本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種帶引射器的熱力發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的熱力發(fā)電系統(tǒng)主要是采用朗肯循環(huán)(Rankin Cycle)，工質(zhì)主要選用水或者有機工質(zhì)，如氟利昂類工質(zhì)或者烷烴類工質(zhì)。朗肯循環(huán)的發(fā)電效率除了與工質(zhì)的熱物理性質(zhì)密切相關(guān)之外，主要取決于蒸發(fā)溫度和冷凝溫度之間的差值，一般而言，蒸發(fā)溫度越高，朗肯循環(huán)的發(fā)電效率就越高，冷凝溫度越低，朗肯循環(huán)的發(fā)電效率也越高。但是，為了追求較高的發(fā)電效率而提高蒸發(fā)溫度，就會導(dǎo)致高溫熱源的出口溫度過高，高品位熱能浪費嚴重，為了追求較高的發(fā)電效率而降低冷凝溫度，就會導(dǎo)致冷卻熱源的出口溫度過低，冷凝熱不再具有熱利用價值。系統(tǒng)的發(fā)電效率與綜合熱經(jīng)濟性之間的這種矛盾在利用中低溫余廢熱的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中更為常見和突出。

從發(fā)電量的角度看，朗肯循環(huán)的發(fā)電量主要取決于工質(zhì)蒸發(fā)過程的吸熱量與發(fā)電效率的乘積，一般而言，發(fā)電效率越高，朗肯循環(huán)的發(fā)電量就越多，工質(zhì)蒸發(fā)過程的吸熱量越多，朗肯循環(huán)的發(fā)電量也越多。不難發(fā)現(xiàn)，即使系統(tǒng)的發(fā)電效率降低一些，但是如果能夠?qū)崿F(xiàn)工質(zhì)蒸發(fā)過程的吸熱量大幅增加，也是能夠保障系統(tǒng)總發(fā)電量不變的，甚至系統(tǒng)的總發(fā)電量略有增加的。這為解決熱力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率與綜合熱經(jīng)濟性之間難以協(xié)調(diào)的矛盾提供了一種新的解決思路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決常規(guī)熱力發(fā)電系統(tǒng)存在的發(fā)電效率與綜合熱經(jīng)濟性之間難以協(xié)調(diào)的矛盾，進而提供一種帶引射器的熱力發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是：

1、它包括透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、節(jié)流膨脹閥、工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器、引射器、氣液分離器、調(diào)適換熱器、蒸汽過熱器、第一工質(zhì)管路、第二工質(zhì)管路、第三工質(zhì)管路、高溫熱源管路和第一低溫熱源管路，第一低溫熱源管路依次與第一冷凝器和調(diào)適換熱器連通并穿過調(diào)適換熱器設(shè)置，高溫熱源管路依次與蒸汽過熱器、高溫蒸發(fā)器、調(diào)適換熱器和低溫蒸發(fā)器連通并穿過低溫蒸發(fā)器設(shè)置，引射器的出口端與第三工質(zhì)管路的入口端連通，第三工質(zhì)管路依次與蒸汽過熱器、透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、低溫蒸發(fā)器和氣液分離器的入口端連通，節(jié)流膨脹閥設(shè)置在儲液器與低溫蒸發(fā)器之間的第三工質(zhì)管路上，氣液分離器分別與第一工質(zhì)管路入口端和第二工質(zhì)管路入口端連通，第一工質(zhì)管路依次與工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器和引射器的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路出口端與引射器的被引射流體入口端連通。

2、它包括透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、節(jié)流膨脹閥、工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器、引射器、氣液分離器、調(diào)適換熱器、蒸汽過熱器、第一工質(zhì)管路、第二工質(zhì)管路、第三工質(zhì)管路、高溫熱源管路、第一低溫熱源管路、第二低溫熱源管路、第三低溫熱源管路和第四低溫熱源管路，第一低溫熱源管路分別與第二低溫熱源管路的入口端和第三低溫熱源管路和的入口端連通，第三低溫熱源管路依次與冷凝器和第四低溫熱源管路的入口端連通，第二低溫熱源管路依次與調(diào)適換熱器和第四低溫熱源管路的入口端連通，高溫熱源管路依次與蒸汽過熱器、高溫蒸發(fā)器、調(diào)適換熱器和低溫蒸發(fā)器連通并穿過低溫蒸發(fā)器設(shè)置，引射器的出口端與第三工質(zhì)管路的入口端連通，第三工質(zhì)管路依次與蒸汽過熱器、透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、低溫蒸發(fā)器和氣液分離器的入口端連通，節(jié)流膨脹閥設(shè)置在儲液器與低溫蒸發(fā)器之間的第三工質(zhì)管路上，氣液分離器分別與第一工質(zhì)管路入口端和第二工質(zhì)管路入口端連通，第一工質(zhì)管路依次與工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器和引射器的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路出口端與引射器的被引射流體入口端連通。

3、它包括透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、節(jié)流膨脹閥、工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器、引射器、氣液分離器、調(diào)適換熱器、蒸汽過熱器、第一工質(zhì)管路、第二工質(zhì)管路、第三工質(zhì)管路、高溫熱源管路和第一低溫熱源管路，第一低溫熱源管路依次與冷凝器和調(diào)適換熱器連通并穿過調(diào)適換熱器設(shè)置，高溫熱源管路依次與蒸汽過熱器、高溫蒸發(fā)器、調(diào)適換熱器和低溫蒸發(fā)器連通并穿過低溫蒸發(fā)器設(shè)置，引射器的出口端與第三工質(zhì)管路的入口端連通，第三工質(zhì)管路依次與蒸汽過熱器、透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器和氣液分離器的入口端連通，氣液分離器分別與第一工質(zhì)管路入口端和第二工質(zhì)管路入口端連通，第一工質(zhì)管路與引射器的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路出口端依次與低溫蒸發(fā)器和引射器的被引射流體入口連通，節(jié)流膨脹閥設(shè)置在氣液分離器和低溫蒸發(fā)器之間的第二工質(zhì)管路上。

4、它包括透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、節(jié)流膨脹閥、工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器、引射器、氣液分離器、調(diào)適換熱器、蒸汽過熱器、第一工質(zhì)管路、第二工質(zhì)管路、第三工質(zhì)管路、高溫熱源管路、第一低溫熱源管路、第二低溫熱源管路、第三低溫熱源管路和第四低溫熱源管路，第一低溫熱源管路分別與第二低溫熱源管路的入口端和第三低溫熱源管路和的入口端連通，第三低溫熱源管路依次與冷凝器和第四低溫熱源管路的入口端連通，第二低溫熱源管路依次與調(diào)適換熱器和第四低溫熱源管路的入口端連通，高溫熱源管路依次與蒸汽過熱器、高溫蒸發(fā)器、調(diào)適換熱器和低溫蒸發(fā)器連通并穿過低溫蒸發(fā)器設(shè)置，引射器的出口端與第三工質(zhì)管路的入口端連通，第三工質(zhì)管路依次與蒸汽過熱器、透平發(fā)電機組、冷凝器、儲液器、工質(zhì)泵、高溫蒸發(fā)器和氣液分離器的入口端連通，氣液分離器分別與第一工質(zhì)管路入口端和第二工質(zhì)管路入口端連通，第一工質(zhì)管路與引射器的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路依次與低溫蒸發(fā)器和引射器的被引射流體入口端連通，節(jié)流膨脹閥設(shè)置在氣液分離器和低溫蒸發(fā)器之間的第二工質(zhì)管路上。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明雖然降低了透平發(fā)電機組1的進口壓力，降低了系統(tǒng)的發(fā)電效率，但是大幅降低了高溫熱源的出口溫度，增加了工質(zhì)蒸發(fā)的吸熱量，可以在相同的高溫熱源和低溫熱源流量和進口溫度的條件下，實現(xiàn)發(fā)電總量不變甚至略有增加，特別地本發(fā)明可以增加低溫熱源的溫度水平，本發(fā)明可以大幅降低高溫熱源的出口溫度，在保障系統(tǒng)總發(fā)電量不變的條件下，大幅提高冷卻熱源的溫度水平，增加發(fā)電排放廢熱的利用價值和系統(tǒng)的綜合熱經(jīng)濟性，所以一種保電增溫型熱力發(fā)電系統(tǒng)，“保電”是指保障總發(fā)電量不減少，“增溫”是指增加冷卻熱源的溫度水平，目的是為了提升整個熱力發(fā)電系統(tǒng)的綜合熱經(jīng)濟性。

2、本發(fā)明將引射器8置于透平發(fā)電機組1之前，充分利用高壓工質(zhì)蒸汽的抽吸能力，可以在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)創(chuàng)造更低的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，從而更大幅度地降低高溫熱源的出口溫度，充分攫取高溫熱源的熱能用于發(fā)電。

3、本發(fā)明設(shè)置了氣液分離器9，并將其設(shè)置在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的管路系統(tǒng)上，可以自適應(yīng)地滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的工質(zhì)流量分配，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，降低系統(tǒng)的控制難度。

4、本發(fā)明設(shè)置了調(diào)適換熱器10，既可以自適應(yīng)地滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的換熱量比例，實現(xiàn)更低的高溫熱源的出口溫度，同時也可以進一步提升低溫熱源的出口溫度。

5、本發(fā)明可以應(yīng)用于中低溫余廢熱發(fā)電項目或者太陽能發(fā)電項目，可以充分攫取余廢熱的熱能，保障總發(fā)電的同時提升低溫熱源的溫度水平，滿足常規(guī)采暖的要求，發(fā)電與采暖一舉兩得。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施方式一方案的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明具體實施方式二方案的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明具體實施方式三方案的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明具體實施方式四方案的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種帶引射器的熱力發(fā)電系統(tǒng)，它包括透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、節(jié)流膨脹閥4、工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6、低溫蒸發(fā)器7、引射器8、氣液分離器9、調(diào)適換熱器10、蒸汽過熱器11、第一工質(zhì)管路41、第二工質(zhì)管路42、第三工質(zhì)管路43、高溫熱源管路61和第一低溫熱源管路51，第一低溫熱源管路51依次與第一冷凝器2和調(diào)適換熱器10連通并穿過調(diào)適換熱器10設(shè)置，高溫熱源管路61依次與蒸汽過熱器11、高溫蒸發(fā)器6、調(diào)適換熱器10和低溫蒸發(fā)器7連通并穿過低溫蒸發(fā)器7設(shè)置，引射器8的出口端與第三工質(zhì)管路43的入口端連通，第三工質(zhì)管路43依次與蒸汽過熱器11、透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、低溫蒸發(fā)器7和氣液分離器9的入口端連通，節(jié)流膨脹閥4設(shè)置在儲液器3與低溫蒸發(fā)器7之間的第三工質(zhì)管路43上，氣液分離器9分別與第一工質(zhì)管路41入口端和第二工質(zhì)管路42入口端連通，第一工質(zhì)管路41依次與工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6和引射器8的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路42出口端與引射器8的被引射流體入口端連通。

本實施方式工質(zhì)的熱力循環(huán)過程：儲液器3收集冷凝的液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)在壓差的驅(qū)動下，通過節(jié)流膨脹閥4節(jié)流降壓之后進入低溫蒸發(fā)器7，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，之后進入氣液分離器9進行氣液分離，分離后的液態(tài)工質(zhì)由工質(zhì)泵5驅(qū)動升壓后進入高溫蒸發(fā)器6，在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，產(chǎn)生的高壓工質(zhì)蒸汽進入引射器8作為引射工作流體，在引射器8內(nèi)引射由氣液分離器9分離出來的低壓工質(zhì)蒸汽，引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進入蒸汽過熱器11被高溫熱源進行加熱后，進入透平發(fā)電機組1內(nèi)進行膨脹做功和發(fā)電，降溫降壓之后再進入冷凝器2，在冷凝器2內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)被低溫熱源冷卻冷凝，冷凝之后的液態(tài)工質(zhì)進入儲液器3，如此就構(gòu)成了工質(zhì)的熱力循環(huán)。引射器8和節(jié)流膨脹閥4營造了低溫蒸發(fā)器7和氣液分離器9的低壓環(huán)境，引射器8和工質(zhì)泵5營造了高溫蒸發(fā)器6的高壓環(huán)境。

高溫熱源的放熱過程：高溫熱源通過高溫熱源管路61進入系統(tǒng)，首先在蒸汽過熱器11內(nèi)放熱，加熱引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽可以增加工質(zhì)蒸汽的顯熱量和后續(xù)的發(fā)電量，同時高溫熱源實現(xiàn)第一次降溫，之后高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)放熱，加熱高壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第二次降溫，之后高溫熱源在調(diào)適換熱器10內(nèi)放熱，加熱低溫熱源使之升溫，同時高溫熱源實現(xiàn)第三次降溫，最后高溫熱源在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)放熱，加熱低壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第四次降溫。高溫熱源第一次、第二次和第四次降溫所釋放的熱量進入系統(tǒng)進行發(fā)電，保障總發(fā)電量滿足要求，第三次降溫所釋放的熱量用于低溫熱源的升溫，提高低溫熱源的溫度水平。

低溫熱源的吸熱過程：低溫熱源通過第一低溫熱源管路51進入系統(tǒng)，首先在冷凝器2內(nèi)吸熱，冷凝膨脹做功之后的工質(zhì)蒸汽，同時實現(xiàn)低溫熱源的第一次升溫，之后低溫熱源在調(diào)適換熱器10內(nèi)吸熱，降低高溫熱源的溫度使之滿足工質(zhì)熱力循環(huán)的溫度要求，同時實現(xiàn)低溫熱源的第二次升溫。低溫熱源的溫度水平提高之后可以有更多的利用價值和綜合熱經(jīng)濟性。

本發(fā)明中應(yīng)用的高溫熱源可以是工業(yè)乏汽，中高溫150℃以上的廢氣或煙氣，中高溫100℃以上的液態(tài)物質(zhì)水、油等，或者太陽能的集熱載體等。低溫熱源主要是指水。工質(zhì)可以使用水、氟利昂類工質(zhì)，或者烷烴類工質(zhì)。

當?shù)蜏責嵩吹倪M口溫度偏低時，適合采用本實施方案。

將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1上游的理由如下：絕大多數(shù)工質(zhì)具有如下的熱物理性質(zhì)規(guī)律，即飽和溫度水平較高時，相同的飽和溫度之差所對應(yīng)的飽和壓力之差就會越大，例如水溫為50℃與40℃所對應(yīng)的飽和壓差為0.12335-0.07375＝0.04960bar，而水溫為120℃與110℃所對應(yīng)的飽和壓差為1.9854-1.4327＝0.5527bar，或者說壓力水平越低時，相同的飽和壓力之差所對應(yīng)的飽和溫度之差就會越大。也可以總結(jié)為壓力水平越低時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越大，壓力水平越高時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小。

基于此規(guī)律，本發(fā)明將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之前。為了保證引射器8具有足夠的引射能力，必須保證引射器8的進出口之間滿足一定的工作壓差。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之后，由于引射器8的進口壓力偏低，導(dǎo)致引射器8的進出口要滿足相同的工作壓差，必然要大幅降低冷凝器2的冷凝溫度，這降低了冷凝熱的熱能品位和熱經(jīng)濟價值。更低的冷凝溫度也為低溫熱源的制備提高了難度。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之前，由于工質(zhì)蒸汽壓力很高，更容易滿足引射器8的進出口工作壓差的要求，而引射壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小，這更有利于系統(tǒng)綜合效率的提高。

設(shè)置蒸汽過熱器11的理由如下：引射器8的設(shè)置增加了可用于膨脹發(fā)電的工質(zhì)蒸汽的質(zhì)量流量，但是降低了進入透平發(fā)電機組1工質(zhì)蒸汽的壓力，將導(dǎo)致發(fā)電效率有所下降，但是工質(zhì)蒸汽膨脹發(fā)電主要依靠的是工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，高溫熱源可通過蒸汽過熱器11對引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進行二次加熱，增加工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，提升工質(zhì)蒸汽的溫度，這樣可以提高透平發(fā)電機組1的發(fā)電效率，部分或全部抵消由于壓力降低所引起發(fā)電效率損耗，保障系統(tǒng)的發(fā)電效率處于較高水平。

設(shè)置氣液分離器9的理由如下：在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的管路系統(tǒng)上設(shè)置了氣液分離器9，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的液態(tài)工質(zhì)形成串聯(lián)流動的形式，優(yōu)先保障低溫蒸發(fā)器的蒸發(fā)流量需求，根據(jù)質(zhì)量守恒原理，未蒸發(fā)的液態(tài)工質(zhì)自然能夠滿足高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)流量需求，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置可以自適應(yīng)地滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的工質(zhì)流量分配，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，降低系統(tǒng)的控制難度。

設(shè)置調(diào)適換熱器10的理由如下：當系統(tǒng)正常運行時，工質(zhì)熱力循環(huán)的狀態(tài)是明確的，即高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7各自的蒸發(fā)溫度是明確的，而且二者之間的換熱量比值也是明確的。如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，將會出現(xiàn)高溫熱源的溫降過程無法同時滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度和換熱量之比的要求，使得系統(tǒng)無法實現(xiàn)。

例如系統(tǒng)設(shè)計要求的高溫蒸發(fā)器6的高溫熱源進口溫度為155℃，出口溫度為35℃，高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)溫度為100℃，低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度為30℃，高溫蒸發(fā)器6與低溫蒸發(fā)器7之間的換熱量比值為10:6，那么如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的最大溫降為55℃，在低溫蒸發(fā)器7的最小溫降為65℃，無論如何是無法滿足換熱量之比為10:6的要求的。

因此本發(fā)明在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的高溫熱源管路61上增加設(shè)置了調(diào)適換熱器10，它可以自適應(yīng)地調(diào)整低溫蒸發(fā)器7的高溫熱源的進口溫度，實現(xiàn)低溫換熱器7換熱量的調(diào)節(jié)，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比滿足熱力循環(huán)的要求。

仍然針對上述例子，設(shè)計高溫蒸發(fā)器6出口高溫熱源溫度為105℃，增加調(diào)適換熱器10之后，調(diào)適換熱器10出口高溫熱源溫度可以調(diào)節(jié)為65℃，低溫蒸發(fā)器7的出口高溫熱源溫度為35℃，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的溫降為50℃，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)的溫降為30℃，忽略高溫熱源的比熱變化，則可以滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比為10:6的熱力循環(huán)的要求。

具體實施方式二：結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式所述一種帶引射器的熱力發(fā)電系統(tǒng)，它包括透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、節(jié)流膨脹閥4、工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6、低溫蒸發(fā)器7、引射器8、氣液分離器9、調(diào)適換熱器10、蒸汽過熱器11、第一工質(zhì)管路41、第二工質(zhì)管路42、第三工質(zhì)管路43、高溫熱源管路61、第一低溫熱源管路51、第二低溫熱源管路52、第三低溫熱源管路53和第四低溫熱源管路54，第一低溫熱源管路51分別與第二低溫熱源管路52的入口端和第三低溫熱源管路53和的入口端連通，第三低溫熱源管路53依次與冷凝器2和第四低溫熱源管路54的入口端連通，第二低溫熱源管路52依次與調(diào)適換熱器10和第四低溫熱源管路54的入口端連通，高溫熱源管路61依次與蒸汽過熱器11、高溫蒸發(fā)器6、調(diào)適換熱器10和低溫蒸發(fā)器7連通并穿過低溫蒸發(fā)器7設(shè)置，引射器8的出口端與第三工質(zhì)管路43的入口端連通，第三工質(zhì)管路43依次與蒸汽過熱器11、透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、低溫蒸發(fā)器7和氣液分離器9的入口端連通，節(jié)流膨脹閥4設(shè)置在儲液器3與低溫蒸發(fā)器7之間的第三工質(zhì)管路43上，氣液分離器9分別與第一工質(zhì)管路41入口端和第二工質(zhì)管路42入口端連通，第一工質(zhì)管路41依次與工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6和引射器8的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路42出口端與引射器8的被引射流體入口端連通。

本實施方式與實施方式一的區(qū)別在于低溫熱源通過第一低溫熱源管路51進入系統(tǒng)之后分成兩路，一路通過第三低溫熱源管路53在冷凝器2內(nèi)吸熱，冷凝膨脹做功之后的工質(zhì)蒸汽，同時實現(xiàn)該路低溫熱源的溫度提升，另一路通過第二低溫熱源管路52在調(diào)適換熱器10內(nèi)吸熱，降低高溫熱源的溫度使之滿足熱力循環(huán)的溫度要求，同時實現(xiàn)該路低溫熱源的溫度提升，升溫之后的兩路低溫熱源最后匯合并入第四低溫熱源管路54而流出系統(tǒng)。

本實施方式工質(zhì)的熱力循環(huán)過程：儲液器3收集冷凝的液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)在壓差的驅(qū)動下，通過節(jié)流膨脹閥4節(jié)流降壓之后進入低溫蒸發(fā)器7，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，之后進入氣液分離器9進行氣液分離，分離后的液態(tài)工質(zhì)由工質(zhì)泵5驅(qū)動升壓后進入高溫蒸發(fā)器6，在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，產(chǎn)生的高壓工質(zhì)蒸汽進入引射器8作為引射工作流體，在引射器8內(nèi)引射由氣液分離器9分離出來的低壓工質(zhì)蒸汽，引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進入蒸汽過熱器11被高溫熱源進行加熱后，進入透平發(fā)電機組1內(nèi)進行膨脹做功和發(fā)電，降溫降壓之后再進入冷凝器2，在冷凝器2內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)被低溫熱源冷卻冷凝，冷凝之后的液態(tài)工質(zhì)進入儲液器3，如此就構(gòu)成了工質(zhì)的熱力循環(huán)。引射器8和節(jié)流膨脹閥4營造了低溫蒸發(fā)器7和氣液分離器9的低壓環(huán)境，引射器8和工質(zhì)泵5營造了高溫蒸發(fā)器6的高壓環(huán)境。

高溫熱源的放熱過程：高溫熱源通過高溫熱源管路61進入系統(tǒng)，首先在蒸汽過熱器11內(nèi)放熱，加熱引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽可以增加工質(zhì)蒸汽的顯熱量和后續(xù)的發(fā)電量，同時高溫熱源實現(xiàn)第一次降溫，之后高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)放熱，加熱高壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第二次降溫，之后高溫熱源在調(diào)適換熱器10內(nèi)放熱，加熱低溫熱源使之升溫，同時高溫熱源實現(xiàn)第三次降溫，最后高溫熱源在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)放熱，加熱低壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第四次降溫。高溫熱源第一次、第二次和第四次降溫所釋放的熱量進入系統(tǒng)進行發(fā)電，保障總發(fā)電量滿足要求，第三次降溫所釋放的熱量用于低溫熱源的升溫，提高低溫熱源的溫度水平。

當?shù)蜏責嵩吹倪M口溫度偏高時，適合采用本實施方案。因為當?shù)蜏責嵩吹倪M口溫度偏高時，在低溫熱源側(cè)仍然將冷凝器2和調(diào)適換熱器10采用串聯(lián)連接，將使得調(diào)適換熱器10的低溫熱源進口溫度過高而失去調(diào)適作用，而在低溫熱源側(cè)仍然將冷凝器2和調(diào)適換熱器10采用串聯(lián)連接則可以避免該問題。

本發(fā)明中應(yīng)用的高溫熱源可以是工業(yè)乏汽，中高溫150℃以上的廢氣或煙氣，中高溫100℃以上的液態(tài)物質(zhì)水、油等，或者太陽能的集熱載體等。低溫熱源主要是指水。工質(zhì)可以使用水、氟利昂類工質(zhì)，或者烷烴類工質(zhì)。

將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1上游的理由如下：絕大多數(shù)工質(zhì)具有如下的熱物理性質(zhì)規(guī)律，即飽和溫度水平較高時，相同的飽和溫度之差所對應(yīng)的飽和壓力之差就會越大，例如水溫為50℃與40℃所對應(yīng)的飽和壓差為0.12335-0.07375＝0.04960bar，而水溫為120℃與110℃所對應(yīng)的飽和壓差為1.9854-1.4327＝0.5527bar，或者說壓力水平越低時，相同的飽和壓力之差所對應(yīng)的飽和溫度之差就會越大。也可以總結(jié)為壓力水平越低時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越大，壓力水平越高時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小。

基于此規(guī)律，本發(fā)明將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1的上游。為了保證引射器8具有足夠的引射能力，必須保證引射器8的進出口之間滿足一定的工作壓差。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之后，由于引射器8的進口壓力偏低，導(dǎo)致引射器8的進出口要滿足相同的工作壓差，必然要大幅降低冷凝器2的冷凝溫度，這降低了冷凝熱的熱能品位和熱經(jīng)濟價值。更低的冷凝溫度也為低溫熱源的制備提高了難度。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之前，由于工質(zhì)蒸汽壓力很高，更容易滿足引射器8的進出口工作壓差的要求，而引射壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小，這更有利于系統(tǒng)綜合效率的提高。

設(shè)置蒸汽過熱器11的理由如下：引射器8的設(shè)置增加了可用于膨脹發(fā)電的工質(zhì)蒸汽的質(zhì)量流量，但是降低了進入透平發(fā)電機組1工質(zhì)蒸汽的壓力，將導(dǎo)致發(fā)電效率有所下降，但是工質(zhì)蒸汽膨脹發(fā)電主要依靠的是工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，高溫熱源可通過蒸汽過熱器11對引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進行二次加熱，增加工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，提升工質(zhì)蒸汽的溫度，這樣可以提高透平發(fā)電機組1的發(fā)電效率，部分或全部抵消由于壓力降低所引起發(fā)電效率損耗，保障系統(tǒng)的發(fā)電效率處于較高水平。

設(shè)置氣液分離器9的理由如下：在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的管路系統(tǒng)上設(shè)置了氣液分離器9，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的液態(tài)工質(zhì)形成串聯(lián)流動的形式，優(yōu)先保障低溫蒸發(fā)器的蒸發(fā)流量需求，根據(jù)質(zhì)量守恒原理，未蒸發(fā)的液態(tài)工質(zhì)自然能夠滿足高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)流量需求，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置可以自適應(yīng)地滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的工質(zhì)流量分配，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，降低系統(tǒng)的控制難度。

設(shè)置調(diào)適換熱器10的理由如下：當系統(tǒng)正常運行時，工質(zhì)熱力循環(huán)的狀態(tài)是明確的，即高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7各自的蒸發(fā)溫度是明確的，而且二者之間的換熱量比值也是明確的。如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，將會出現(xiàn)高溫熱源的溫降過程無法同時滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度和換熱量之比的要求，使得系統(tǒng)無法實現(xiàn)。

例如系統(tǒng)設(shè)計要求的高溫蒸發(fā)器6的高溫熱源進口溫度為155℃，出口溫度為35℃，高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)溫度為100℃，低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度為30℃，高溫蒸發(fā)器6與低溫蒸發(fā)器7之間的換熱量比值為10:6，那么如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的最大溫降為55℃，在低溫蒸發(fā)器7的最小溫降為65℃，無論如何是無法滿足換熱量之比為10:6的要求的。

因此本發(fā)明在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的高溫熱源管路61上增加設(shè)置了調(diào)適換熱器10，它可以自適應(yīng)地調(diào)整低溫蒸發(fā)器7的高溫熱源的進口溫度，實現(xiàn)低溫換熱器7換熱量的調(diào)節(jié)，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比滿足熱力循環(huán)的要求。

仍然針對上述例子，設(shè)計高溫蒸發(fā)器6出口高溫熱源溫度為105℃，增加調(diào)適換熱器10之后，調(diào)適換熱器10出口高溫熱源溫度可以調(diào)節(jié)為65℃，低溫蒸發(fā)器7的出口高溫熱源溫度為35℃，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的溫降為50℃，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)的溫降為30℃，忽略高溫熱源的比熱變化，則可以滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比為10:6的熱力循環(huán)的要求。

具體實施方式三：結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種帶引射器的熱力發(fā)電系統(tǒng)，它包括透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、節(jié)流膨脹閥4、工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6、低溫蒸發(fā)器7、引射器8、氣液分離器9、調(diào)適換熱器10、蒸汽過熱器11、第一工質(zhì)管路41、第二工質(zhì)管路42、第三工質(zhì)管路43、高溫熱源管路61和第一低溫熱源管路51，第一低溫熱源管路51依次與冷凝器2和調(diào)適換熱器10連通并穿過調(diào)適換熱器10設(shè)置，高溫熱源管路61依次與蒸汽過熱器11、高溫蒸發(fā)器6、調(diào)適換熱器10和低溫蒸發(fā)器7連通并穿過低溫蒸發(fā)器7設(shè)置，引射器8的出口端與第三工質(zhì)管路43的入口端連通，第三工質(zhì)管路43依次與蒸汽過熱器11、透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6和氣液分離器9的入口端連通，氣液分離器9分別與第一工質(zhì)管路41入口端和第二工質(zhì)管路42入口端連通，第一工質(zhì)管路41與引射器8的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路42出口端依次與低溫蒸發(fā)器7和引射器8被引射流體入口連通，節(jié)流膨脹閥4設(shè)置在氣液分離器9和低溫蒸發(fā)器7之間的第二工質(zhì)管路42上。

低溫熱源的吸熱過程：低溫熱源通過第一低溫熱源管路51進入系統(tǒng)，首先在冷凝器2內(nèi)吸熱，冷凝膨脹做功之后的工質(zhì)蒸汽，同時實現(xiàn)低溫熱源的第一次升溫，之后低溫熱源在調(diào)適換熱器10內(nèi)吸熱，降低高溫熱源的溫度使之滿足工質(zhì)熱力循環(huán)的溫度要求，同時實現(xiàn)低溫熱源的第二次升溫。低溫熱源的溫度水平提高之后可以有更多的利用價值和綜合熱經(jīng)濟性。

本發(fā)明中應(yīng)用的高溫熱源可以是工業(yè)乏汽，中高溫(150℃以上)的廢氣或煙氣，中高溫(100℃以上)的液態(tài)物質(zhì)水、油等，或者太陽能的集熱載體等。低溫熱源主要是指水。工質(zhì)可以使用水、氟利昂類工質(zhì)，或者烷烴類工質(zhì)。

當?shù)蜏責嵩吹倪M口溫度偏低時，適合采用本實施方案。

工質(zhì)的熱力循環(huán)過程：儲液器3收集冷凝的液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)由工質(zhì)泵5驅(qū)動升壓后進入高溫蒸發(fā)器6，在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，之后進入氣液分離器9進行氣液分離，分離后的液態(tài)工質(zhì)通過節(jié)流膨脹裝置4節(jié)流降壓之后進入低溫蒸發(fā)器7，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，氣液分離器9分離出來的高壓工質(zhì)蒸汽進入引射器8作為引射工作流體，在引射器8內(nèi)引射由低溫蒸發(fā)器7蒸發(fā)產(chǎn)生的低壓蒸汽，引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進入蒸汽過熱器11被高溫熱源進行加熱后，進入透平發(fā)電機組1內(nèi)進行膨脹做功和發(fā)電，降溫降壓之后再進入冷凝器2，在冷凝器2內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)被低溫熱源冷卻冷凝，冷凝之后的液態(tài)工質(zhì)進入儲液器3，如此就構(gòu)成了工質(zhì)的熱力循環(huán)。引射器8和節(jié)流膨脹裝置4營造了低溫蒸發(fā)器7的低壓環(huán)境，引射器8和工質(zhì)泵5營造了高溫蒸發(fā)器6和氣液分離器9的高壓環(huán)境。

高溫熱源的放熱過程：高溫熱源通過高溫熱源管路61進入系統(tǒng)，首先在蒸汽過熱器11內(nèi)放熱，加熱引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽(可以增加工質(zhì)蒸汽的顯熱量和后續(xù)的發(fā)電量)，同時高溫熱源實現(xiàn)第一次降溫，之后高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)放熱，加熱高壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第二次降溫，之后高溫熱源在調(diào)適換熱器10內(nèi)放熱，加熱低溫熱源使之升溫，同時高溫熱源實現(xiàn)第三次降溫，最后高溫熱源在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)放熱，加熱低壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第四次降溫。高溫熱源第一次、第二次和第四次降溫所釋放的熱量進入系統(tǒng)進行發(fā)電，保障總發(fā)電量滿足要求，第三次降溫所釋放的熱量用于低溫熱源的升溫，提高低溫熱源的溫度水平。

將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1上游的理由如下：絕大多數(shù)工質(zhì)具有如下的熱物理性質(zhì)規(guī)律，即飽和溫度水平較高時，相同的飽和溫度之差所對應(yīng)的飽和壓力之差就會越大，例如水溫為50℃與40℃所對應(yīng)的飽和壓差為0.12335-0.07375＝0.04960bar，而水溫為120℃與110℃所對應(yīng)的飽和壓差為1.9854-1.4327＝0.5527bar，或者說壓力水平越低時，相同的飽和壓力之差所對應(yīng)的飽和溫度之差就會越大。也可以總結(jié)為壓力水平越低時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越大，壓力水平越高時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小。

基于此規(guī)律，本發(fā)明將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1的上游。為了保證引射器8具有足夠的引射能力，必須保證引射器8的進出口之間滿足一定的工作壓差。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之后，由于引射器8的進口壓力偏低，導(dǎo)致引射器8的進出口要滿足相同的工作壓差，必然要大幅降低冷凝器2的冷凝溫度，這降低了冷凝熱的熱能品位和熱經(jīng)濟價值。更低的冷凝溫度也為低溫熱源的制備提高了難度。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之前，由于工質(zhì)蒸汽壓力很高，更容易滿足引射器8的進出口工作壓差的要求，而引射壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小，這更有利于系統(tǒng)綜合效率的提高。

設(shè)置蒸汽過熱器11的理由如下：引射器8的設(shè)置增加了可用于膨脹發(fā)電的工質(zhì)蒸汽的質(zhì)量流量，但是降低了進入透平發(fā)電機組1工質(zhì)蒸汽的壓力，將導(dǎo)致發(fā)電效率有所下降，但是工質(zhì)蒸汽膨脹發(fā)電主要依靠的是工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，高溫熱源可通過蒸汽過熱器11對引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進行二次加熱，增加工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，提升工質(zhì)蒸汽的溫度，這樣可以提高透平發(fā)電機組1的發(fā)電效率，部分或全部抵消由于壓力降低所引起發(fā)電效率損耗，保障系統(tǒng)的發(fā)電效率處于較高水平。

設(shè)置氣液分離器9的理由如下：在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的管路系統(tǒng)上設(shè)置了氣液分離器9，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的液態(tài)工質(zhì)形成串聯(lián)流動的形式，優(yōu)先保障低溫蒸發(fā)器的蒸發(fā)流量需求，根據(jù)質(zhì)量守恒原理，未蒸發(fā)的液態(tài)工質(zhì)自然能夠滿足高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)流量需求，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置可以自適應(yīng)地滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的工質(zhì)流量分配，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，降低系統(tǒng)的控制難度。

設(shè)置調(diào)適換熱器10的理由如下：當系統(tǒng)正常運行時，工質(zhì)熱力循環(huán)的狀態(tài)是明確的，即高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7各自的蒸發(fā)溫度是明確的，而且二者之間的換熱量比值也是明確的。如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，將會出現(xiàn)高溫熱源的溫降過程無法同時滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度和換熱量之比的要求，使得系統(tǒng)無法實現(xiàn)。

例如系統(tǒng)設(shè)計要求的高溫蒸發(fā)器6的高溫熱源進口溫度為155℃，出口溫度為35℃，高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)溫度為100℃，低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度為30℃，高溫蒸發(fā)器6與低溫蒸發(fā)器7之間的換熱量比值為10:6，那么如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的最大溫降為55℃，在低溫蒸發(fā)器7的最小溫降為65℃，無論如何是無法滿足換熱量之比為10:6的要求的。

因此本發(fā)明在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的高溫熱源管路61上增加設(shè)置了調(diào)適換熱器10，它可以自適應(yīng)地調(diào)整低溫蒸發(fā)器7的高溫熱源的進口溫度，實現(xiàn)低溫換熱器7換熱量的調(diào)節(jié)，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比滿足熱力循環(huán)的要求。

仍然針對上述例子，設(shè)計高溫蒸發(fā)器6出口高溫熱源溫度為105℃，增加調(diào)適換熱器10之后，調(diào)適換熱器10出口高溫熱源溫度可以調(diào)節(jié)為65℃，低溫蒸發(fā)器7的出口高溫熱源溫度為35℃，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的溫降為50℃，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)的溫降為30℃，忽略高溫熱源的比熱變化，則可以滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比為10:6的熱力循環(huán)的要求。

具體實施方式四：結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式所述一種帶引射器的熱力發(fā)電系統(tǒng)，它包括透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、節(jié)流膨脹閥4、工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6、低溫蒸發(fā)器7、引射器8、氣液分離器9、調(diào)適換熱器10、蒸汽過熱器11、第一工質(zhì)管路41、第二工質(zhì)管路42、第三工質(zhì)管路43、高溫熱源管路61、第一低溫熱源管路51、第二低溫熱源管路52、第三低溫熱源管路53和第四低溫熱源管路54，第一低溫熱源管路51分別與第二低溫熱源管路52的入口端和第三低溫熱源管路53和的入口端連通，第三低溫熱源管路53依次與冷凝器2和第四低溫熱源管路54的入口端連通，第二低溫熱源管路52依次與調(diào)適換熱器10和第四低溫熱源管路54的入口端連通，高溫熱源管路61依次與蒸汽過熱器11、高溫蒸發(fā)器6、調(diào)適換熱器10和低溫蒸發(fā)器7連通并穿過低溫蒸發(fā)器7設(shè)置，引射器8的出口端與第三工質(zhì)管路43的入口端連通，第三工質(zhì)管路43依次與蒸汽過熱器11、透平發(fā)電機組1、冷凝器2、儲液器3、工質(zhì)泵5、高溫蒸發(fā)器6和氣液分離器9的入口端連通，氣液分離器9分別與第一工質(zhì)管路41入口端和第二工質(zhì)管路42入口端連通，第一工質(zhì)管路41與引射器8的引射工作流體入口端連通，第二工質(zhì)管路42依次與低溫蒸發(fā)器7和引射器8的被引射流體入口端連通，節(jié)流膨脹閥4設(shè)置在氣液分離器9和低溫蒸發(fā)器7之間的第二工質(zhì)管路42上。

本實施方式與實施方式三的區(qū)別在于低溫熱源通過第一低溫熱源管路51進入系統(tǒng)之后分成兩路，一路通過第三低溫熱源管路53在冷凝器2內(nèi)吸熱，冷凝膨脹做功之后的工質(zhì)蒸汽，同時實現(xiàn)該路低溫熱源的溫度提升，另一路通過第二低溫熱源管路52在調(diào)適換熱器10內(nèi)吸熱，降低高溫熱源的溫度使之滿足熱力循環(huán)的溫度要求，同時實現(xiàn)該路低溫熱源的溫度提升，升溫之后的兩路低溫熱源最后匯合并入第四低溫熱源管路54而流出系統(tǒng)。

當?shù)蜏責嵩吹倪M口溫度偏高時，適合采用本實施方案。因為當?shù)蜏責嵩吹倪M口溫度偏高時，在低溫熱源側(cè)仍然將冷凝器2和調(diào)適換熱器10采用串聯(lián)連接，將使得調(diào)適換熱器10的低溫熱源進口溫度過高而失去調(diào)適作用，而在低溫熱源側(cè)仍然將冷凝器2和調(diào)適換熱器10采用串聯(lián)連接則可以避免該問題。

工質(zhì)的熱力循環(huán)過程：儲液器3收集冷凝的液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)由工質(zhì)泵5驅(qū)動升壓后進入高溫蒸發(fā)器6，在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，之后進入氣液分離器9進行氣液分離，分離后的液態(tài)工質(zhì)通過節(jié)流膨脹裝置4節(jié)流降壓之后進入低溫蒸發(fā)器7，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)液態(tài)工質(zhì)被高溫熱源加熱并沸騰蒸發(fā)，氣液分離器9分離出來的高壓工質(zhì)蒸汽進入引射器8作為引射工作流體，在引射器8內(nèi)引射由低溫蒸發(fā)器7蒸發(fā)產(chǎn)生的低壓蒸汽，引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進入蒸汽過熱器11被高溫熱源進行加熱后，進入透平發(fā)電機組1內(nèi)進行膨脹做功和發(fā)電，降溫降壓之后再進入冷凝器2，在冷凝器2內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)被低溫熱源冷卻冷凝，冷凝之后的液態(tài)工質(zhì)進入儲液器3，如此就構(gòu)成了工質(zhì)的熱力循環(huán)。引射器8和節(jié)流膨脹裝置4營造了低溫蒸發(fā)器7的低壓環(huán)境，引射器8和工質(zhì)泵5營造了高溫蒸發(fā)器6和氣液分離器9的高壓環(huán)境。

高溫熱源的放熱過程：高溫熱源通過高溫熱源管路61進入系統(tǒng)，首先在蒸汽過熱器11內(nèi)放熱，加熱引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽(可以增加工質(zhì)蒸汽的顯熱量和后續(xù)的發(fā)電量)，同時高溫熱源實現(xiàn)第一次降溫，之后高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)放熱，加熱高壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第二次降溫，之后高溫熱源在調(diào)適換熱器10內(nèi)放熱，加熱低溫熱源使之升溫，同時高溫熱源實現(xiàn)第三次降溫，最后高溫熱源在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)放熱，加熱低壓工質(zhì)使之沸騰蒸發(fā)，同時高溫熱源實現(xiàn)第四次降溫。高溫熱源第一次、第二次和第四次降溫所釋放的熱量進入系統(tǒng)進行發(fā)電，保障總發(fā)電量滿足要求，第三次降溫所釋放的熱量用于低溫熱源的升溫，提高低溫熱源的溫度水平。

本發(fā)明中應(yīng)用的高溫熱源可以是工業(yè)乏汽，中高溫(150℃以上)的廢氣或煙氣，中高溫(100℃以上)的液態(tài)物質(zhì)水、油等，或者太陽能的集熱載體等。低溫熱源主要是指水。工質(zhì)可以使用水、氟利昂類工質(zhì)，或者烷烴類工質(zhì)。

將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1上游的理由如下：絕大多數(shù)工質(zhì)具有如下的熱物理性質(zhì)規(guī)律，即飽和溫度水平較高時，相同的飽和溫度之差所對應(yīng)的飽和壓力之差就會越大，例如水溫為50℃與40℃所對應(yīng)的飽和壓差為0.12335-0.07375＝0.04960bar，而水溫為120℃與110℃所對應(yīng)的飽和壓差為1.9854-1.4327＝0.5527bar，或者說壓力水平越低時，相同的飽和壓力之差所對應(yīng)的飽和溫度之差就會越大。也可以總結(jié)為壓力水平越低時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越大，壓力水平越高時，壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小。

基于此規(guī)律，本發(fā)明將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1的上游。為了保證引射器8具有足夠的引射能力，必須保證引射器8的進出口之間滿足一定的工作壓差。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之后，由于引射器8的進口壓力偏低，導(dǎo)致引射器8的進出口要滿足相同的工作壓差，必然要大幅降低冷凝器2的冷凝溫度，這降低了冷凝熱的熱能品位和熱經(jīng)濟價值。更低的冷凝溫度也為低溫熱源的制備提高了難度。如果將引射器8設(shè)置于透平發(fā)電機組1之前，由于工質(zhì)蒸汽壓力很高，更容易滿足引射器8的進出口工作壓差的要求，而引射壓降所導(dǎo)致的熱能品位損耗就越小，這更有利于系統(tǒng)綜合效率的提高。

設(shè)置蒸汽過熱器11的理由如下：引射器8的設(shè)置增加了可用于膨脹發(fā)電的工質(zhì)蒸汽的質(zhì)量流量，但是降低了進入透平發(fā)電機組1工質(zhì)蒸汽的壓力，將導(dǎo)致發(fā)電效率有所下降，但是工質(zhì)蒸汽膨脹發(fā)電主要依靠的是工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，高溫熱源可通過蒸汽過熱器11對引射器8出口的中壓工質(zhì)蒸汽進行二次加熱，增加工質(zhì)蒸汽的顯熱熱能，提升工質(zhì)蒸汽的溫度，這樣可以提高透平發(fā)電機組1的發(fā)電效率，部分或全部抵消由于壓力降低所引起發(fā)電效率損耗，保障系統(tǒng)的發(fā)電效率處于較高水平。

設(shè)置氣液分離器9的理由如下：在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的管路系統(tǒng)上設(shè)置了氣液分離器9，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的液態(tài)工質(zhì)形成串聯(lián)流動的形式，優(yōu)先保障低溫蒸發(fā)器的蒸發(fā)流量需求，根據(jù)質(zhì)量守恒原理，未蒸發(fā)的液態(tài)工質(zhì)自然能夠滿足高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)流量需求，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置可以自適應(yīng)地滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的工質(zhì)流量分配，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，降低系統(tǒng)的控制難度。

設(shè)置調(diào)適換熱器10的理由如下：當系統(tǒng)正常運行時，工質(zhì)熱力循環(huán)的狀態(tài)是明確的，即高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7各自的蒸發(fā)溫度是明確的，而且二者之間的換熱量比值也是明確的。如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，將會出現(xiàn)高溫熱源的溫降過程無法同時滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度和換熱量之比的要求，使得系統(tǒng)無法實現(xiàn)。

例如系統(tǒng)設(shè)計要求的高溫蒸發(fā)器6的高溫熱源進口溫度為155℃，出口溫度為35℃，高溫蒸發(fā)器6的蒸發(fā)溫度為100℃，低溫蒸發(fā)器7的蒸發(fā)溫度為30℃，高溫蒸發(fā)器6與低溫蒸發(fā)器7之間的換熱量比值為10:6，那么如果高溫熱源進入高溫蒸發(fā)器6之后直接進入低溫蒸發(fā)器7，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的最大溫降為55℃，在低溫蒸發(fā)器7的最小溫降為65℃，無論如何是無法滿足換熱量之比為10:6的要求的。

因此本發(fā)明在高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7之間的高溫熱源管路61上增加設(shè)置了調(diào)適換熱器10，它可以自適應(yīng)地調(diào)整低溫蒸發(fā)器7的高溫熱源的進口溫度，實現(xiàn)低溫換熱器7換熱量的調(diào)節(jié)，使得高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比滿足熱力循環(huán)的要求。

仍然針對上述例子，設(shè)計高溫蒸發(fā)器6出口高溫熱源溫度為105℃，增加調(diào)適換熱器10之后，調(diào)適換熱器10出口高溫熱源溫度可以調(diào)節(jié)為65℃，低溫蒸發(fā)器7的出口高溫熱源溫度為35℃，則高溫熱源在高溫蒸發(fā)器6內(nèi)的溫降為50℃，在低溫蒸發(fā)器7內(nèi)的溫降為30℃，忽略高溫熱源的比熱變化，則可以滿足高溫蒸發(fā)器6和低溫蒸發(fā)器7的換熱量之比為10:6的熱力循環(huán)的要求。