[發明專利]一種混合預熱的串聯式雙級蒸發有機朗肯循環系統

在審

• 申請號: 201910044784.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109826679A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 馮永強;王欣;王爽;王謙;何志霞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F01K11/00
• 分類號: F01K11/00;F01K23/04;F01B23/10;F01K25/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種混合預熱的串聯式雙級蒸發有機朗肯循環系統，包括第一級蒸發系統和第二級蒸發系統，第一級蒸發系統包括工質泵A，工質泵A的出口連接蒸發器A的工質入口，蒸發器A的工質出口與膨脹機A的入口相連，膨脹機A與發動機A相連，帶動發電機發電，膨脹機A的乏汽出口與膨脹機B的蒸汽入口相連；第二級蒸發系統包括工質泵B，工質泵B的出口連接回熱器的工質入口，回熱器的工質出口連接蒸發器B的工質入口，蒸發器B的工質出口與膨脹機B的蒸汽入口相連，膨脹機B與發電機B相連，膨脹機B的乏汽出口與回熱器的乏汽入口相連，回熱器的乏汽出口與冷凝器入口相連；冷凝器的出口分別連接工質泵A和工質泵B的入口，實現對余熱的梯級回收。

技術領域

本發明屬于回收低品位熱的有機朗肯循環系統技術領域，尤其涉及一種混合預熱的串聯式雙級蒸發有機朗肯循環系統。

背景技術

能源需求和環境問題迫使我們開發余熱回收的新技術。有機朗肯循環(ORC)由于其簡單，被認為是低品位熱能回收的一種很有前途的技術，其結構緊湊、高效、環保。有機朗肯循環可適用于各種中低溫熱源，例如太陽能，地熱能，生物質能，工廠廢熱等等。

但是一般有機朗肯循環存在著能源利用率低，發電效率低等問題，因此合理設計系統結構，對提高系統的效率有十分重要的影響。現有技術中公開的基于不同蒸發溫度的多級朗肯循環發電系統，充分提高了系統整體的熱效率。還公開有梯級回收利用低品位熱的ORC系統，在這些系統中忽略了回熱的作用，沒有充分利用熱源。

因此，如何充分的利用熱源，提高能源的利用率是提高有機朗肯循環性能的關鍵之一。

發明內容

本發明根據現有技術中存在的問題，提出了一種混合預熱的串聯式雙級蒸發有機朗肯循環系統，目的在于提供一種結構設計合理、熱效率高，對余熱進行梯級回收的有機朗肯循環系統。

本發明所采用的技術方案如下：

一種混合預熱的串聯式雙級蒸發有機朗肯循環系統，包括第一級蒸發系統和第二級蒸發系統，所述第一級蒸發系統包括工質泵A，所述工質泵A的出口連接蒸發器A的工質入口，所述蒸發器A的工質出口與膨脹機A的入口相連，膨脹機A與發動機A相連，帶動發電機發電，膨脹機A的乏汽出口與膨脹機B的蒸汽入口相連；所述第二級蒸發系統包括工質泵B，所述工質泵B的出口連接回熱器的工質入口，所述回熱器的工質出口連接蒸發器B的工質入口，所述蒸發器B的工質出口與膨脹機B的蒸汽入口相連，膨脹機B與發電機B相連，膨脹機B的乏汽出口與回熱器的乏汽入口相連，回熱器的乏汽出口與冷凝器入口相連；所述冷凝器的出口分別連接工質泵A和工質泵B的入口，將工質輸入進行下一次循環。

進一步，所述蒸發器A與蒸發器B通過管道與熱源串聯，所述熱源由蒸發器A流入，經過蒸發器B后排出到外圍環境中；

進一步，所述第二級蒸發系統經過換熱后的工質與第一級蒸發系統膨脹機A排出的乏汽，共同進入膨脹機B膨脹做功，發出電量；

進一步，所述膨脹機B的乏汽進入回熱器，把多余的熱量傳遞給工質，對工質進行預熱；

進一步，所述工質可以為R123、R245fa、R113、R141b或者其混合物等。

本發明的有益效果：

該系統采用一級蒸發的乏汽和二級蒸發的有機工質混合，且將二級蒸發乏汽再次預熱，減少了因蒸發器中換熱溫差過大而導致的不可逆損失，提高了整個系統的效率，熱源排出溫度變低，熱源被充分利用，提高了能源的利用率。采用兩個膨脹機，兩個發電機，將每次的換熱都轉換成功，帶動各自的發電機發電，提高了整個系統的發電效率。

附圖說明

圖1是本發明一種混合預熱的串聯式雙級蒸發有機朗肯循環系統框圖；