[发明专利]一种循环多级发电系统

权利要求书

1.一种循环多级发电系统，一种利用载热流体做为热源工质，进入一种循环多级发电系统发电，把低位热能转换为低价高位电能的一种循环多级发电系统；一种只要有热源的地方，无论是太阳能光热还是地热、工业余热、废热都能利用的一种循环多级发电系统。由包括：一种循环多级发电系统、变配电系统、智能化PLC控制系统等组成。其特征在于，所述的一种循环多级发电系统，把载热流体热源工质按王氏循环方式发电。王氏循环是专利发明人王天祥自己设计的一种流体循环。王氏循环是在有机朗肯循环(ORC)原理的基础上，创造出的一种新型循环方式，即流体压力平衡正压循环，简称王氏循环，其定义是：“在绝热、保温的条件下，同种物质的流体在相同压力下可以平衡流动正压循环”。王氏循环即流体压力平衡正压循环，已经应用在本专利发明人王天祥的另一项发明专利：海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统(申请号201310242926.7)上。 

2.如权利要求1所述的一种循环多级发电系统，其特征在于，所述的一种循环多级发电系统，是多级热能转换发电系统，一种循环多级发电系统包括多级主级、次级高压蒸汽发生器和多级(ORC)动力涡轮机和发电机。王氏循环以环保型有机冷媒为工质，使环保型有机冷媒工质人高温、高压蒸汽和低压冷凝蒸汽多次循环，在不同温度、不同压力下逐级推动有机朗肯循环(ORC)动力涡轮机运行，带动发电机发电。一种循环多级发电系统把有机冷媒工质的冷凝热降低到4.18％左右，把95.82％以上的载热流体热源工质热能利用起来；把多 级有机朗肯循环(ORC)动力涡轮机组合发电设备的效率由8～11％提高到91.94％以上，彻底解决了(ORC)动力涡轮机效率低的难题，提高热能利用率8倍以上。 

3.如权利要求1所述的一种循环多级发电系统，其特征在于，所述的一种循环多级发电系统，选择使用的环保型有机冷媒工质是霍尼韦尔(Honeywell)245fa(以下简称R245fa)，R245fa的化学名称是五氟丙烷，分子式是CF₃CH₂CHF₂，具有热力学性质稳定、热传导系数高、工作温度范围广、不燃烧、不破坏臭氧层等特性。可用于自然或工业来源的热能转换、采用有机朗肯循环和王氏循环技术产生电力。一种循环多级发电系统中，R245fa受热后产生高压蒸汽的初始温度为80℃～550℃，压力为0.79—5.5mPa。 

4.如权利要求1所述的一种循环多级发电系统，其特征在于，所述的一种循环多级发电系统，采用0.618黄金分割法，量化进入一种循环多级发电系统的载热流体热源工质的热能和发电能力，用以确定、选择和配置一种循环多级发电系统各主级、次级高压蒸汽发生器和(ORC)动力蜗轮机、发电机的规格、型号；量化进入各主级、次级高压蒸汽发生器的R245fa高压蒸汽量和冷凝蒸汽量，通过电动比例积分调节阀自动控制进入各主级、次级高压蒸汽发生器的R245fa液体流量。同时，量化各级(ORC)动力蜗轮机带动发电机的发电量。是世界上第一个把0.618黄金分割法运用到热能转换发电系统的技术创新。 

5.如权利要求1所述的一种循环多级发电系统，其特征在于，所述的一种循环多级发电系统，选择使用的动力设备是多级有机朗肯循 环(ORC)动力蜗轮机<以下简称(ORC)动力涡轮机>。低温有机朗肯循环(ORC)是类似于传统的蒸汽涡轮机循环，低温有机朗肯循环(ORC)动力蜗轮机，是一种利用环保型低沸点有机液体如：R245fa、R410A、R134a、氯乙烷等制冷剂做为有机工质循环的动力设备。这种(ORC)动力蜗轮机可以带动发电机发电。(ORC)动力蜗轮机是系列化产品，(ORC)动力蜗轮机与发电机组成(ORC)动力蜗轮机发电组合设备，单台发电能力为5～400KW，可以用多台发电组合设备组成大功率发电站。一种循环多级发电系统根据载热流体热源工质热量的大小，选择不同发电能力的(ORC)动力蜗轮机发电组合设备，建立多级热能转换发电站。本发明是世界上热能转换发电领域里，第一个引进和应用这种多级(ORC)动力蜗轮机发电组合设备的发电系统，是高科技领域里的技术创新。