[实用新型]串级式有机朗肯循环系统

说明书

技术领域

本实用新型属于有机朗肯循环技术领域，涉及一种有机朗肯循环系统，尤其涉及一种串级式有机朗肯循环系统。

背景技术

请参阅图1，图1为一个典型的有机朗肯循环(OrganicRankinCycle，ORC)系统，包括膨胀机1’、发电机2’、蒸发器3’、液体泵4’、冷凝器5’。

低温低压的液体制冷工质在液体泵4’中被升压；然后进入蒸发器3’被加热汽化，直至成为过热气体(高温高压)后，进入膨胀机1’膨胀做功，驱动发电机2’发电。做功后的低温低压气体进入冷凝器5’被冷却凝结成液体；再回到液体泵4’中，完成一个循环。

对于有机朗肯循环而言，热流体和环境温度之间的温差越大，热效率越高。然而，现有有机朗肯循环系统，只包括一组有机朗肯循环单元(即仅包括一个膨胀机、一个发电机、一个蒸发器、一个液体泵、一个冷凝器)；热源通常只连接一个蒸发器，系统的热效率还有待进一步提高。

此外，由于膨胀机的大小有一定限制，为了能充分利用热源的能量，一些系统中将若干组有机朗肯循环单元并联，如图2所示，但依然没有解决系统热效率较低的问题。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的有机朗肯循环系统，以改进现有系统的缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种串级式有机朗肯循环系统，可提高系统热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种串级式有机朗肯循环系统，所述有机朗肯循环系统包括：至少一第一ORC子系统、至少一第二ORC子系统；

所述第一ORC子系统包括第一蒸发器、第一预热器、第一液体泵、第一冷凝器、第一膨胀机、第一发电机；第一蒸发器、第一预热器、第一液体泵、第一冷凝器、第一膨胀机依次连接，第一膨胀机与第一蒸发器连接；第一膨胀机与第一发电机连接；

所述第二ORC子系统包括第二蒸发器、第二预热器、第二液体泵、第二冷凝器、第二膨胀机、第二发电机；第二蒸发器、第二预热器、第二液体泵、第二冷凝器、第二膨胀机依次连接，第二膨胀机与第二蒸发器连接；第二膨胀机与第二发电机连接；

所述有机朗肯循环系统采用高温热流体作为热源，热流体经过第一蒸发器后，一部分经过第一预热器流出；另一部分进入第二ORC子系统，并依次通过第二ORC子系统的第二蒸发器与第二预热器；

经过所述第一ORC子系统、第二ORC子系统的热流体混合后输送出去，或单独输送出去；

所述第一预热器出口设置第一调节阀门、第一温度传感器、第一控制器，第一控制器分别连接第一调节阀门、第一温度传感器；第一温度传感器将第一预热器出水温度发送至第一控制器，第一控制器通过第一预热器出水温度来调整第一调节阀门的开度，从而调节进入第一预热器以及进入第二蒸发器的流量比例；

实现当第一ORC子系统的第一预热器热流体流量减小时，第一预热器出水温度随之降低，多余高品位热水进入第二ORC子系统的第二蒸发器，因其热水温度高，提高系统热效率。灵活调整不同ORC机组发电功率，并实现热流体出口温度控制。

一种串级式有机朗肯循环系统，所述有机朗肯循环系统包括：至少一第一ORC子系统、至少一第二ORC子系统；

所述第一ORC子系统包括第一蒸发器、第一预热器、第一液体泵、第一冷凝器、第一膨胀机、第一发电机；第一蒸发器、第一预热器、第一液体泵、第一冷凝器、第一膨胀机依次连接，第一膨胀机与第一蒸发器连接；第一膨胀机与第一发电机连接；

所述第二ORC子系统包括第二蒸发器、第二预热器、第二液体泵、第二冷凝器、第二膨胀机、第二发电机；第二蒸发器、第二预热器、第二液体泵、第二冷凝器、第二膨胀机依次连接，第二膨胀机与第二蒸发器连接；第二膨胀机与第二发电机连接；

所述有机朗肯循环系统采用高温热流体作为热源，热流体经过第一蒸发器后，一部分经过第一预热器流出；另一部分进入第二ORC子系统，并依次通过第二ORC子系统的第二蒸发器与第二预热器。

作为本实用新型的一种优选方案，经过所述第一ORC子系统、第二ORC子系统的热流体混合后输送出去，或单独输送出去。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一预热器出口设置第一调节阀门、第一温度传感器、第一控制器，第一控制器分别连接第一调节阀门、第一温度传感器；第一温度传感器将第一预热器出水温度发送至第一控制器，第一控制器通过第一预热器出水温度来调整第一调节阀门的开度，从而调节进入第一预热器以及进入第二蒸发器的流量比例。