一種串級式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有機朗肯循環(huán)技術領域，涉及一種有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，尤其涉及一種串級式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]請參閱圖1，圖1為一個典型的有機朗肯循環(huán)(Organic Rankin Cycle，0RC)系統(tǒng)，包括膨脹機I’、發(fā)電機2’、蒸發(fā)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(fā)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(fā)電機2’發(fā)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(huán)。
[0004]對于有機朗肯循環(huán)而言，熱流體和環(huán)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(huán)系統(tǒng)，只包括一組有機朗肯循環(huán)單元(即僅包括一個膨脹機、一個發(fā)電機、一個蒸發(fā)器、一個液體栗、一個冷凝器)；熱源通常只連接一個蒸發(fā)器，系統(tǒng)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(tǒng)中將若干組有機朗肯循環(huán)單元并聯，如圖2所示，但依然沒有解決系統(tǒng)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(huán)系統(tǒng)，以改進現有系統(tǒng)的缺陷。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種串級式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，可大幅系統(tǒng)熱效率。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]一種串級式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括:至少一第一 ORC子系統(tǒng)、至少一第二 ORC子系統(tǒng)；
[00?0] 所述第一ORC子系統(tǒng)包括第一蒸發(fā)器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機、第一發(fā)電機;第一蒸發(fā)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(fā)器連接;第一膨脹機與第一發(fā)電機連接；
[0011]所述第二 ORC子系統(tǒng)包括第二蒸發(fā)器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機、第二發(fā)電機;第二蒸發(fā)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(fā)器連接;第二膨脹機與第二發(fā)電機連接；
[0012]所述發(fā)電機為同步或者為異步雙出軸電機，第一ORC子系統(tǒng)與對應的第二 ORC子系統(tǒng)共用一部發(fā)電機；
[0013]各個第一ORC子系統(tǒng)、第二ORC子系統(tǒng)中，部分或全部第一ORC子系統(tǒng)與對應的第二ORC子系統(tǒng)共用同一個冷凝器；
[0014]所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)采用高溫熱流體作為熱源，熱流體經過第一蒸發(fā)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(tǒng)，并依次通過第二ORC子系統(tǒng)的第二蒸發(fā)器與第二預熱器；
[0015]經過所述第一ORC子系統(tǒng)、第二ORC子系統(tǒng)的熱流體混合后輸送出去，或單獨輸送出去；
[0016]所述第一預熱器出口設置第一調節(jié)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(jié)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(fā)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(jié)閥門的開度，從而調節(jié)進入第一預熱器以及進入第二蒸發(fā)器的流量比例；
[0017]實現當第一ORC子系統(tǒng)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(tǒng)的第二蒸發(fā)器，因其熱水溫度高，提高系統(tǒng)熱效率。
[0018]靈活調整不同ORC機組發(fā)電功率，并實現熱流體出口溫度控制。
[0019]所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)還包括數據庫模塊、智能調節(jié)模塊，智能調節(jié)模塊連接數據庫模塊；
[0020]所述數據庫模塊存儲歷史數據或/和優(yōu)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(jié)閥門的開度、進入第二蒸發(fā)器流量比例、第一 ORC子系統(tǒng)發(fā)電功率、第二 ORC子系統(tǒng)發(fā)電功率、系統(tǒng)熱效率；
[0021]所述智能調節(jié)模塊用以根據第一ORC子系統(tǒng)所需發(fā)電功率或/和第二 ORC子系統(tǒng)所需發(fā)電功率，結合數據庫模塊中的最接近的相關數據調節(jié)第一調節(jié)閥門的開度；
[0022]所述智能調節(jié)模塊還對第一調節(jié)閥門的開度進行調節(jié)，計算對應的系統(tǒng)熱效率，選擇滿足需求且系統(tǒng)熱效率最高的數據確定第一調節(jié)閥門的開度，并根據需求或外界環(huán)境變化自適應調節(jié);如果熱效率最高的數據為新調節(jié)出的數據，則將該組數據記錄于數據庫模塊中。
[0023]一種串級式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括:至少一第一 ORC子系統(tǒng)、至少一第二 ORC子系統(tǒng)；
[0024]所述第一 ORC子系統(tǒng)包括第一蒸發(fā)器、第一預熱器、第一液體栗、第一冷凝器、第一膨脹機、第一發(fā)電機;第一蒸發(fā)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(fā)器連接;第一膨脹機與第一發(fā)電機連接；
[0025]所述第二 ORC子系統(tǒng)包括第二蒸發(fā)器、第二預熱器、第二液體栗、第二冷凝器、第二膨脹機、第二發(fā)電機;第二蒸發(fā)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(fā)器連接;第二膨脹機與第二發(fā)電機連接；
[0026]所述發(fā)電機為同步或者為異步雙出軸電機，第一ORC子系統(tǒng)與對應的第二 ORC子系統(tǒng)共用一部發(fā)電機；
[0027]各個第一ORC子系統(tǒng)、第二ORC子系統(tǒng)中，部分或全部第一ORC子系統(tǒng)與對應的第二ORC子系統(tǒng)共用同一個冷凝器；
[0028]所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)采用高溫熱流體作為熱源，熱流體經過第一蒸發(fā)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(tǒng)，并依次通過第二ORC子系統(tǒng)的第二蒸發(fā)器與第二預熱器。
[0029]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，經過所述第一ORC子系統(tǒng)、第二 ORC子系統(tǒng)的熱流體混合后輸送出去，或單獨輸送出去。
[0030]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一預熱器出口設置第一調節(jié)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(jié)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(fā)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(jié)閥門的開度，從而調節(jié)進入第一預熱器以及進入第二蒸發(fā)器的流量比例。
[0031]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，實現當第一ORC子系統(tǒng)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(tǒng)的第二蒸發(fā)器，因其熱水溫度高，提高系統(tǒng)熱效率。
[0032]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，靈活調整不同ORC機組發(fā)電功率，并實現熱流體出口溫度控制。
[0033]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述熱流體為熱水或熱油。
[0034]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)還包括數據庫模塊、智能調節(jié)模塊，智能調節(jié)模塊連接數據庫模塊；
[0035]所述數據庫模塊存儲歷史數據或/和優(yōu)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(jié)閥門的開度、進入第二蒸發(fā)器流量比例、第一ORC子系統(tǒng)發(fā)電功率、第二ORC子系統(tǒng)發(fā)