有機朗肯循環(huán)在太陽能發(fā)電技術(shù)中的運用分析概述有機朗肯循環(huán)圖1.6有機朗肯循環(huán)流程圖有機朗肯循環(huán)[8]（英譯：OrganicRankineCycle簡稱:ORC)是指沸點較低、熱力學性能較好的的有機物工質(zhì)在蒸發(fā)器中與余熱源換熱，通過吸取余熱源中的熱量蒸發(fā)生成具有一定壓力和熱量的蒸汽，高溫高壓的蒸汽進入膨脹機做功，膨脹機再帶動發(fā)電機做功發(fā)電。在膨脹機做完功的蒸汽變成低壓低溫的蒸汽，后該蒸汽進入冷凝器冷卻放熱，凝結(jié)成液體，液體要通過工質(zhì)泵才能進入蒸發(fā)器，但在進入蒸發(fā)器之前要進入回熱器過冷，減少蒸發(fā)器的節(jié)流損失，最后才通過工質(zhì)泵泵入換熱器中完成循環(huán)。能量轉(zhuǎn)化過程：余熱源中的熱能→循環(huán)工質(zhì)內(nèi)能→機械能→電能太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)太陽有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)流程圖見圖1.7：圖1.7太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)流程圖太陽能有機朗肯循環(huán)相較于傳統(tǒng)的水蒸汽朗肯循環(huán)主要有兩個變化①蒸發(fā)器由太陽能集熱器替代②有機循環(huán)工質(zhì)替代水。太陽能有機朗肯循環(huán)是利用太陽能熱量通過有機循環(huán)工質(zhì)經(jīng)過各種機器實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。具體流程：太陽能集熱器吸收太陽能熱量，由熱媒介導熱油作為中間工質(zhì)進入蒸發(fā)器，將熱量傳遞給有機循環(huán)工質(zhì)，有機循環(huán)工質(zhì)吸收熱量熱蒸發(fā)，轉(zhuǎn)化成高溫高壓有機氣體工質(zhì)，高溫高壓有機氣體工質(zhì)進入膨脹機做功，帶動發(fā)電機做功發(fā)電，高溫高壓有機氣體工質(zhì)在經(jīng)過膨脹機后，變成了低溫低壓的有機氣體工質(zhì)，隨后進入冷凝器放出熱量液化，再由，工質(zhì)泵將循環(huán)工質(zhì)泵入蒸發(fā)器完成循環(huán)。通常上，在蒸發(fā)器前會加入一個回熱器，以減少蒸發(fā)器的節(jié)流損失。太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)T-S圖,見圖1.8.圖1.8太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)T-S圖有機朗肯循環(huán)主要包括四個熱力過程：兩個等壓過程（等壓吸熱，等壓放熱）；兩個等熵過程（等熵膨脹，等熵壓縮）。具體包括以下熱力過程：(1)等壓吸熱過程：主要發(fā)生在蒸發(fā)器（換熱器）中，有機朗肯循環(huán)液態(tài)工質(zhì)在預熱區(qū)等壓加熱過程（1→2），在氣液兩相區(qū)的等壓等溫吸熱過程(2→5)，在蒸汽過熱區(qū)等壓加熱過程(5→8)。循環(huán)工質(zhì)完成由液態(tài)→氣態(tài)的變化，同時實現(xiàn)能量的傳遞（導熱油的內(nèi)能→循環(huán)工質(zhì)的內(nèi)能）。(2)等熵膨脹過程：主要發(fā)生在膨脹機中，從蒸發(fā)器中過來的氣態(tài)有機循環(huán)工質(zhì)在膨脹機中發(fā)生絕熱膨脹過程(8→9)，但是由于膨脹機不可能完全轉(zhuǎn)化蒸汽的內(nèi)能，存在轉(zhuǎn)化熱效率，所以蒸汽膨脹過程不可能完全絕熱發(fā)生，因此狀態(tài)點9的熵值略大于狀態(tài)點8的熵值。膨脹機中，高溫高壓氣態(tài)有機循環(huán)工質(zhì)做功后，變成低溫低壓氣體，進入冷凝器放熱液化。實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化（氣態(tài)有機循環(huán)工質(zhì)的內(nèi)能→機械能），機械能再帶動電機完成電能的轉(zhuǎn)化。(3)等壓放熱過程：主要發(fā)生在冷凝器中，低溫低壓氣態(tài)工質(zhì)進入冷凝器放熱液化主要包括兩個過程，預冷段的等壓降溫過程(9→11)，兩相區(qū)的等壓等溫放熱過程(11→13)。循環(huán)工質(zhì)完成氣態(tài)→液態(tài)的變化。(4)等熵壓縮過程：液態(tài)工質(zhì)在工質(zhì)泵絕熱升溫過程(1