的有机朗肯循环发电系统包括传热流体回路、高温级有机工质回路、低温级有机工质直接蒸发回路、冷却水回路，传热流体回路与高温级有机工质回路连接，高温级有机工质回路通过低温级有机工质直接蒸发回路与冷却水回路连接;
[0032]其中传热流体回路包括太阳能集热器1、热流体罐2、蒸发器4、冷流体罐5，太阳能集热器I出口一路直接连通至蒸发器4的热流体进口，另一路通过管道与热流体罐2连接，热流体罐2通过传热流体循环泵I 3与蒸发器4的热流体进口连通，蒸发器4的热流体出口与冷流体罐5连通，冷流体罐5出口通过传热流体循环泵II 6与太阳能集热器I进口连接，同时太阳能集热器I出口另一路连通至冷流体罐5出口处，被太阳能集热器I加热了的传热流体与从冷流体罐5出来的传热流体混合，被传热流体循环泵II 6加压后进入太阳能集热器I进行加热；高温级有机工质回路包括透平I 7、励磁发电机I 8、回热器9、冷凝/预热器10、储液罐I 11，传热流体回路的蒸发器4冷流体出口分别与透平I 7、回热器9热流体进口连接，透平I 7出口与回热器9热流体进口连接，回热器9的热流体出口与冷凝/预热器10的热流体进口连接，冷凝/预热器10热流体出口与储液罐I 11连接，储液罐I 11通过工质加压泵I 12与回热器9的冷流体进口连接，回热器9的冷流体出口与蒸发器4的冷流体进口连接，透平I 7与励磁发电机I 8连接；低温级有机工质直接蒸发回路包括太阳能直接蒸发器13、透平II 14、励磁发电机II 15、冷凝器16、储液罐II 17，高温级有机工质回路的冷凝/预热器10的冷流体出口与太阳能直接蒸发器13进口连接，太阳能直接蒸发器13出口分别与透平II 14、冷凝器16的热流体进口连接，透平II 14出口与冷凝器16热流体进口连接，冷凝器16的热流体出口与储液罐II 17进口连接，储液罐II 17通过工质加压泵II 18与冷凝/预热器10的冷流体进口连接，透平II 14与励磁发电机II 15连接；冷却水回路包括冷却塔19、冷却水泵20，冷凝器16的冷流体出口与冷却塔19的布水管连接，冷却塔19通过冷却水泵20与冷凝器16冷流体进口连接(见图1、2)。
[0033]传热流体采用稳定性极好的首诺合成导热油Therminol VP-1，经加热后的热油温度为320°C ;热流体罐2及冷流体罐5为直径2m高4m的圆柱形钢制容器，外层包裹绝热材料；传热流体循环泵I 3、传热流体循环泵II 6用高温油泵；蒸发器4采用板式换热器；太阳能集热器I采用带真空层的槽式聚光集热器。按太阳能集热器I出口一热流体罐2—传热流体循环泵3—蒸发器4一冷流体罐5—传热流体循环泵6—太阳能集热器I进口的顺序将油路用热镀锌钢管连接好。
[0034]高温级有机工质回路工质采用R123，透平I 7进口工质压力为2.5MPa，温度160°C，回热器9、冷凝/预热器10均采用板式换热器，工质加压泵I 12采用高压屏蔽泵。按蒸发器4出口一透平I 7—回热器9一冷凝/预热器10—储液罐I 11 一工质加压泵I 12—回热器9一蒸发器4进口的顺序用铜管连接好。工质的蒸发温度为160°C，冷凝温度为80°C。
[0035]低温级有机工质直接蒸发回路工质采用R134a，进口工质压力为2.6MPa，温度80°C，冷凝器16均采用板式换热器，太阳能直接蒸发器13采用不带真空层(带普通空气层)的槽式聚光集热器。按冷凝/预热器10出口一太阳能直接蒸发器13—透平II 14一冷凝器16—储液罐II 17—工质加压泵II 18—冷凝/预热器10进口的顺序用铜管连接好。工质的蒸发温度为80°C，冷凝温度为35°C。
[0036]选用冷却水循环流量为20m3/h的低温型冷却塔LBCM-20，冷却水泵20选用12KQL50/100-1.1/2型号，冷却水管路采用无缝钢管，连接顺序为:冷却塔19出口一冷却水泵20-冷凝器16-冷却塔19进口顺序将冷却水回路及所需配件安装好。
[0037]以上所有设备配件按图1连接，安装完成后，进行管道的氮气吹扫，对有机工质回路抽真空，并分别按要求向相应管路内充入R123、导热油及自来水。
[0038]使用时，从太阳能集热器I中出来的被加热了的传热流体一路可以通过管路与从冷流体罐5出来的传热流体混合，达到预热效果；一路则进入热流体罐2中储存起来，当太阳辐照强度不足时拿来使用；另一路则直接进入蒸发器4热流体进口，热流体罐2中的传热流体经过传热流体循环泵I 3加压后进入蒸发器4热流体进口，传热流体在蒸发器4中释放热量使有机工质蒸发后从蒸发器4热流体出口出来，进入冷流体罐5进口，接着从冷流体罐5出口出来与被太阳能集热器I加热的热流体混合后一起被传热流体循环泵II 6加压后进入太阳能集热器I进行加热，完成一个循环。从蒸发器4冷流体出口出来的有机工质蒸气一路进入透平I 7膨胀后输出轴功，带动励磁发电机I 8转动，输出电能；当有机工质蒸气达不到发电所需压力时，则从旁通通过。从透平I 7出口出来的乏气和达不到压力的蒸气均进入回热器9热流体进口，在回热器9中释放热量并预热被工质加压泵I 12加压后的有机工质，然后从回热器9热流体出口出来，进入冷凝/预热器10热流体进口，在冷凝/预热器10中被冷凝成液体后从冷凝/预热器10热流体出口出来，然后进入储液罐I 11进口，接着从储液罐I 11出口出来的有机工质经过工质加压泵12加压后进入回热器9冷流体进口，在回热器9中吸收热量预热后从回热器9冷流体出口出来，然后进入蒸发器4冷流体进口，在蒸发器中吸热蒸发气化，完成一个循环。有机工质在冷凝/预热器10中吸热预热后，从冷凝/预热器10冷流体出口出来，进入太阳能直接蒸发器13进口，在太阳能直接蒸发器13中吸收太阳热量蒸发气化后从太阳能直接蒸发器13出口出来，一路进入透平II 14膨胀后输出轴功，带动励磁发电机II 15转动，输出电能；当有机工质蒸汽达不到发电所需压力时，则从旁通通过。从透平II 14出口出来的乏气和达不到压力的蒸气均进入冷凝器16热流体进口，在冷凝器16中被冷凝成液体后然后从冷凝器16热流体出口出来，进入储液罐II 17进口，然后从储液罐II 17出口出来后被工质加压泵II 18加压后进入冷凝/预热器10冷流体进口，在里面吸热预热，完成一个循环。从冷却塔19出来的冷却水经冷却水泵20输送至冷凝器16中对有机工质回路里的工质进行冷凝，之后返回冷却塔19的布水管，经过冷却后进入塔底集水盘，完成一个循环。
[0039]实施例2:本太阳能间接与直接蒸发耦合的有机朗肯循环发电系统结构与实施例1相同，高温级有机工质回路工质的工质采用R245fa。
[0040]实施例3:本太阳能间接与直接蒸发耦合的有机朗肯循环发电系统结构与实施例1相同，高温级有机工质回路工质的工质采用R123、R245、丁烷，分别按30%、25%、45%的体积比混合而成。
【主权项】
1.一种太阳能间接与直接蒸发耦合的有机朗肯循环发电系统，其特征在于该系统包括:传热流体回路、高温级有机工质回路、低温级有机工质直接蒸发回路、冷却水回路，传热流体回路与高温级有机工质回路连接，高温级有机工质回路通过低温级有机工质直接蒸发回路与冷却水回路连接； 其中传热流体回路包括太阳能集热器(I)、热流体罐(2)、蒸发器(4)、冷流体罐(5)，太阳能集热器(I)出口一路直接连通至蒸发器(4)的热流体进口，另一路通过管道与热流体罐(2 )连接，热流体罐(2 )通过传热流体循环泵I (3 )与蒸发器(4 )的热流体进口连通，蒸发器(4)的热流体出口与冷流体罐(5 )连通，冷流体罐(5 )出口通过传热流体循环泵II (6 )与太阳能集热器(I)进口连接；太阳能集热器(I)出口另一路连通至冷流体罐(5)出口处，被太阳能集热器(I)加热了的传热流体与从冷流体罐(5)出来的传热流体混合，被传热流体循环泵II (6 )加压后进入太阳能集热器(I)进行加热； 高温级有机工质回路包括透平I (7)、励磁发电机I (8)、回热器(9)、冷凝/预热器(10)、储液罐I (11)，传热流体回路的蒸发器(4)冷流体出口分别与透平I (7)、回热器(9)热流体进口连接，透平I (7)出口与回热器(9)热流体进口连接，回热器(9)的热流体出口与冷凝/预热器(10)的热流体进口连接，冷凝/预热器(10)热流体出口与储液罐I(Il)连接，储液罐I (11)通过工质加压泵I (12)与回热器(9)的冷流体进口连接，回热器(9)的冷流体出口与蒸发器(4)的冷流体进口连接，透平I (7)与励磁发电机I (8)连接； 低温级有机工质直接蒸发回路包括太阳能直接蒸发器(13)、透平II (14)、励磁发电机II (15)、冷凝器(16)、储液罐II (17)，高温级有机工质回路的冷凝/预热器(10)的冷流体出口与太阳能直接蒸发器(13)进口连接，太阳能直接蒸发器(13)出口分别与透平II (14)、冷凝器(16)的热流体进口连接，透平II (14)出口与冷凝器(16)热流体进口连接，冷凝器(16)的热流体出口与储液罐II (17)进口连接，储液罐II (17)通过工质加压泵II (18)与冷凝/预热器(10)的冷流体进口连接，透平II (14)与励磁发电机II (15)连接； 冷却水回路包括冷却塔(19)、冷却水泵(20)，冷凝器(16)的冷流体出口与冷却塔(19)的布水管连接，冷却塔(19)通过冷却水泵(20)与冷凝器(16)冷流体进口连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能间接与直接蒸发耦合的有机朗肯循环发电系统，其特征在于:太阳能集热器(I)为槽式聚光集热器，太阳能集热器(I)的集热管为带真空层的集热管，集热管包括金属管和玻璃管，玻璃管套装在金属管外，金属管和玻璃管间为真空。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能间接与直接蒸发耦合的有机朗肯循环发电系统，其特征在于:太阳能直接蒸发器(13)中的集热管包括金属管和玻璃管，玻璃管套装在金属管外，金属管和玻璃管间为空气。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能间接与直接蒸发耦合的有机朗肯循环发电系统，属于能源与环境技术领域，其包括传热流体回路、高温级有机工质回路、低温级有机工质直接蒸发回路、冷却水回路，传热流体回路与高温级有机工质回路连接，高温级有机工质回路通过低温级有机工质直接蒸发回路与冷却水回路连接；该系统将太阳能间接式有机朗肯循环发电系统与直接蒸发式有机朗肯循环发电系统通过采用不同结构的太阳能集热器耦合起来，做到了能量的梯级利用，在提高发电效率的同时节约了成本。
【IPC分类】F01K23-02, F01D15-10
【公开号】CN204371435
【申请号】CN201420802980
【发明人】叶云, 葛众, 李国斌
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月18日