[发明专利]梯级回收利用低品位热的ORC系统及方法

权利要求书

1.一种梯级回收利用低品位热的ORC系统，其特征在于：

该系统包括：第一泵（1）、第二泵（5）、第三泵（9）、第一换热器（2）、第二换热器（6）、第三换热器（10）、第一气液分离器（3）、第二气液分离器（7）、第一膨胀机（4）、第二膨胀机（8）、第三膨胀机(11)、混合器（12）、冷凝器（15）;

第一换热器（2）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；第一气液分离器（3）包括入口、气相出口和液相出口；第二换热器（6）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；第二气液分离器（7）包括入口、气相出口和液相出口；第三换热器（10）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；混合器（12）包括混合入口和混合出口；冷凝器（15）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；

工质（14）与第一换热器（2）的冷侧入口相连，第一换热器（2）的冷侧出口与第一气液分离器（3）的入口相连；

第一气液分离器（3）的气相出口通过第一膨胀机（4）与混合器（12）的入口相连；

第一气液分离器（3）的液相出口通过第二泵（5）与第二换热器（6）的冷侧入口相连，第二换热器（6）的冷侧出口与第二气液分离器（7）的入口相连；

第二气液分离器（7）的气相出口通过第二膨胀机（8）与混合器（12）的入口相连；

第二气液分离器（7）的液相出口通过第三泵（9）与第三换热器（10）的冷侧入口相连，第三换热器（10）的冷侧出口通过第三膨胀机（11）与混合器（12）的入口相连，混合器（12）的出口与冷凝器（15）的热侧相连，冷凝器（15）的热侧出口通过第一泵（1）与第一换热器（2）的冷侧入口相连；常温液态水（16）与冷凝器（15）的冷侧入口相连，冷凝器(15 )的冷侧出口与环境相连；

热源（13）与第三换热器（10）的热侧入口相连，第三换热器（10）热侧出口与第二换热器（6）的热侧入口相连，第二换热器（6）热侧出口与第一换热器（2）的热侧入口相连，第一换热器(2)的热侧出口与环境相连。

2.根据权利要求1所述的梯级回收利用低品位热的ORC系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：

工质（14）进入第一换热器（2）的冷侧吸收热侧热源（13）的热量，吸热后的工质（14）进入第一气液分离器（3）的入口；

第一气液分离器（3）气相出口的气态工质（14）进入第一膨胀机（4）入口进行膨胀做功，第一膨胀机（4）出口的产物进入混合器（12）的入口；

第一气液分离器（3）液相出口的液态工质（14）通过第二泵（5）升压后进入第二换热（6）的冷侧吸收热侧热源（13）的热量，第二换热器（6）冷侧出口的工质（14）进入第二气液分离器（7）的入口；

第二气液分离器（7）气相出口的工质（14）进入第二膨胀机（8）的入口做功，第二膨胀机（8）出口的产物进入混合器（12）的入口；

第二气液分离器（7）液相出口通过第三泵（9）升压进入第三换热器（10）的冷侧吸收热侧热源（13）的热量，第三换热器（10）冷侧出口的工质（14）进入第三膨胀机（11）做功，第三膨胀机（11）出口的产物进入混合器（12）的入口；

经过混合器（12）混合后的工质（14）进入冷凝器（15）的冷侧被热侧的常温液态水（16）冷却，冷凝器（15）出口的工质（14）通过第一泵（1）升压后进入第一换热器（2）的冷侧，开始下一个循环。