分级抽汽回热式太阳能低温有机朗肯循环系统热力性能分析

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1、第54卷第2期汽轮机技术Vo1．54No．22012年4月TURBINETECHNOLOGYApr．2012分级抽汽回热式太阳能低温有机朗肯循环系统的热力性能分析韩中合，叶依林，王璩(华北电力大学，保定071003)摘要：研究了分级抽汽回热式太阳能低温有机朗肯循环系统的热力性能。以R600和R245fa作为循环工质，利用热力学第一定律和第二定律，在不同的蒸发温度和膨胀比的条件下，对分级抽汽回热式系统和基本有机朗肯循环系统的热力性能变化进行比较和分析，指出分级抽汽回热式系统的热效率和炯效率更高，产生的不可逆损失更小，具有更优越的性能。关键词：太阳能；有机朗肯循环；分级抽汽回

2、热；不可逆损失；热效率分类号：TK514文献标识码：A文章编号：1001—5884(2012)02-0081-05ThermodynamicAnalysisofGradedRegenerativeExtractionLow．temperaturePowerGenerationBasedonSolar．heatedOrganicRankineCycleHANZhong．he．YEYi．1in，WANGJing(NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：TheTheperformancesof

3、low—temperaturepowergenerationsystemareinvestigatedbasedonthegradedregenerativeextractionOrganicRankineCycle(ORC)drivenbysolar．R60oandR245faarearechosenastheworkingfluids，thermodynamicsanalysisandcomparisonofgradedregenerativeORCsystemandcommonORCsystemareconductedbyevaporationtemperature

4、andpressureratio，basedonthefirstlawofthermodynamicsandthesecondlawofthermodynamics．TheconclusionisthatthegradedregenerativeextractionORCsystemhashigherthermaleficiency，highersecondlaweficiency，lowerirreversiblelossandbetterperformance．Keywords：solarenergy；organicrankinecycle；gradedregener

5、ativeextraction；irreversibility；thermaleficiency不同质量比例组成的Ca、cb和cc3种典型的非共沸混合工0前言质，在设定工况下对其应用于太阳能低温朗肯循环的性能进行了理论研究，进一步拓宽了太阳能低温朗肯适用工质的选作为可再生能源的重要组成部分，低温热能的发展尤为择范围。重要”。目前利用低温热能的发电技术主要是基于朗肯循采用分级抽汽回热式太阳能低温有机朗肯循环，分级环的热力发电系统，其中有机朗肯循环(ORC)采用低沸点的(即在不同的蒸汽压力下)从汽轮机中抽出部分已做过一些有机物作为工质回收低品位热能并产生电能，它的设备相功的蒸

6、汽，在回热加热器中加热低温段的有机工质，能减少对简单、适用性强，同时不产生有害气体，对环境不产生污低温有机工质从热源的吸热，减少有机工质在低温下吸热对染，其研究与应用越来越受到人们的青睐。系统的不利影响，提高有机工质平均吸热温度，改善系统性太阳能作为一种新型的绿色清洁能源，且易于转换为低能。温热能。将太阳能与有机朗肯循环系统有机结合起来对于本文在建立系统热力模型的基础上，以R600和R245fa有效利用低温热能具有重要的意义。罗琪等研究了低温余作为循环工质，利用热力学第一定律和第二定律，在不同的热驱动的抽汽回热式有机朗肯循环发电系统的性能，指出抽蒸发温度和膨胀比的条件下，

7、对分级抽汽回热式系统和基本汽回热式有机朗肯循环系统的热效率更高；Desai等采用有机朗肯循环系统的热力性能变化进行比较和分析。再热器和抽汽回热技术来提高朗肯循环热效率，同时提出一种方法集成和优化有机朗肯循环；Yari等将有机朗肯循环1系统模型系统和氦工质的布雷顿循环集成在一起，冷却核反应堆；Fahad等将有机朗肯循环和燃料电池集成在一起，实现冷热1．1太阳能低温有机朗肯循环系统电三联产；王晓东等提出了以R245fa／R152a为组元的按太阳能低温有机朗肯循环系统由4个热力设备组成：收稿日期：20116-28作者简介：韩中合(1