有机朗肯循环系统研究综述

Rankine cycle (ORC) systemoperating principle,and the researches of ORC system on refrigerant，
performance parameters， system optimization methods and main application fields are discussed
位电能的热力发电系统，因其有机工质沸点低、凝固 点低、冷凝压力高、密度大、比容小、声速低等特点，使 其具有无需防冻设施、泄露少、尺寸小、汽轮机效率较 高、不易发生液击等优点，故 对 ORC系统的研究具有 极大的研究意义，并成为了当今的研究热点。目前对 ORC系统的研究主要围绕有机工质、ORC系统性能参
(School of Energy and Power Engineering，University of Shanghai for Science and Technology^ Shanghai 200093, China)
Abstract：Based on a largenumber of literature materials are studied,a brief introduction of organic
第 39卷 第 1期
有色金属材料与工程
NONFERROUS METAL MATERIALS AND ENGINEERING
Vol.39 No.1 2018
文章编号:2096-2983 (2018) 0 1 - 0 0 7 - 0 6
DO I ：1 0 .13258/j. cn ki.n m m e . 2018.01.010
有机朗肯循环系统研究综述பைடு நூலகம்
黄 雅 婷 ， 陶乐仁， 黄 理 浩 ， 乔家广
( 上海理工大学能源与动力学院，上 海 200093)
摘要：在研究了大量的文献资料的基础上，简单介绍了有机朗肯循环（organicRankine cycle，〇RC) 系统的运行原理，并分别对O R C系统的循环工质、性能影响参数、系统优化方式以及主要应用领域 等方面的研究进展进行了论述。 O R C系统作为一种热力发电系统，虽具有十分广阔的发展前景， 但已有研究主要集中在理论分析上，要推广其应用，仍存在许多实际问题需要解决。
收 稿 日 期 ：2 0 1 7 - 05 - 01 基 金 项 目 ：上海市重点实验室项目（13DZ2260900) 作 者 简 介 ：黄雅停（995— ）, 女 ，硕士研究生。研 究 方 向 ：有机朗肯循环和窄通道换热。E-mail: yatinghuan@126.com
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有色金属材料与工程
依据上述三个评判标准进行优选。结果表明，在热 源温度为150 b 时，R123的综合性能指标最优。张 丽 娜 等 结 合 REFPR08. 0 工质物性数据库，利用 MATLAB建立了 0 R C 热力性能计算程序，除具有 系统循环热力性能计算功能外，还具有工质筛选的 作用。王华荣等*2]选 用 R600a ，R114, R245f a 和 R245c a 四种工质，由环境性模型、热力学模型和经 济性模型组合建立0 ( C 系统的多目标优化数学模 型 ，利 用 BP- G A 算法得出各工质的最优蒸发温度 和冷凝温度，并 得 出 以 R245f a 为 工 质 的 0 R C 系统 的综合性能最佳的结论，且在变工况条件下仍表现 出了最优的综合性能。
respectively.As a kind of
thermal power generation
system,ORC system has a
development.But theprevious research is mainly focused on the theoretical analysis.To promote the
数与系统优化、其 他 系 统 与 ORC系统联合运行和 ORC系统的应用等方面。本文将从上述几个方面针 对目前研究ORC系统的研究进行总结。
1 关 于 O R C系统的研究进展
! ! 关于有机工质筛选的研究进展 有机工质筛选的评判标准围绕安全环保性、热
力学性能与经济性三个方面，不同类型和温度的热 源所适用的工质也不同，如 表 1 所示。
d iffe re n t types and temperatures
热源
热源
类型
温度/ b
工业 余热
145 100〜200 100〜160 80 〜160
100 太阳能 60〜100
72 〜84
地热能 100 110〜150
推荐
参考
工质
文献
R236ea
*]
R123，R141b
*]
R245fa
*]
application,there are still many practical problems need to be solved.
Keywords：ORC；refrigerant；performance optinization；application
very bro
能源与环境问题日益严重的今天，人们日趋重视 太阳能、地热以及各种中低温废热。有机朗肯循环 (organic Rankine cycle,ORC)系统，其原理图和温熵图 见 图 1、图 2)作为一种能够将低品位废热转变为高品
关键词：有机朗肯循环；循环工质；系统性能优化；应用领域
中图分类号：T K 124
文献标志码： A
R e v ie w o f R e s e a r c h o n O r g a n ic R a n k in e C y c le S y s te m
HUANGYating， TA0 Leren， HUANG Lihao， QIAOJiaguang
烷类工质
*]
R141b
*]
R152a，R600，R290
*]
R245fa
*]
R134, R245fa，R245ca， R600，R601
*]
R1234yf
*]
许多学者利用各类软件设计了关于有机工质筛 选的计算程序。许俊俊等[10]利 用 MATLAB基于多 级非结构性模糊决策分析方法建立了 0 R C 系统工 质优选体系，计算不同工质条件下的循环性能参数，
2018年 第 39卷
图 1 O R C 系统原理图 Fig. 1 P rinciple o f ORC system
图 2 O R C 系统温熵图 IiR .2 T-s diagram o f ORC system
表 1 不同类型、热源温度推荐工质 Tab. 1 Recommended refrigerants fo r heat source o f