一种混合烃类工质单级朗肯循环系统平台的制作方法

本技术涉及低温朗肯循环系统，尤其是一种混合烃类工质单级朗肯循环系统平台，属于lng冷能利用。

背景技术：

1、lng冷能利用中冷能发电系统可有效回收大部分温度梯度的冷量，且不易受到外界因素干扰而被广泛应用。但由于lng冷能发电系统低温朗肯循环过程中所采用的热源差异大，单一工质在lng气化的过程中无法保证最优的冷能传递。采用混合冷剂循环（mrc）可以使得循环工质冷凝曲线与lng蒸发曲线相匹配，从而拉近冷热介质传热温差，减少㶲损失，提高循环效率。热力学分析发现，传热温差每减小1k，lng冷能发电系统效率可升高1% -1.2%。然而在低温条件下，混合烃类工质的相变行为复杂，不同相变行为会严重影响换热器的传热和流动性能。

2、迄今为止，对于混合工质应用、不同类型换热器的冷能利用的研究大都集中于单独的理论计算且刚刚起步，缺乏可靠的实验数据和工程数据，十分需要一种具有综合试验性能的混合烃类循环工质冷能利用系统平台。

3、现有针对循环工质制冷剂应用的cn107138025a、cn1124841a中国专利文献公开的技术方案不适用于整体循环工质的冷能利用系统；而cn103969073a、cn202675730u中国专利公开的技术方案针对的换热器类型局限，无法构建混合烃类循环工质冷能利用系统平台。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：提供一种可以对混合工质冷能利用及不同种换热器的循环过程进行模拟，从而对系统内各个换热器结构以及各相连管路的流动数据进行有效监测的混合烃类工质单级朗肯循环系统平台，从而为研究混合工质应用、不同类型换热器的冷能利用提供便利。

2、为了达到上述目的，本实用新型混合烃类工质单级朗肯循环系统平台的基本技术方案为：包括混合工质配比单元（a）、混水换热单元（b）、再换热单元（c）、冷混换热单元（d）；

3、所述混合工质配比单元（a）包括分别通过各自的流量调节阀和流量计通往混合工质罐（4）的至少二个储罐；所述混合工质罐的出口和入口分别作为混合工质配比单元的输出端和输入端；

4、所述混水换热单元（b）包括位于中间介质壳体（7）内的第一换热管（5）和第二换热管（6）；所述混合工质配比单元的输出端经泵（53）及第一压力变送器（54）、第四流量调节阀（55）、第四流量计（56）、再经第一温度变送器（57）接所述第一换热管的进口，所述第一换热管的出口经第二温度变送器（58）作为混水换热单元的工质输出端；循环水输出端经第三温度变送器（59）接所述第二换热管的进口，所述第二换热管的出口经第四温度变送器（60）排出；

5、所述再换热单元（c）包括再沸器（8）和第一微通道式换热器9，所述混水换热单元的工质输出端支出设有第九通断阀（72）的混合工质旁路（26）、再分成设有第三通断阀（66）的混合工质第二进口管路第一支路（21）和设有第四通断阀（67）的混合工质第二进口管路第二支路（23）后分别接所述再沸器和所述第一微通道式换热器的混合工质输入口，所述再沸器和第一微通道式换热器的混合工质输出口分别经设有第七通断阀（70）的混合工质第二出口管路第一支路（22）、设有第八通断阀（71）的混合工质第二出口管路第二支路（24）并路至混合工质第二出口管路（25），再与所述混合工质旁路（26）并路后经第六温度变送器（73）作为再换热单元的混合工质输出端；且水源经第五流量调节阀（61）、第五温度变送器（63）、第五流量计（62）后，分支成设有第一通断阀（64）的循环水第一进口管路第一支路（34）和设有第二通断阀（65）的循环水第一进口管路第二支路（36），分别接所述再沸器和所述第一微通道式换热器的循环水入口，所述再沸器和所述第一微通道式换热器的循环水出口分别经设有第五通断阀（68）的循环水第一出口管路第一支路（35）和设有第六通断阀（69）的循环水第一出口管路第二支路（37），并路成所述再换热单元的循环水输出端，接所述混水换热单元（b）的循环水输入端；

6、所述冷混换热单元（d）包括冷凝器（11）和第二微通道式换热器（12），所述再换热单元的混合工质输出端分支成设有第十通断阀（77）的混合工质第三进口管路第一支路（28）和设有第十一通断阀（78）的混合工质第三进口管路第二支路（30），分别接所述冷凝器和所述第二微通道式换热器的混合工质输入口，所述冷凝器和所述第二微通道式换热器的混合工质输出口分别经设有第十二通断阀（79）的混合工质第三出口管路第一支路（29）和设有第十三通断阀（80）的混合工质第三出口管路第二支路（31）、并路成设有第十二通断阀（79）和取样点（92）的混合工质第三出口管路（32）作为冷混换热单元的混合工质输出端接所述混合工质配比单元的输入端；且冷介质罐（10）经设有第三压力变送器（81）、第六流量调节阀（82）、第八温度变送器（83）及第六流量计（84）的冷介质进口管路（41）分支成设有第十四通断阀（85）的冷介质进口管路第一支路（42）和设有第十五通断阀（86）的冷介质进口管路第二支路（44）分别接所述冷凝器和所述第二微通道式换热器的冷介质进口，所述冷凝器和所述第二微通道式换热器的冷介质出口分别经设有第十七通断阀（88）的冷介质出口管路第二支路（45）和设有第十六通断阀（87）的冷介质出口管路第一支路（43）、汇合后通过第四压力变送器（89）及第九温度变送器（90）接至冷介质出口端。

7、本实用新型进一步的完善是，所述再换热单元的混合工质输出端经过含有减压阀（74）、第二压力变送器（75）及第七温度变送器（76）接所述冷混换热单元的混合工质输入端。

8、本实用新型更进一步的完善是，所述储罐有三个，第一储罐内填充甲烷，第二储罐内填充丙烷，第三储罐内填充乙烯。

9、本实用新型再进一步的完善是，所述中间介质壳体为密闭圆形腔体，两端分别插入固定所述第一换热管及第二换热管，腔体内充入液态丙烷浸没所述第二换热管，所述液态丙烷与所述第二换热管内的循环水进行热交换后蒸发为气相与所述第一换热管的管外接触。

10、本实用新型仍进一步的完善是，所述再沸器圆柱状的罐体两端分别设有通过罐体内的一组换热管连通的热介质进口和热介质出口，所述罐体两侧分别设有与罐腔连通的冷介质进口和冷介质出口。

11、本实用新型还进一步的完善是，所述微通道式换热器由一组分别连通热介质进口、热介质出口和冷介质进口、冷介质出口的微通道扁平管构成。

12、本实用新型又进一步的完善是，所述冷凝器圆柱状的罐体两端分别设有通过罐体内一组换热管连通的热介质进口和热介质出口，所述罐体两侧分别设有与罐腔连通的冷介质进口和冷介质出口。

13、本实用新型综合设置了混合工质输送组件为低压液相混合工质增压、混合工质-水-换热组件、水-混合工质-换热组件、混合工质减压组件使高压气相混合工质减压、冷介质-混合工质-换热组件使低压气相混合工质冷凝为低压液相混合工质等各种工况，通过适当切换调控即可对混合工质冷能利用及不同种换热器的循环过程进行模拟，从而对系统内各个换热器结构以及各相连管路的流动数据进行有效监测，进而对基于混合烃类工质单级朗肯循环系统的各种工况进行传热性能分析，以及研究不同换热器结构不同导致流通通道的变化对混合工质组分偏离的影响。