，所述高溫冷卻吸收塔包括冷卻液管路，所述冷卻液管路的輸出端與所述工質溶液換熱器的殼程的輸入端連通。本專利技術的吸收式循環系統中，所述分離塔還包括吸收劑輸出端，所述吸收劑輸出端與所述吸收劑回熱器的殼程的輸入端連接，所述吸收劑回熱器的殼程的輸出端與所述液壓馬達連接，以實現高壓吸收劑進入所述液壓馬達后推動所述液壓馬達做功。本專利技術的吸收式循環系統中，所述分離塔還包括分離工質加熱管路，所述分離工質加熱管路的輸出端與所述低溫加熱器的殼程的輸入端連接。本專利技術的吸收式循環系統中，所述分離單元還包括過熱器，所述過熱器的管程串聯在所述分離塔的所述工質輸出端與所述膨脹機之間的，所述過熱器的殼程與所述過熱器的管程進行換熱的。本專利技術的吸收式循環系統中，所述過熱器的殼程的輸入端與熱源相連，所述過熱器的殼程的輸出端與所述分離工質加熱管路的輸入端連接。本專利技術的吸收式循環系統中，所述低溫冷卻吸收塔包括低溫冷卻液管路，所述低溫冷卻液管路的輸入輸出端分別與所述工質換熱器的殼程的輸出輸入端相連接。本專利技術還提供了一種吸收式循環方法，用于上述的吸收式循環系統，其包括如下步驟：S1、高溫高壓膨脹工質經過所述膨脹機膨脹做功后，從所述膨脹機的輸出端排出的所述膨脹工質的溫度為第一溫度；S2、膨脹工質進入所述高溫冷卻吸收塔內被浠溶液吸收并形成低濃度溶液，膨脹工質進入所述低溫冷卻吸收塔內被低濃度溶液吸收并形成高濃度溶液；S3、所述低濃度溶液被所述溶液泵泵入所述低溫冷卻吸收塔內，再次吸收膨脹工質，形成所述高濃度溶液，所述高濃度溶液經過所述低溫冷卻吸收塔的輸出端進入所述液壓泵；S4、所述液壓泵由同軸相連或皮帶相連的所述液壓馬達和液壓動力提供動力，將所述高濃度溶液分別經過所述吸收劑回熱器的管程和所述低溫加熱器的管程泵入所述分離塔內；S5、所述高濃度溶液在所述分離塔內分離成膨脹工質和吸收劑也叫烯溶液，所述膨脹工質通過所述膨脹工質輸出端進入所述膨脹機；S6、所述膨脹工質在所述膨脹機內做功以產生動力帶動負荷設備；所述第一溫度低于常溫冷卻水的溫度，使得整個循環為吸收式循環。本專利技術的吸收式循環方法中，所述步驟S3還包括：S3-1、所述高濃度溶液經過所述低溫冷卻吸收塔的輸出端后先進入一工質溶液換熱器的管程的輸入端，再經過所述工質溶液換熱器的管程的輸出端進入所述液壓泵；所述步驟S5還包括：S5-1、所述膨脹工質通過所述膨脹工質輸出端后先進入一過熱器的管程的輸入端，再經過所述過熱器的管程的輸出端進入所述膨脹機。本專利技術的吸收式循環方法中，所述吸收式循環方法包括適用于氨類、醇類或氟利昂類的吸收工質對，所述吸收工質對包括吸收劑和被吸收劑，所述吸收劑為所述浠溶液，所述被吸收劑為所述膨脹工質。實施本專利技術的技術方案，至少具有以下的有益效果：該吸收式循環系統使得膨脹機排出的乏氣溫度低于冷卻源的溫度，從而提高了熱效率。且該吸收式循環系統能使得濃溶液的溫度比排出的乏氣的溫度更高，提高了進入分離塔的濃溶液的溫度，減少了該吸收式循環系統的加熱量，從而進一步地提高了熱效率。另外，該吸收式循環方法可以控制液壓泵的流量和吸收劑的冷卻溫度，液壓泵的流量越大和吸收劑的溫度越低時，吸收劑的吸收能力就越強，吸收壓力就可以控制到越低，膨脹機的排氣溫度就越低，循環就越容易進入到吸收循環。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明，附圖中：圖1是本專利技術的一實施例中的吸收式循環系統的結構示意圖；圖2是本專利技術的一實施例中的吸收式循環方法的流程圖；圖3是本專利技術的吸收式循環的溫熵圖及用于對比的朗肯循環的溫熵圖；其中，1、工質換熱器；2、低溫冷卻吸收塔；21、低溫冷卻液管路；3、高溫冷卻吸收塔；31、冷卻液管路；4、液壓泵；5、溶液泵；6、吸收劑回熱器；7、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種吸收式循環系統，其特征在于，包括吸收循環單元、增壓回熱單元、分離單元和做功單元；所述吸收循環單元包括工質換熱器(1)、低溫冷卻吸收塔(2)、高溫冷卻吸收塔(3)和溶液泵(5)；所述工質換熱器(1)的管程的輸出端分別與所述低溫冷卻吸收塔(2)和所述高溫冷卻吸收塔(3)連接，所述溶液泵(5)串聯在所述高溫冷卻吸收塔(3)和所述低溫冷卻吸收塔(2)之間，以將低濃度溶液經泵入所述低溫冷卻吸收塔(2)內；所述增壓回熱單元包括吸收劑回熱器(6)、低溫加熱器(7)、液壓泵(4)、以及與所述液壓泵(4)同軸相連或皮帶相連的液壓馬達(8)和液壓動力(9)；所述低溫冷卻吸收塔(2)的輸出端與所述液壓泵(4)的輸入端連接，所述液壓泵(4)的輸出端分別與所述吸收劑回熱器(6)的管程和所述低溫加熱器(7)的管程連接；且所述液壓泵(4)的輸出端與所述吸收劑回熱器(6)的管程之間串聯有第一閥門(10)，所述液壓泵(4)的輸出端與所述低溫加熱器(7)的管程之間串聯有第二閥門(13)；所述分離單元包括用于分離膨脹工質和吸收劑的分離塔(14)；所述做功單元包括用于產生動力帶動負荷設備(16)的膨脹機(15)；所述吸收劑回熱器(6)的管程和所述低溫加熱器(7)的管程的輸出端均與分離塔(14)連接，所述分離塔(14)包括膨脹工質輸出端，所述膨脹工質輸出端與所述膨脹機(15)的輸入端連接，所述膨脹機(15)的輸出端與所述工質換熱器(1)的管程的輸入端連接以實現反復循環。...

【技術特征摘要】
1.一種吸收式循環系統，包括吸收循環單元、增壓回熱單元、分離單元和做功單元；所述分離單元包括用于分離膨脹工質和吸收劑的分離塔(14)；所述做功單元包括用于產生動力帶動負荷設備(16)的膨脹機(15)；其特征在于，所述吸收循環單元包括工質換熱器(1)、低溫冷卻吸收塔(2)、高溫冷卻吸收塔(3)和溶液泵(5)；所述工質換熱器(1)的管程的輸出端分別與所述低溫冷卻吸收塔(2)和所述高溫冷卻吸收塔(3)連接，所述溶液泵(5)串聯在所述高溫冷卻吸收塔(3)和所述低溫冷卻吸收塔(2)之間，以將低濃度溶液經泵入所述低溫冷卻吸收塔(2)內；所述增壓回熱單元包括吸收劑回熱器(6)、低溫加熱器(7)、液壓泵(4)、以及與所述液壓泵(4)同軸相連或皮帶相連的液壓馬達(8)和液壓動力(9)；所述低溫冷卻吸收塔(2)的輸出端與所述液壓泵(4)的輸入端連接，所述液壓泵(4)的輸出端分別與所述吸收劑回熱器(6)的管程和所述低溫加熱器(7)的管程連接；且所述液壓泵(4)的輸出端與所述吸收劑回熱器(6)的管程之間串聯有第一閥門(10)，所述液壓泵(4)的輸出端與所述低溫加熱器(7)的管程之間串聯有第二閥門(13)；所述吸收劑回熱器(6)的管程和所述低溫加熱器(7)的管程的輸出端均與分離塔(14)連接，所述分離塔(14)包括膨脹工質輸出端，所述膨脹工質輸出端與所述膨脹機(15)的輸入端連接，所述膨脹機(15)的輸出端與所述工質換熱器(1)的管程的輸入端連接以實現反復循環。2.根據權利要求1所述的吸收式循環系統，其特征在于，所述吸收循環單元還包括工質溶液換熱器(17)；所述工質溶液換熱器(17)的管程串聯在所述低溫冷卻吸收塔(2)的輸出端與所述液壓泵(4)之間，所述工質溶液換熱器(17)的殼程與所述工質溶液換熱器(17)的管程進行換熱。3.根據權利要求2所述的吸收式循環系統，其特征在于，所述高溫冷卻吸收塔(3)包括冷卻液管路(31)，所述冷卻液管路(31)的輸出端與所述工質溶液換熱器(17)的殼程的輸入端連通。4.根據權利要求1所述的吸收式循環系統，其特征在于，所述分離塔(14)還包括吸收劑輸出端，所述吸收劑輸出端與所述吸收劑回熱器(6)的殼程的輸入端連接，所述吸收劑回熱器(6)的殼程的輸出端與所述液壓馬達(8)連接，以實現高壓吸收劑進入所述液壓馬達(8)后推動所述液壓馬達(8)做功。5.根據權利要求1所述的吸收式循環系統，其特征在于，所述分離塔(14)還包括分離工質加熱管路(143)，所述分離工質加熱管路(143)的輸出端與所述低溫加熱器(7)的殼程的輸入端連接。6.根據權利要求5所述的吸收式循環系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷衍章，
申請(專利權)人：雷衍章，
類型：發明
國別省市：廣東;44