[发明专利]用于有机兰金循环系统的直接蒸发器系统和方法

权利要求书

1.一种利用有机兰金循环(ORC)用于功率生成的系统，所述系统包括：

换热器，其被构造成完全安装在导管内，所述换热器被构造成包括：

单一入口，其从所述导管的外侧横穿至所述导管的内侧；

单一出口，其从所述导管的所述内侧横穿至所述导管的所述外侧；以及

管路，其在所述单一入口与所述单一出口之间，所述管路完全提供在所述导管内，

其中，所述换热器被构造成在所述单一入口处以高于或等于ORC流体的临界压力的压力接收作为加压液体的所述ORC流体，以将所述ORC流体加热至高于或等于所述ORC流体的临界温度的温度，并且使所述ORC流体作为超临界流体通过所述单一出口离开，以及

所述超临界流体由高于所述临界温度的所述温度和高于所述临界压力的所述压力限定。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用于所述ORC流体的所述临界压力和临界温度限定点，在该点处所述ORC流体变成超临界。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ORC流体从包括戊烷、丙烷、环己烷、丁烷、氟代烃、酮、芳香族或它们的组合的组选择。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在不离开所述排气导管的情况下，所述ORC流体在所述管路内被加热至高于或等于所述ORC流体的所述临界温度的温度。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热器是板式换热器或板肋片式换热器中的一种。

6.一种利用有机兰金循环(ORC)用于功率生成的系统，所述系统包括：

换热器，其被构造成安装在导管内，所述换热器被构造成包括：

入口，其从所述导管的外侧横穿至所述导管的内侧，并被构造成接收ORC流体；

出口，其从所述导管的所述内侧横穿至所述导管的所述外侧，并被构造成使所述ORC流体离开；以及

管路，其将所述入口连接至所述出口，并被构造成加热所述ORC流体，

其中，所述换热器被构造成在所述ORC流体的近临界区域中操作，以及

所述ORC流体的所述近临界区域由联接用于所述ORC流体的三相点与临界点的曲线的上半部描述，并且所述曲线由限定用于所述ORC流体的沸点的压力值和温度值限定。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述换热器还包括：

预热器段，其连接至所述入口并且朝所述导管的较冷端定位；

蒸发器段，其连接至所述预热器段并且朝所述导管的较暖端定位，所述蒸发器段被构造成蒸发加压液体；以及

过热器段，其连接至所述蒸发器段并连接至所述出口，所述过热器段定位在所述预热器段与所述蒸发器段之间，并且所述过热器段被构造成过热来自所述蒸发器段的蒸汽。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述ORC流体的所述近临界区域由联接用于所述ORC流体的所述三相点与所述临界点的所述曲线的上百分之二十描述。

9.一种利用有机兰金循环(ORC)流体在功率生成系统中进行换热的方法，所述方法包括：

在换热器处从源接收热，其中，所述换热器被构造成完全安装在导管内，并且所述换热器具有单一入口、管路和单一出口；

在从所述导管的外侧横穿至所述导管的内侧的所述单一入口处以高于或等于所述ORC流体的临界压力的压力接收作为加压液体的所述ORC流体；

在从所述导管的所述内侧横穿至所述导管的所述外侧的所述单一出口处使处于超临界相的所述ORC流体离开；以及

在加热所述ORC流体以从所述加压液体变成所述超临界流体的同时，使所述ORC流体行进通过在所述单一入口与所述单一出口之间的所述管路，所述管路完全提供在所述导管内；

其中，所述换热器被构造成将所述ORC流体加热至高于或等于所述ORC流体的临界温度的温度，并使所述ORC流体作为超临界流体通过所述单一出口离开；以及

所述超临界流体由高于所述临界温度的所述温度和高于所述临界压力的所述压力限定。

10.一种用于加热在换热器中的有机兰金循环(ORC)流体的方法，所述方法包括：

在换热器处从源接收热，其中，所述换热器被构造成安装在导管内，并具有入口、管路和出口；

在从所述导管的外侧横穿至所述导管的内侧的所述入口处接收作为加压液体的所述ORC流体；

在从所述导管的所述内侧横穿至所述导管的所述外侧的所述出口处使处于近临界区域中的所述ORC流体离开；以及

在加热所述ORC流体以从所述加压液体变至所述近临界区域的同时，使所述ORC流体行进通过在所述入口与所述出口之间的所述管路，所述管路提供在所述导管内；

其中，所述ORC流体的所述近临界区域由联接用于所述ORC流体的三相点与临界点的曲线的上半部描述；以及

所述曲线由限定用于所述ORC流体的沸点的压力值和温度值来限定。