便于描述本发明，这两个换热器被当做独 立的兰金循环系统构件处理，即使每个换热器都同时被集成到第一闭环热能回收循环1和 第二闭环热能回收循环2中。
[0041] 参见图2,该图描绘了如图1中的兰金循环系统10,并还包括配置成将第二膨胀器 35所产生的机械能转换成电能的机械能转换装置42。在所示实施例中，机械能经由驱动轴 46从第二膨胀器35传递到装置42。在一个实施例中，机械能转换装置是交流发电机。在备选 实施例中，机械能转换装置是发电机。转换装置42所产生的电能可用于各种用途，包括给兰 金循环系统的其他构件供电，例如栗62a和62b，以及包括电驱制冷单元的冷凝器。
[0042] 参见图3,该图描绘了配置为如图1中的兰金循环系统10,并还包括经由机械联接 件47联接到第一膨胀器34和第二膨胀器35中的每一个的机械能转换装置42。机械联接件47 可以是任何合适的传递机械能的装置，诸如齿轮箱、驱动轴、皮带、或链条。在所示实施例 中，机械能再次通过机械联接件47提供给第一和第二栗62a和62b。
[0043] 参见图4,该图描绘了如图1中配置的兰金循环系统10,且还包括经由共同驱动轴 46联接到第一膨胀器34和第二膨胀器35两者的机械能转换装置42。
[0044] 参见图5,该图描绘了如图4中配置的兰金循环系统10,且还包括作为第一闭环热 能回收循环1的构件的第二加热器33、工作流体流分流器48以及工作流体流合流器49。额外 的加热器33的存在允许从第二含有废热的流17中额外的热量的获取，以及该额外热量为有 用的电能的转换。因此，第一工作流体流20在第一加热器32中蒸发，并在第一膨胀器34中膨 胀，从而产生机械能，机械能通过驱动轴46传递给机械能转换装置42,在那里转换成电能。 膨胀的第一工作流体流22包括充足的热量，从而通过在第一换热器36中将热量传递给加压 的第二工作流体流64b来产生汽化的第二工作流体流25。第一工作流体流作为热耗尽的第 一工作流体流56离开换热器36，然后在第一冷凝器60a中进一步冷却并在第一栗62a中加 压。所得的冷凝的、加压的第一工作流体流64a然后在工作流体分流器48处分为冷凝的、加 压的工作流体流的第一部分27和第二部分28。第一部分27在第二加热器33中与第二含有废 热的流17热接触，在该处获得热量并成为热增强的第一工作流体流31。第二部分28被引入 第二换热器37,在该处其从膨胀的第二工作流体流获取热量并成为热增强的第一工作流体 流29。热增强的工作流体流29和31在工作流体流合流器49处合流以提供第一工作流体流 20，其被重新引入第一加热器32并完成热能回收循环。
[0045] 参见图6,该图描绘了如图5中配置的兰金循环系统10,区别在于闭环热能回收循 环1的第一冷凝器60a和闭环热能回收循环2的第二冷凝器60b合并成单个的冷凝器单元 60c，其配置成在保持第一工作流体流和第二工作流体流分离的同时提供单个的散热装置， 例如配置成在不混合两种流的前提下，从热耗尽的第一工作流体流56和热耗尽的第二工作 流体57流中移除热量的单个制冷器单元。在一个实施例中，冷凝器单元60c包括一个或更多 个流动通道，热耗尽的第一工作流体流56可以从中流过，同时与第一制冷剂热接触，从而产 生冷凝的第一工作流体流61a。热耗尽的第二流体流57被引导穿过冷凝器单元60c的一组独 立的流动通道，在那里第二工作流体流将额外的热量传递给第一制冷剂，然后作为冷凝的 第二工作流体流61b离开冷凝器单元60c。虽然形式上合并成单个的冷凝器单元60c，但是第 一闭环热能回收循环1和第二闭环热能回收循环2的每一个都限定为包括冷凝器单元，在本 文中有时也分别被称为第一冷凝器单元和第二冷凝器单元。
[0046] 参见图7,该图描绘了如图6中配置的兰金循环系统，另一个区别在于第一闭环热 能回收循环1的第一栗62a和第二闭环热能回收循环2的第二栗62b合并成单个栗单元62c， 其配置成在不导致两种流混合的前提下栗送第一工作流体流和第二工作流体流两者。这种 能独立地栗送两种或更多种工作流体的多通道栗是本领域技术人员已知的。在一个实施例 中，热耗尽的第一工作流体流56在组合的冷凝器单元60c的第一组流动通道中冷却，从而产 生冷凝的第一工作流体流61a，它被引入组合的栗单元62c的第一栗送通道，它在其中加压 以产生加压的第一工作流体流64a。同时，热耗尽的第二工作流体流57在组合的冷凝器单元 60c的第二组流动通道中独立地冷却，从而产生冷凝的第二工作流体流61b，它被引入组合 的栗单元62c的第二栗送通道以产生加压的第二工作流体流64b。虽然形式上合并成单个栗 单元62c，但是第一闭环热能回收循环1和第二闭环热能回收循环2的每一个都限定为包括 栗单元，在本文中有时也分别被称为第一栗和第二栗。
[0047] 参见图8,该图描绘了如图1中配置的兰金循环系统10,区别在于第二闭环热能回 收循环已经通过增加了配置成将膨胀的第二工作流体流26分成第一部分12和第二部分14 的分流器48,以及配置成将热耗尽的工作流体流13(由第一部分12产生)和热耗尽的工作流 体流15(由第二部分14产生)合流的工作流体流合流器49来修改。在所示实施例中，在第一 换热器36中产生的汽化的第二工作流体流25在第二膨胀器35中膨胀，从而产生膨胀的第二 工作流体流26,其被工作流体流分流器48分成第一部分12和第二部分14。第一部分被引回 第一换热器36,在那里第一部分12中的额外的热量通过与加压的第二工作流体流64b的热 接触被提取，从而产生热耗尽的第二工作流体流13和汽化的第二工作流体流25。同时，第二 部分14被引回第二换热器37,在那里它将热量传递给加压的第一工作流体流64a，从而产生 热增强的第一工作流体流20和热耗尽的第二工作流体流。
[0048] 参见图9,该图描绘了如图8中配置的兰金循环系统10,它具有机械地联接到第一 膨胀器34的额外的机械能转换装置42。此外，第二膨胀器配置成经由机械联接件47驱动第 二栗 62b。
[0049] 参见图10,该图描绘了用于在本发明下进行研究的实验室级兰金循环系统100。该 系统被建造在德国慕尼黑的GE Global Research Center，并采用二氧化碳作为工作流体， 二氧化碳在单独的闭环热能回收循环中的一个或更多个位置处处于超临界状态。该系统运 行在从大约环境温度到大约550°C范围内的温度下，在从大约50到大约250巴范围内的压力 下。实验室级兰金循环系统包括电加热器32以产生温度在500到550°C范围内、压力在大约 200到大约250巴的范围内、以及流量在大约200到大约330克每秒范围内的汽化的第一工作 流体流21。在第一组试验条件下，电加热器运行以产生温度524°C、压力250巴、且流量280克 每秒的汽化的第一工作流体流。实验室级兰金循环系统采用膨胀阀34和35取代膨胀器。工 作流体流过膨胀阀前后的工作流体特质(温度、压力和流量）用于计算系统的功率输出。离 开第一膨胀阀34的膨胀的工作流体流22的温度范围是从大约350到大约540 °C，压力范围是 从大约50到大约80巴，流量范围是从大约200到大约330克每秒。在第一组试验条件下，离开 第一膨胀阀的工作流体是512°C、80巴以及280克每秒流量。膨胀的第一工作流体流22被引 入第一换热器36,在那里它与加压的第二工作流体流64b接触，从而产生热耗尽的第一工作 流体流56和第二汽化的工作流体流25。热耗尽的工作流体流56如下面所述那样与热耗尽的 第二工作流体流57合流。离开第一换热器36的第二汽化的工作流体流25的温度范围是从大 约300到大约490°C，压力范围是从大约200到大约250巴，流量范围是从大约200到大约330 克每秒。在第一组试验条件下，离开第一换热器的汽化的第二工作流体流25是489 °C、250巴 以及流量220克每秒。
[0050] 仍参见图10,第二汽化的工作流体流25通过第二膨胀阀35被膨胀，从而产生温度 在大约290到大约480°C范围内、压力在大约50到大约80巴的范围内、以及流量在大约200到 大约330克每秒范围内的膨胀的第二工作流体流26。在第一组试验条件下，离开第二膨胀器 35的膨胀的第二工作流体流26处于475°C、80巴以及220克每秒流量。膨胀的第二工作流体 流26被引入第二换热器37,在那里它与加压的第一工作流体流64a热接触，从而产生热耗尽 的第二工作流体流57和被返回加热器32的热增强的第一工作流体流20。热增强的第一工作 流体流20以大约240到大约430 °C范围内的温度、大约200到大约250巴的范围内的压力、以 及大约200到大约330克每秒范围内的流量被重新引入加热器32。在第一组试验条件下，热 增强的第一工作流体流20以266 °C的温度、250巴的压力以及280克每秒的流量被重新引入 加热器32。
[0051] 离开第二换热器37的热耗尽的第二工作流体流57与热耗尽的第一工作流体流56 在工作流体流合流器49处合流，从而产生温度在大约80到大约100°C的范围内、压力在大约 50到大约80巴的范围内、以及流量在大约200到大约650克每秒的范围内的合并的热耗尽的 工作流体流58。在第一组试验条件下，离开工作流体流合流器48的合并的热耗尽的工作流 体流58处于82°C、80巴以及500克每秒流量。
[0052]合并的工作流体流58然后被引入冷凝器60c，在那里它被冷却到大约20到大约40 °C范围内的温度、大约5