工程热物理所功冷联产研究取得新进展

　　在分布式冷热电联供系统中，动力设备的中温排烟余热高效利用是实现能的综合梯级利用的重要一环。余热利用过程常常发生热源温度过高，即中温利用断层现象，降低了余热的利用效率。基于正逆循环耦合的余热功冷联产技术是提高余热梯级利用程度的新方法。中国科学院工程热物理研究所分布式与可再生能源实验室依托其承担的“973”、支撑计划等项目，以前期对动力与制冷循环的能量耦合和优化匹配的研究成果为基础，设计了余热驱动的功冷联产实验系统，并开始搭建功冷联产实验平台。具体研究进展如下：

　　1.功冷联产实验系统的设计。外热源先进入做功子循环的余热锅炉，将高温热量用于加热氨水混合工质；余热锅炉排烟再进入烟气换热器，将低温部分的热量用于余热制冷工质。通过动力和制冷两个子循环的耦合，实现对外热源的梯级利用。做功子循环的排气先后进入制冷子循环的再沸器和蒸汽换热器，将冷凝热的中高温部分用于制冷子循环，只有少量较低温的冷凝热排向环境。模拟计算结果表明，当动力余热温度为350℃，环境及冷却水温度为30℃，制冷温度为-10℃时，该系统等效发电效率为18.6%。

　　2.功冷联产实验平台的建设。将整个实验平台分为几个子系统分别搭建，调试合格后，进行联接形成功冷联产的整体系统平台。实验平台设计与搭建的主要目标是为关键设备性能实验和系统性能实验提供实验条件，实验平台包括3个关键设备实验台和3个辅助实验系统。3个关键设备实验台包括：混合工质蒸汽发生子系统、混合工质膨胀机子系统、吸收式制冷子系统。3个辅助实验系统包括：高温烟气模拟实验系统、冷却水实验系统、冷冻水实验系统。另外，还需配备安全防护系统和数据采集系统。目前，混合工质蒸汽发生子系统实验台已建设完成，其他子系统正在进行部件加工和搭建工作。初步试验表明，蒸汽发生子系统可以产生2.0MPa、350℃的氨水混合蒸汽，达到了设计要求。

　　功冷联产实验平台作为“国家能源分布式能源技术研发中心”建设的一部分，在分布式供能与可再生能源实验室承担的相关科技项目的实验研究中将发挥重要作用。

混合工质蒸汽发生系统实验装置