机械工程学报

作者：戴文智, 沈雄健, 李青洋, 杨新乐

单位：辽宁工程技术大学机械工程学院 阜新 123000

关键词：地热能,有机朗肯循环,双级蒸发双回热,高级㶲,高级㶲经济；

基金：国家自然科学基金(12302374，12202165，51774161)和辽宁省教育厅基金(LJKMZ20220685)资助项目。

双级蒸发有机朗肯循环(Organic rankine cycle，ORC)能有效提高热源利用效率，回热-ORC能有效利用膨胀机排出余热，结合两者优点，提出双级蒸发双回热有机朗肯循环系统(Double-stage evaporation and double recuperation Organic rankine cycle，DEDR-ORC)。常规㶲法侧重于独立组件的㶲损失，无法识别系统组件之间的相互作用对系统性能的实际影响，提出高级㶲和高级㶲经济法对DEDR-ORC进行分析。探讨DEDR-ORC的先进性、组件㶲损失和组件之间相互作用关系和组件的实际改进潜力。结果表明：DEDR-ORC的㶲效率和净输出功相对双级蒸发-ORC和回热-ORC最大提高了27.24%和4 436.97 kW，平准化电能成本降低了0.006 。常规㶲法得到膨胀机和冷凝器的㶲损失最大为755.15 kW和567.20 kW，高级㶲法得到膨胀机、冷凝器和蒸发器1总可避免㶲损失为553.28 kW、223 kW、103.20 kW，其组件改进潜力依据总可避免㶲损失大小排序，因此，膨胀机、冷凝器和蒸发器1改进潜力最大。高级㶲经济法得到膨胀机、蒸发器1、混合回热器的总可避免成本为71.16 $/h、1.14 $/h、0.94 $/h，均为正值，其余组件均为负值，其降低成本的改进潜力仅有膨胀机、蒸发器1和混合回热器，其余组件无改进潜力。研究结果可为ORC系统设计及优化提供理论支撑与技术参考。

来源：2025年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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