[发明专利]无泵式恒定功率输出的有机朗肯循环发电方法和装置

权利要求书

1.一种无泵式恒定功率输出的有机朗肯循环发电方法，其特征在于，该方法包括两个蒸发器内工质的密闭升温升压汽化过程、有机工质做功工程和蒸发器降压充液过程，具体工作过程包括以下步骤：

(1)第一蒸发器内有机工质的密闭升温升压汽化过程：液态有机工质在密闭的第一蒸发器内被中低温热源加热蒸发，获得满足膨胀机进口压力要求的饱和有机工质蒸汽；

(2)第一蒸发器做功循环过程：当第一蒸发器内的有机工质达到设定工作压力时，第一蒸发器做功出口的电磁阀打开，有机工质蒸汽进入膨胀机内膨胀做功带动发电机发电，做功后的乏汽进入冷凝器内冷凝；冷凝后的有机工质冷凝液进入储液罐内储存，当第一蒸发器内的有机工质逐渐蒸发消耗，液位下降到设定最低液位，且压力仍保持在蒸发器的恒定压力时，蒸发器做功出口的电磁阀和冷凝器出口的电磁阀自动关闭；

(3)第二蒸发器内有机工质的密闭升温升压汽化过程：当第一蒸发器做功时，液态有机工质在密闭的第二蒸发器内被中低温热源加热蒸发，获得满足膨胀机进口压力要求的饱和有机工质蒸汽；

(4)第一蒸发器降压充液过程：第一蒸发器做功完毕后，该蒸发器加热热源管道上的电磁阀自动关闭，与之对应的降压管路上的电磁阀联动打开，蒸发器内残余的有机工质蒸汽进入储液罐与储液罐内的过冷有机工质进行混合，使第一蒸发器内的压力降低；待第一蒸发器内的压力降至与储液罐内的压力相等时，降压管路上的电磁阀自动关闭，第一蒸发器工质进口的电磁阀联动打开，储液罐内的有机工质液体在重力的作用下，流入第一蒸发器；当第一蒸发器充液达到设定最高液位时，第一蒸发器工质进口的电磁阀联动关闭，冷凝器出口的电磁阀打开，冷凝器内的冷凝液进入储液罐；同时打开加热热源管道上的电磁阀，第一蒸发器内的有机工质被加热升压等待下一次循环；

(5)第二蒸发器做功循环过程：当第一蒸发器开始进行降压、装液的过程时，第二蒸发器内的工质已经被加热到设定工作压力，当第一蒸发器做功出口的电磁阀关闭时，第二蒸发器做功出口的电磁阀打开，有机工质蒸汽进入膨胀机内膨胀做功带动发电机发电，接替第一蒸发器工作；

(6)第二蒸发器降压充液过程：第二蒸发器降压、充液的过程与第一蒸发器相同；第二蒸发器做功出口电磁阀和冷凝器出口电磁阀关闭，第二蒸发器加热热源管道上的电磁阀关闭，与之对应的降压管路上的电磁阀联动打开，待第二蒸发器内的压力降至与储液罐内的压力相等时，降压管路上的电磁阀自动关闭，第二蒸发器工质进口的电磁阀联动打开，储液罐内的有机工质液体在重力的作用下流入第二蒸发器；当第二蒸发器充液达到设定最高液位时，第二蒸发器工质进口的电磁阀关闭，冷凝器出口的电磁阀打开，冷凝器内的冷凝液进入储液罐；同时打开加热热源管道上的电磁阀，第二蒸发器内的有机工质被加热升压等待下一次循环；

(7)当第二蒸发器开始降压充液时，第一蒸发器内的工质已经被加热到设定工作压力，接替第二蒸发器进行工作；第一蒸发器和第二蒸发器轮流输出压力恒定的有机工质蒸汽，推动膨胀机做功，保证膨胀机输出的膨胀功连续而且恒定；

两个蒸发器交替做功时，蒸发器内的压力已经加热到设定工作压力，即蒸发器的做功时间t1大于或等于蒸发器的降压充液时间t2和加热到设定工作压力时间t3；

所述蒸发器的加热热源为太阳能、废热或地热能；

所述的有机工质为异戊烷、R245fa、R600a、R141b或R142b中的一种或几种；

还包括所述方法使用的装置，所述装置包括：

蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器、储液罐、沉浸式汽液混合器，所述膨胀机的入口与蒸发器出口相连，膨胀机的出口与冷凝器的入口相连，膨胀机内蒸汽膨胀做功，带动发电机发电；所述装置包括两个并联的蒸发器，每个蒸发器分别有两个气相出口，且各接口均带有控制阀；

所述蒸发器两个气相出口分别与膨胀机的入口和储液罐内的沉浸式汽液混合器连接，构成做功循环管路和降压管路；

所述蒸发器其中一个气相出口和膨胀机的入口连接，液相入口与储液罐的出口连接，构成做功管路；

所述蒸发器另一个气相出口和储液罐内的沉浸式汽液混合器连接，构成了降压管路；

所有的阀门的开启和关闭，通过蒸发器内设置的压力传感器、液位传感器、温度传感器的信号和储液罐内设置的压力传感器信号进行联动控制；

所述冷凝器、储液罐和蒸发器，三者设置的高度依次降低，利用重力势能差使液态工质回流到蒸发器。