[發明專利]帶雙引射增壓裝置的有機朗肯循環系統

無效

• 申請號: 201410017962.8
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103775145A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李敏霞;黨超鑌;孫志利;馬一太
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01K25/00
• 分類號: F01K25/00;F01K7/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

技術領域

本發明涉及有機朗肯循環系統，更具體的說，是涉及一種用引射器提升冷凝工質壓力，提高有機朗肯循環系統效率的發電裝置。

背景技術

采用有機工質替代水蒸氣的有機朗肯循環（ORC）雖可以使中低溫熱源的利用范圍擴大，但由于中低溫熱源的溫度與環境溫度之間的差值較小，膨脹過程工作壓力差小，故做功能力低，能源轉化效率低，由此限制了使用中低溫熱源的有機朗肯循環發電的推廣應用。

對于中低溫熱源的有機朗肯循環國內外許多研究機構都在積極研究。從技術上看，相比傳統的制冷循環，中低溫熱源的有機朗肯循環系統的主要難點在于優化蒸發器的設計、合理選擇膨脹機形式、降低工質泵的功率消耗和根據冷熱源溫度合理選擇工質。當然所有的難點都可以歸結兩點，即如何提高中低溫熱源的有機朗肯循環系統效率和降低系統成本。

在常規的中低溫熱源的有機朗肯循環系統中，其主要部件為蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵。蒸發器和冷凝器作為換熱部件，其優化設計工作已大量開展，并逐步完善，不再贅述。對于膨脹機和工質循環泵而言，由于其投入成本較大，二者作為系統的核心部件，分別存在著效率低和輸入功大兩個缺點。如何解決上述兩個缺點，提高系統效率和降低工質泵輸入功成為研究的熱點。在傳統系統上進行部件改進和系統改進，如增加回熱器，從根本上來說都不能滿足要求。

發明內容

本發明要解決的是現有有機朗肯循環系統效率低和工質泵輸入功大等技術問題，提供了一種帶雙引射增壓裝置的有機朗肯循環系統，能夠有效利用引射原理，減小泵輸入功和降低膨脹機背壓，通過引射器的合理利用，提高整個有機朗肯循環系統的效率。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現：

一種帶雙引射增壓裝置的有機朗肯循環系統，包括蒸發器、第一級膨脹機、第一級引射器、中間換熱器、第二級膨脹機、第二級引射器、第二級回熱器、冷凝器、第一級回熱器和工質泵；

所述蒸發器的工質出口與所述第一級膨脹機的入口連接，所述第一級膨脹機的中間高壓出口與所述第一級引射器的高壓入口連接，所述第一級膨脹機的低壓出口與所述中間換熱器的工質入口連接，所述中間換熱器的工質出口與所述第二級膨脹機的入口連接，所述第二級膨脹機的中間高壓出口與所述第二級引射器的高壓入口連接，所述第二級膨脹機的低壓出口與所述冷凝器的工質入口連接，所述冷凝器的工質出口與所述第二級回熱器的低壓工質入口連接，所述第二級回熱器的低壓工質出口與所述第二級引射器的低壓入口連接，所述第二級引射器的出口與所述第二級回熱器的高壓級工質入口連接，所述第二級回熱器的高壓級工質出口與所述第一級回熱器的低壓級工質入口連接，所述第一級回熱器的低壓級工質出口與所述第一級引射器的低壓入口連接，所述第一級引射器的出口與所述第一級回熱器的高壓級工質入口連接，所述第一級回熱器的高壓級工質出口與所述工質泵的入口連接，所述工質泵的出口與所述蒸發器的工質入口連接；

高溫熱源與所述蒸發器的高溫熱源入口連接，所述蒸發器的高溫熱源出口與所述中間換熱器的高溫熱源入口連接，所述中間換熱器的高溫熱源出口用于進入加熱循環；

低溫熱源與所述冷凝器的低溫熱源入口連接，所述冷凝器的低溫熱源出口用于進入冷卻循環。

在本發明中，將引射器應用于中低溫熱源的有機朗肯循環中，通過中間高壓氣體驅動引射器工作，用于引射低壓的冷凝液體工質，一方面降低膨脹機出口壓力，提高膨脹機進出口壓差，提高效率，另一方面通過引射器引射低壓工質降低工質泵的輸入功，系統在輸入相同熱量的條件下，泵功輸入減小，有機朗肯循環系統的輸出功增大，系統效率提高。從根本上解決系統效率低和工質泵輸入功大的缺點。

本發明的有益效果是：

（一）本發明的有機朗肯循環系統中，通過引射器的引射作用為冷凝流體提供動力，減少工質循環泵的功消耗。

（二）本發明的有機朗肯循環系統中，利用引射器的引射作用降低膨脹機背壓，提高膨脹機進出口壓差，提高工質做工能力和系統效率。

（三）本發明的有機朗肯循環系統中，引射器入口工質為膨脹機中間出口工質，工質溫度相對較高，通過引射器混合后的工質溫度提高，減小了高溫熱源的換熱量。

附圖說明

附圖是本發明所提供的帶雙引射增壓裝置的有機朗肯循環系統的結構示意圖。

圖中：1：蒸發器；2：第一級膨脹機；3：第一級引射器；4：中間換熱器；5：第二級膨脹機；6：第二級引射器；7：第二級回熱器；8：冷凝器；9：第一級回熱器；10：工質泵。

具體實施方式