一种双喷射式ORC系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种双喷射式ORC系统，用于解决了常规的ORC系统中工质泵效率偏低、耗功大而导致ORC系统效率较低的技术问题。本发明专利技术实施例方法包括：冷凝器，一级气‑液喷射器，一级蒸发器，二级气‑液喷射器，二级蒸发器，透平机；冷凝器的液态工质出口与一级气‑液喷射器的低温低压液体工质入口连接，一级气‑液喷射器的液体工质出口与一级蒸发器的工质入口连接，一级蒸发器的工质出口与二级气‑液喷射器的气态工质入口连接，二级蒸发器的工质出口与冷凝器的工质入口之间还连接有透平机；透平机还与一级气‑液喷射器的高温高压气态工质入口连接；冷凝器的液态工质出口还与二级气‑液喷射器的低温低压液体工质入口连接。

【技术实现步骤摘要】
一种双喷射式ORC系统
本专利技术涉及有机朗肯循环发电
，尤其涉及一种双喷射式ORC系统。
技术介绍
随着社会的日益发展，能源的紧缺是摆在人类面临的一大难题，新能源的开发和废热的回收利用是解决能源危机的重要途径。在众多可再生能源利用和废热回收的途径中，ORC(有机朗肯循环)以其结构简单，温度适用范围较大，应用技术也比较成熟的特点，被学者们认为是最具有应用前景的热功转化技术。全世界超过九成的可利用废热仅适用于10-250kW的系统规模，而家庭用户端也只需求千瓦级左右的电能，因此，小型化是ORC系统的主要发展趋势。工质泵是ORC系统中的重要组成部分，主要功能是对工质进行加压和输送，但是由于小型工质泵的效率都偏低，一般只有7-20％左右，这使得其耗功较大。在小型化ORC中，膨胀机输出功较少，由于工质泵的效率低，所以其耗功对系统的影响颇大，甚至可能出现输出功少于工质泵耗功的情况。因此，如何降低工质泵的耗功，提高系统的效率是小型化ORC系统发展的关键问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种双喷射式ORC系统，解决了常规的ORC系统中工质泵效率偏低、耗功大而导致ORC系统效率较低的技术问题。本专利技术实施例提供的一种双喷射式ORC系统，包括：冷凝器，一级气-液喷射器，一级蒸发器，二级气-液喷射器，二级蒸发器，透平机；在主回路中，冷凝器的液态工质出口与一级气-液喷射器的低温低压液体工质入口连接，一级气-液喷射器的液体工质出口与一级蒸发器的工质入口连接，一级蒸发器的工质出口与二级气-液喷射器的气态工质入口连接，二级蒸发器的工质出口与冷凝器的工质入口之间还连接有透平机；在辅回路a中，透平机还与一级气-液喷射器的高温高压气态工质入口连接；在辅回路b中，冷凝器的液态工质出口还与二级气-液喷射器的低温低压液体工质入口连接。可选地，透平机包括液轮机、汽轮机、涡轮机、燃气轮机或膨胀机。可选地，进入一级气-液喷射器和二级气-液喷射器的液体工质为R717、R718或有机工质中的一种或多种组合工质。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供了一种双喷射式ORC系统，包括：冷凝器，一级气-液喷射器，一级蒸发器，二级气-液喷射器，二级蒸发器，透平机，本专利技术实施例中通过采用一级气-液喷射器代替工质泵，使得冷凝器中的一部分低温低压液态工质被一级气-液喷射器中的来自透平机的高温高压抽汽引射入一级气-液喷射器中，在气-液喷射器混合室中混合，利用高温气体凝结释放的潜热转化为压能，使得一级气-液喷射器在不消耗机械能的情况下将工质升压到了一级蒸发器入口所需的压力，并将液态工质输送到了一级蒸发器入口。经过一级蒸发器吸热后，出口的高压高温气态工质进入二级气-液喷射器的蒸汽喷嘴，引射另一部分冷凝器出口的低温低压液态工质，在二级气-液喷射器出口形成更高压的液态工质。其中，一级气-液喷射器代替了工质泵，避免了机械功的消耗；二级气-液喷射器提升了工质进入透平机作功前的压力，提高了系统的效率，解决了常规的ORC系统中工质泵效率偏低、耗功大而导致ORC系统效率较低的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种双喷射式ORC系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种双喷射式ORC系统的工作过程的循环温-熵图。图示说明，冷凝器101，一级气-液喷射器102，一级蒸发器103，二级气-液喷射器104，二级蒸发器105，透平机106，电机107，冷源108，一级热源109，二级热源110。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种双喷射式ORC系统，用于解决常规的ORC系统中工质泵效率偏低、耗功大而导致ORC系统效率较低的技术问题。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例提供的一种双喷射式ORC系统，包括：冷凝器101，一级气-液喷射器102，一级蒸发器103，二级气-液喷射器104，二级蒸发器105，透平机106；在主回路中，冷凝器101的液态工质出口与一级气-液喷射器102的低温低压液体工质入口连接，一级气-液喷射器102的液体工质出口与一级蒸发器103的工质入口连接，一级蒸发器102的工质出口与二级气-液喷射器104的气态工质入口连接，二级蒸发器105的工质出口与冷凝器101的工质入口之间还连接有透平机106；在辅回路a中，透平机106还与一级气-液喷射器102的高温高压气态工质入口连接；在辅回路b中，冷凝器101的液态工质出口还与二级气-液喷射器(104)的低温低压液体工质入口连接。进一步地，透平机106包括液轮机、汽轮机、涡轮机、燃气轮机或膨胀机。进一步地，进入一级气-液喷射器102和二级气-液喷射器104的液体工质为R717、R718或有机工质中的一种或多种组合工质。其中，冷凝器101的冷凝采用的是冷源108，一级蒸发器的蒸发采用的是一级热源109，二级蒸发器的蒸发采用的是二级热源110。冷源108与冷凝器101进行换热用于冷却冷凝器101中的工质，一级热源109与一级蒸发器103进行换热用于加热一级蒸发器103中的工质，二级热源110与二级蒸发器105进行换热用于加热二级蒸发器105中的工质。循环所用工质为常用的低温环保制冷剂，通常为R717、R718等自然工质或者有机工质中的一种或者多种混合工质作为液态工质。以上为对本专利技术实施例提供的一种双喷射式ORC系统的结构进行的详细描述，以下将对双喷射式ORC系统的工作原理进行详细的描述。本专利技术实施例中所提供的双喷射式ORC系统，在ORC系统中加入两级气-液喷射器，并将循环划分为一条主回路和两条辅回路，同时通过设置两级蒸发器换热形成梯级能源利用。在主回路中，冷凝器101出口的一部分低温低压液态工质被一级气-液喷射器102中的来自透平机106的高温高压抽汽引射入一级气-液喷射器102中，通过气-液喷射器的升压特性，在气-液喷射器混合室中混合。在混合室中，气态工质和液态工质直接接触并传质换热，混合过程中气态工质凝结释放潜热，并在混合段出口处形成凝结激波并凝结为高压液态工质，压力骤升，然后在扩散室中恢复压力，使得扩散室出口压力高于透平机106抽汽得来的气态工质的压力。一级气-液喷射器102的升压特性替代了工质泵作功，在不消耗机械能的情况下将工质升压到了一级蒸发器103入口所需的压力，并将液态工质输送到了一级蒸发器103入口。经过一级蒸发器103吸热后出口的高压高温气态工质进入二级气-液喷射器104的蒸汽喷嘴，通过喷嘴加速为高速低压蒸汽，引射另一部分冷凝器101出口的低温低压液态工质，同样利用气-液喷射器的升压特性，在二级气-液喷射器104出口形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双喷射式ORC系统，其特征在于，包括：冷凝器101，一级气‑液喷射器102，一级蒸发器103，二级气‑液喷射器104，二级蒸发器105，透平机106；在主回路中，所述冷凝器101的液态工质出口与所述一级气‑液喷射器102的低温低压液体工质入口连接，所述一级气‑液喷射器102的液体工质出口与所述一级蒸发器103的工质入口连接，所述一级蒸发器102的工质出口与所述二级气‑液喷射器104的气态工质入口连接，所述二级蒸发器105的工质出口与冷凝器101的工质入口之间还连接有透平机106；在辅回路a中，所述透平机106还与所述一级气‑液喷射器102的高温高压气态工质入口连接；在辅回路b中，所述冷凝器101的液态工质出口还与二级气‑液喷射器104的低温低压液体工质入口连接。

【技术特征摘要】
1.一种双喷射式ORC系统，其特征在于，包括：冷凝器101，一级气-液喷射器102，一级蒸发器103，二级气-液喷射器104，二级蒸发器105，透平机106；在主回路中，所述冷凝器101的液态工质出口与所述一级气-液喷射器102的低温低压液体工质入口连接，所述一级气-液喷射器102的液体工质出口与所述一级蒸发器103的工质入口连接，所述一级蒸发器102的工质出口与所述二级气-液喷射器104的气态工质入口连接，所述二级蒸发器105的工质出口与冷凝器101的工质入口之间还连接有透平机1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健勇，黄一晟，陈颖，罗向龙，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44