[发明专利]一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统

说明书

本发明公开了一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统，包括第一级蒸发循环系统、第二级蒸发循环系统和混合系统，第一级蒸发循环系统通过工质泵A将循环工质加压到超临界状态，再通过蒸发器A将循环工质加热到超临界状态后输入到膨胀机A，获得电能；第二级蒸发循环系统将循环工质依次输入工质泵B，回热器和蒸发器B后输入膨胀机B，获得电能；膨胀机A和膨胀机B输出连接混合系统，混合系统将循环工质进行冷却后再送人下一次的工作循环，本发明换热过程中损更小、换热效果更好，且提高了余热利用率。

技术领域

本发明属于回收低品位热的有机朗肯循环系统技术领域，尤其涉及一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统。

背景技术

目前，能源需求日益增大，环境污染日益严重，这就迫切要求我们改变能源结构、节约利用传统能源和优化能源利用方式；同时，中低品位能源特别丰富，如中低温余热能、太阳能和地热能等。作为一项理论成熟的中低温余热回收技术，有机朗肯循环具有结构简单，效率高和环境友好等优点。因此，利用有机朗肯循环高效回收中低品位余热，对提高我国的能源利用率和改善环境问题具有重要的意义。

但是目前，有机朗肯循环的热效率和发电率相对较低，系统的发展到了瓶颈期，这就促使人们进行系统的结构设计的改善。现有技术中发明了一种复叠式有机朗肯循环系统，以及一种余热多级利用的分布式能源发电系统，虽然这些系统实现了能量的梯级利用的同时提高效率，但是事实上他们的热效率和发电效率依然不高，能量损失依然比较大。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统，目的在于提供一种换热过程中炯损更小、换热效果更好，且提高了余热利用率的有机朗肯循环系统。

本发明所采用的技术方案如下：

一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统，包括第一级蒸发循环系统、第二级蒸发循环系统和混合系统，所述第一级蒸发循环系统通过工质泵A将循环工质加压到超临界状态，再通过蒸发器A将循环工质加热到临界状态后输入到膨胀机A，获得电能；所述第二级蒸发循环系统将循环工质依次输入回热器和蒸发器B后输入膨胀机B，获得电能；所述膨胀机A和膨胀机B输出连接混合系统，所述混合系统将循环工质进行冷却后再送到下一次的工作循环。循环工质可以采用纯工质R115、R125、R143a或R218，或者混合工质R404a或R507a。

进一步，所述第一级蒸发循环包括工质泵A，所述工质泵A出口连接蒸发器A的蒸汽入口，蒸发器A的蒸汽出口连接膨胀机A，所述膨胀机A与发电机A相连，且膨胀机A出口与蒸发器B的乏汽入口相连，所述蒸发器B的乏汽出口与蒸汽混合器入口相连；

进一步，所述第二级蒸发循环系统包括工质泵B，所述工质泵B出口连接回热器的蒸汽入口，所述回热器的蒸汽出口连接蒸发器B的蒸汽入口，所述蒸发器B的蒸汽出口连接膨胀机B，所述膨胀机B与发电机B相连，且膨胀机B出口与蒸汽混合器入口相连；

进一步，所述混合系统包括蒸汽混合器，所述蒸汽混合器的出口与回热器的乏汽入口相连，所述回热器的乏汽出口与冷凝器的乏汽入口相连，所述冷凝器的乏汽出口分别连接工质泵A和工质泵B；

进一步，所述工质泵A将循环工质加压到超过临界状态。

进一步，所述蒸发器A将循环工质加热到临界状态。

本发明的有益效果：

该系统第一级蒸发采用超临界状态回收余热资源，其膨胀机出口乏汽用以余热第二级蒸发，其换热过程中的温差区匹配更佳，炯损更小，换热效果更好，并配以多次回收余热，可以适用于更低温度的余热以及更广泛的有机工质。该系统对环境污染度低，更加节能环保。

附图说明

图1是一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统；