喙轮全热动力发动机产业化技术 告(制冷剂液体预热系统)

对于水含太阳能的喙轮发动机系统,需要用普通“液→液”换热器技术将制冷剂的温度从储液罐的低温状态加热到满液式蒸发器的蒸发温度。其中的“液→液”换热器技术就是普通的换热器技术,只要根据液体泵出口的制冷剂的热力参数和所在地年最低温度的水的热力参数,一般的学过换热热工、具有3年以上设计经历的工程师即可设计,一般的制造空调换热的企业即可制造。其特点是管程走自然水(河水或海水),壳程走制冷剂液体。其结构布局如下图一和图二所示:

图一:喙轮发动机系统中的制冷剂预热器结构布局

图二:喙轮发动机系统中的制冷剂预热器介质走向示意图

例如,以R116的喙轮发动机系统为例,其制冷剂R116的储液罐温度约-60℃左右,通过液体泵加压后的温度要提高4℃左右。

所以预热器的R116制冷剂液体的进口温度为-56℃,压强约1.5MPa(其中包括预热器内部约0.4MPa的阻力压差),焓为136.3265KJ/kg,出口温度为-19℃(蒸发温度),压强约1.1MPa(其中包括管道内部约0.05MPa的阻力压差),焓为176.1077KJ/kg,单位R116流量的热交换量为:(176.1077-136.3265)=39.7812KJ/kg,再根据喙轮发动机系统需要流量即可计算出需要的换热功率,再加约30%余量即可。

假设管程水的进口温度为5℃,压强约0.35MPa,焓为21.3675KJ/kg,出口温度为0.5℃(确保不结冰即可),压强约0.11MPa(确保能流出换热器即可),焓为2.1791KJ/kg,单位水流量的热交换量为:(21.3675-2.1791)=19.1884KJ/kg,再根据上面的换热功率即可计算出需要的水流量,再加约30%余量即可。