有机朗肯循环(ORC)驱动反渗透(RO)海水淡化能够解决水资源短缺及能源浪费两大问题。本文针对ORC-RO复合系统进行了实验研究以及理论研究。在实验方面,首先设计并搭建了 5kW ORC集成机组,提出孤网运行的监控系统及方法,在非稳定热源和冷源波动下,自动控制系统具有良好的自适应性,能够在给定用电负荷时自动调节运行工况,实现膨胀机的输出功率与转速快速跟踪负载的变化,此外当ORC设备以及自动调节系统出现故障时,系统能够自动采取措施保护运行设备不受破坏。随后本文设计并搭建了 ORC-RO复合实验系统,提出复合系统的启停策略,研究了高压泵出口压力、高压泵转速对复合系统产水特性的影响,在非稳定热源的驱动下,复合系统能够较稳定的产水,且水质能满足要求,为深入探讨海水淡化技术的应用奠定了重要的实验基础。在理论方面,首先建立了 ORC-RO的复合系统计算模型,海水进入冷凝器冷却从膨胀机出来的有机工质,并吸收有机工质的热量,进而提高海水淡化的回收率。分析了混合工质组分比例、海水进水温度、进水流量变化对循环性能的影响。结果表明:以R245fa为例,经过冷凝器预热后的淡水产量比不经过冷凝器预热的淡水产量提高80%以上;由于混合工质存在温度滑移,淡水产量均大于其相应的纯工质,其中R134a/R245fa(0.5/0.5)产水量最大;在系统运行方面,当高压泵进水温度小于40℃时,海水流量取决于高压泵的功率,当海水温度超过反渗透膜的工作温度时,需要打开系统的放水阀,通过原水泵增加冷凝器的海水流量,此时混合工质相对于纯工质的产水优势更为明显。随后本文以R600a/R601a为有机工质,对ORC-RO不同能量回收方式进行了比较。结果表明,无能量回收系统、PWT能量回收系统、PES能量回收系统的R600a的最佳质量分数分别为0.7、0.8、0.9;在年平均水温为12℃时,BASIC系统的最大淡水产量为5.04kg/s,采用PWT能量回收方式可以提高38.69%,PES系统可以提高130.36%。相同功耗下,三个系统比常规电驱动海水淡化淡水产量分别提高80.96%、39.44%、19.57%。