一種串級式有機朗肯循環系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于有機朗肯循環技術領域，涉及一種有機朗肯循環系統，尤其涉及一種串級式有機朗肯循環系統。
【背景技術】
[0002]請參閱圖1，圖1為一個典型的有機朗肯循環(Organic Rankin Cycle，0RC)系統，包括膨脹機I’、發電機2’、蒸發器3’、液體栗4’、冷凝器5’。
[0003]低溫低壓的液體制冷工質在液體栗4，中被升壓;然后進入蒸發器3，被加熱汽化，直至成為過熱氣體(高溫高壓)后，進入膨脹機I’膨脹做功，驅動發電機2’發電。做功后的低溫低壓氣體進入冷凝器5’被冷卻凝結成液體;再回到液體栗4’中，完成一個循環。
[0004]對于有機朗肯循環而言，熱流體和環境溫度之間的溫差越大，熱效率越高。然而，現有有機朗肯循環系統，只包括一組有機朗肯循環單元(即僅包括一個膨脹機、一個發電機、一個蒸發器、一個液體栗、一個冷凝器)；熱源通常只連接一個蒸發器，系統的熱效率還有待進一步提尚。
[0005]此外，由于膨脹機的大小有一定限制，為了能充分利用熱源的能量，一些系統中將若干組有機朗肯循環單元并聯，如圖2所示，但依然沒有解決系統熱效率較低的問題。
[0006]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的有機朗肯循環系統，以改進現有系統的缺陷。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種串級式有機朗肯循環系統，可提高系統熱效率。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0009]一種串級式有機朗肯循環系統，所述有機朗肯循環系統包括:至少一第一 ORC子系統、至少一第二 ORC子系統；
[00?0] 所述第一ORC子系統包括第一蒸發器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機、第一發電機;第一蒸發器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機依次連接，第一膨脹機與第一蒸發器連接;第一膨脹機與第一發電機連接；
[0011]所述第二 ORC子系統包括第二蒸發器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機、第二發電機;第二蒸發器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機依次連接，第二膨脹機與第二蒸發器連接;第二膨脹機與第二發電機連接；
[0012]各個第一ORC子系統、第二ORC子系統中，部分或全部第一ORC子系統與對應的第二ORC子系統共用同一個冷凝器；
[0013]所述有機朗肯循環系統采用高溫熱流體作為熱源，熱流體經過第一蒸發器后，一部分經過第一預熱器流出；另一部分進入第二ORC子系統，并依次通過第二ORC子系統的第二蒸發器與第二預熱器；
[0014]經過所述第一ORC子系統、第二ORC子系統的熱流體混合后輸送出去，或單獨輸送出去；
[0015]所述第一預熱器出口設置第一調節閥門、第一溫度傳感器、第一控制器，第一控制器分別連接第一調節閥門、第一溫度傳感器。
[0016]一種串級式有機朗肯循環系統，所述有機朗肯循環系統包括:至少一第一 ORC子系統、至少一第二 ORC子系統；
[00?7] 所述第一ORC子系統包括第一蒸發器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機、第一發電機;第一蒸發器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機依次連接，第一膨脹機與第一蒸發器連接;第一膨脹機與第一發電機連接；
[0018]所述第二 ORC子系統包括第二蒸發器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機、第二發電機;第二蒸發器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機依次連接，第二膨脹機與第二蒸發器連接;第二膨脹機與第二發電機連接；
[0019]各個第一ORC子系統、第二ORC子系統中，部分或全部第一ORC子系統與對應的第二ORC子系統共用同一個冷凝器；
[0020]所述有機朗肯循環系統采用高溫熱流體作為熱源，熱流體經過第一蒸發器后，一部分經過第一預熱器流出；另一部分進入第二ORC子系統，并依次通過第二ORC子系統的第二蒸發器與第二預熱器。
[0021]作為本實用新型的一種優選方案，經過所述第一ORC子系統、第二 ORC子系統的熱流體混合后輸送出去，或單獨輸送出去。
[0022]作為本實用新型的一種優選方案，所述第一預熱器出口設置第一調節閥門、第一溫度傳感器、第一控制器，第一控制器分別連接第一調節閥門、第一溫度傳感器;第一溫度傳感器將第一預熱器出水溫度發送至第一控制器，第一控制器通過第一預熱器出水溫度來調整第一調節閥門的開度，從而調節進入第一預熱器以及進入第二蒸發器的流量比例。
[0023]作為本實用新型的一種優選方案，實現當第一ORC子系統的第一預熱器熱流體流量減小時，第一預熱器出水溫度隨之降低，多余高品位熱水進入第二 ORC子系統的第二蒸發器，因其熱水溫度高，提高系統熱效率。
[0024]作為本實用新型的一種優選方案，靈活調整不同ORC機組發電功率，并實現熱流體出口溫度控制。
[0025]作為本實用新型的一種優選方案，所述熱流體為熱水或熱油。
[0026]作為本實用新型的一種優選方案，所述有機朗肯循環系統還包括數據庫模塊、智能調節模塊，智能調節模塊連接數據庫模塊；
[0027]所述數據庫模塊存儲歷史數據或/和優選推薦數據;數據庫模塊存儲有:第一預熱器出水溫度、第一調節閥門的開度、進入第二蒸發器流量比例、第一 ORC子系統發電功率、第二ORC子系統發電功率、系統熱效率；
[0028]所述智能調節模塊用以根據第一ORC子系統所需發電功率或/和第二 ORC子系統所需發電功率，結合數據庫模塊中的最接近的相關數據調節第一調節閥門的開度；
[0029]所述智能調節模塊還對第一調節閥門的開度進行調節，計算對應的系統熱效率，選擇滿足需求且系統熱效率最高的數據確定第一調節閥門的開度，并根據需求或外界環境變化自適應調節;如果熱效率最高的數據為新調節出的數據，則將該組數據記錄于數據庫模塊中。
[0030]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提出的串級式有機朗肯循環系統，可有效提尚系統熱效率。
[0031]本實用新型通過調整預熱器與蒸發器流量比例，可以靈活調整不同ORC機組發電功率，并實現熱流體出口溫度控制。在熱流體同等溫降條件下，該利用方式相比單級利用方案，大幅提尚系統熱效率。
[0032]在單級ORC系統中，環境溫度或者冷源溫度決定了ORC的冷凝溫度，這時如果蒸發溫度越高，循環的熱效率越高。對于大流量、高溫降的熱流體，如果采用單級ORC系統，在同樣溫降的前提下，需要降低蒸發溫度，導致熱效率降低。如果采用串級ORC系統，則可大幅提高系統熱效率。根據熱源形式不同，在同樣條件下(冷源相同、溫降相同)熱效率可以提高10-15%。
【附圖說明】
[0033]圖1為現有有機朗肯循環發電系統的組成示意圖。
[0034]圖2為現有并聯有機朗肯循環發電系統的組成示意圖。
[0035]圖3為本實用新型串級式有機朗肯循環系統的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。
[0037]實施例一
[0038]請參閱圖3，本實用新型揭示了一種串級式有機朗肯循環系統，所述有機朗肯循環系統包括:至少一第一ORC子系統、至少一第二 ORC子系統；
[0039]所述第一 ORC子系統包括第一蒸發器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機、第一發電機;第一蒸發器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機依次連接，第一膨脹機與第一蒸發器連接;第一膨脹機與第一發電機連接；
[0040]所述第二 ORC子系統包括第二蒸發器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機、第二發電機;第二蒸發器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機依次連接，第二膨脹機與第二蒸發器連接;第二膨脹機與第二發電機連接；
[0041 ] 各個第一ORC子系統、第二ORC子系統中，部分或全部第一ORC子系統與對應的第二ORC子系統共用同一個冷凝器。即第一冷凝器、第二冷凝器為同一冷凝器。
[0042]所述有機朗肯循環系統采用高溫熱流體作為熱源，熱流體經過第一蒸發器后，一部分