【摘 要】
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有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）是中低温热能回收利用的有效途径之一。对于纯工质ORC,由于工质与热源之间存在传热不匹配问题,造成循环性能低下。对于非共沸混合工质,由于工质在蒸发与冷凝过程中存在温度滑移,增强了工质与热源/冷源之间的传热匹配性,有利于循环性能的提高。为充分利用热源和增强循环中的传热匹配,本文对ORC进行循环重构,分别建立采用分离器的双级ORC、采用分
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有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）是中低温热能回收利用的有效途径之一。对于纯工质ORC,由于工质与热源之间存在传热不匹配问题,造成循环性能低下。对于非共沸混合工质,由于工质在蒸发与冷凝过程中存在温度滑移,增强了工质与热源/冷源之间的传热匹配性,有利于循环性能的提高。为充分利用热源和增强循环中的传热匹配,本文对ORC进行循环重构,分别建立采用分离器的双级ORC、采用分离器和喷射泵的ORC、采用分离器的双压双级ORC和采用分离器和喷射泵的双压ORC等循环构型。对以上各构型循环、采用非共沸混合工质或纯工质、热源采用串联加热或并联加热等不同情况,进行热力学的对比研究。对各循环构型,分析加热过程与冷却过程中,工质与热源、冷源的传热不可逆性（或传热匹配性）,各循环的热力学完善度;典型热源条件下,分析比较各循环的热力学性能,各循环的不同与优缺点。研究表明:双级ORC,通过优化两级的蒸发温度,确定预热器出口两回路的质量流量比,或分离器内汽-液二者的质量比（即工质的干度）,以调节加热过程的传热窄点,以达到增加循环的吸热量和提高循环性能目的。双压ORC中,可以进一步提高循环的蒸发压力,以增加循环的输出功和热源的利用率。对于非共沸混合工质,新构型循环中不仅可以增加工质蒸发过程的温度滑移量,还可以调节冷凝段的温度滑移,以同时增加加热过程与冷却过程的传热匹配性,以提高循环性能。相比常规ORC,新构型循环降低了传热不可逆度,提高了循环的热力学完善度。DSDORC的最大净输出功比常规ORC提高了31.95%,（火用）效率提高了29.47%,热力学完善度提高了15.03%。
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