[发明专利]回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统

权利要求书

1.回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统，包括跨临界有机朗肯循环子系统和亚临界有机朗肯循环子系统。该耦合系统主要由蒸发器（1）、中间换热器（2）、单螺杆膨胀机（3和4）、发电机（5和6）、冷凝器（7）、工质循环泵（8和9）、预热器（10）、连接管道以及监测设备等组成；其特征在于：所述耦合系统以低沸点有机物作为循环工质，温度在（200～300）℃范围内的中温烟气在跨临界有机朗肯循环子系统的蒸发器（1）内加热经工质循环泵（8）升压后的有机工质，处于超临界状态的汽态有机工质推动膨胀机（3）作功、驱动发电机（5）对外输出电能。排汽进入中间换热器（2）加热亚临界有机朗肯循环工质，并冷凝至饱和液体状态后进入下一个循环。在亚临界有机朗肯循环子系统中，在中间换热器（2）中被加热至饱和蒸汽状态的有机工质推动膨胀机（4）作功，驱动发电机（6）对外输出电能，排汽进入冷凝器（7）冷凝至饱和液体状态后由工质循环泵（9）升压，由预热器（2）预热后进入下一个循环。

2.根据权利要求1所述的回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统，其特征在于：跨临界有机朗肯循环和亚临界有机朗肯循环分别采用不同的循环工质，通过中间换热器（2）将跨临界有机朗肯循环和亚临界有机朗肯循环有效地耦合起来，跨临界有机朗肯循环子系统的膨胀机排汽具有较高的温度，用来对亚临界有机朗肯循环子系统的有机工质进行加热。

3.根据权利要求1所述的回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统，其特征在于：所述跨临界有机朗肯循环子系统内的工质循环泵（8）将液态有机工质加压至超临界压力状态，然后在蒸发器（1）内被烟气加热至超临界蒸汽状态，其换热过程存在温度滑移，使得有机工质的吸热升温过程与烟气放热降温过程良好匹配。

4.根据权利要求1所述的回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统，其特征在于：在不同温区采用不同的有机工质，充分利用工质的热力性能。

5.根据权利要求1所述的回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统，其特征在于：在所述亚临界有机朗肯循环子系统内工质循环泵（9）出口处安装了预热器（10），对被升压的有机工质进行预热，其热源为流经蒸发器（1）后的烟气，这样既充分利用了烟气余热，又可以有效地增加系统净输出功。