一种内燃机余热回收有机朗肯循环系统及其余热回收方法与流程

技术特征：
1.一种内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，包括发动机（1）、第一工质泵（2）、第一蒸发器（3）、气液分离器（4）、第一膨胀机（5）、第一发电机（6）、第二工质泵（7）、第二蒸发器（8）、第二膨胀机（9）、第二发电机（10）、冷凝器（11）和储液罐（12），发动机（1）的出口分别连接第一蒸发器（3）的热端入口和第二蒸发器（8）的热端入口；第一工质泵（2）、第一蒸发器（3）、气液分离器（4）、第一膨胀机（5）、第一发电机（6）、冷凝器（11）和储液罐（12）依次连接构成第一级有机朗肯循环；第一工质泵（2）、第一蒸发器（3）、气液分离器（4）、第二工质泵（7）、第二蒸发器（8）、第二膨胀机（9）、第二发电机（10）、冷凝器（11）和储液罐（12）依次连接构成第二级有机朗肯循环。2.根据权利要求1所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，发动机（1）的水套通过管道连接到第一蒸发器（3）的热端入口，第一蒸发器（3）的热端出口接回汽车水箱；发动机（1）排气通过管道连接到第二蒸发器（8）的热端入口，第二蒸发器（8）的热端出口直接排到大气。3.根据权利要求2所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，第一工质泵（2）的泵入口通过管路连接储液罐（12）的出口、泵出口通过管道连接第一蒸发器（3）的冷端入口，第一蒸发器（3）的冷端出口通过管路连接气液分离器（4）入口。4.根据权利要求3所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，气液分离器（4）分离的气体部分通过上方管路传输到第一膨胀机（5）的气体入口，第一膨胀机（5）的气体出口通过管路连接到冷凝器（11）的热源入口；气液分离器（4）分离的液体部分通过下方管路传输到第二工质泵（7），第二工质泵（7）通过管路与第二蒸发器（8）的冷端入口连接，第二蒸发器（8）的冷端出口与第二膨胀机（9）的气体入口连接，第二膨胀机（9）的气体出口通过管路连接到冷凝器（11）的热源入口，冷凝器（11）的热源出口与储液罐（12）入口通过管路连接。5.根据权利要求4所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，冷凝器（11）还包括冷源入口和冷源出口，冷源入口和冷源出口的设置方向与热源入口和热源出口的设置方向相反。6.根据权利要求4所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，第一发电机（6）与第一膨胀机（5）同轴连接。7.根据权利要求4所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，第二发电机（10）与第二膨胀机（9）同轴连接。8.根据权利要求4所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统，其特征在于，还包括多个流量传感器，多个流量传感器至少设置在第一工质泵（2）的出口与第一蒸发器（3）之间的管路上以及第二工质泵（7）的出口与第二蒸发器（8）之间的管路上。9.一种如权利要求1
‑
8任一项所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统的余热回收方法，其特征在于，所述方法包括：运行时，第一工质泵（2）工作，将储液罐（12）中的非共沸工质泵入第一蒸发器（3）中的冷端入口，在第一蒸发器（3）中与发动机（1）的水套中的冷却水进行热交换后，第一蒸发器（3）的热端出口出去的冷却水流回发动机（1）的冷却水循环系统，第一蒸发器（3）冷端出口出去的工质进入气液分离器（4）；气液分离器（4）将气相和液相工质分离，沸点较低的混合工质作为饱和气态，进入第一膨胀机（5）膨胀做功，并带动第一发电机（6）发电；沸点较高的
混合工质则作为液态，由第二工质泵（7）泵入到第二蒸发器（8）的冷端入口，而第二蒸发器（8）的热端入口接收发动机（1）的排气，沸点较高的混合工质与发动机（1）排气在第二蒸发器（8）内充分换热后，第二蒸发器（8）的热端出口的排气排入大气中、冷端出口的工质则成为气态，进入第二膨胀机（9）膨胀做功，带动第二发电机（10）发电；第一膨胀机（5）和第二膨胀机（9）出来的乏气汇合进入冷凝器（11）的热源入口，由冷凝器（11）的冷源入口进来的冷却水冷凝成为液态，再输送到储液罐（12）中，完成循环。10.根据权利要求9所述的内燃机余热回收有机朗肯循环系统的余热回收方法，其特征在于，内燃机余热回收有机朗肯循环系统运行前，储液罐（12）中储存非共沸工质。

技术总结
本发明提供了一种内燃机余热回收有机朗肯循环系统，涉及有机朗肯循环余热发电技术领域。该系统包括发动机、第一工质泵、第一蒸发器、气液分离器、第一膨胀机、第一发电机、第二工质泵、第二蒸发器、第二膨胀机、第二发电机、冷凝器和储液罐，发动机的出口分别连接第一蒸发器的热端入口和第二蒸发器的热端入口；第一工质泵、第一蒸发器、气液分离器、第一膨胀机、第一发电机、冷凝器和储液罐依次连接构成第一级有机朗肯循环；第一工质泵、第一蒸发器、气液分离器、第二工质泵、第二蒸发器、第二膨胀机、第二发电机、冷凝器和储液罐依次连接构成第二级有机朗肯循环。本发明结构简单紧凑，实现了对能量的梯级利用，提高了内燃机整机的热效率。率。率。


技术研发人员：王恩华 张文 孟凡骁 彭宁建
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2021.08.02
技术公布日：2021/9/27