发电系统不运行，其内部的第四截止阀04、第五截止阀05、第六截止阀06、第七截止阀07、第九截止阀09关闭。
[0026]所述的有机朗肯循环发电子系统包括预热器3、蒸发器8、第二膨胀机9、冷凝器6、工质栗4、工质罐5及其温度、压力和流量测试装置。当有机朗肯循环发电子系统独立运行时，基本的控制流程为:第二截止阀02开启，第一截止阀01关闭，所述的热水锅炉I产生的高温高压热水，直接依次进入有机朗肯循环的蒸发器8和预热器3，作为热源加热所述的蒸发器8和预热器3内部的液体有机工质，液体有机工质吸热后，变为高温高压下的有机蒸汽(此时，第四截止阀04开启)，随后，有机蒸汽进入有机朗肯循环系统的第二膨胀机9，推动第二膨胀机9并带动第二发电机18发电;经过所述膨胀机9膨胀后的有机蒸汽变为低压状态下的有机蒸汽(此时，第九截止阀09开启)随后进入冷凝器6被冷却水冷却成低压状态下的饱和液体，饱和液体进入工质罐5进行缓冲储存，达到一定液位后被工质栗4重新栗入预热器3和蒸发器8(此时，第六截止阀06、第七截止阀07开启)，实现有机工质的循环。经过所述冷凝器6吸收有机蒸汽的热量后，来自冷却塔7的较低温度的冷却水重新通过冷却水栗17栗入冷却塔7，并在所述的冷却塔7中与空气进行换交换后，重新栗入冷凝器6，实现冷却水的循环。此时，闪蒸循环发电系统不运行，其内部的第三截止阀03、第八截止阀08关闭。
[0027]所述的闪蒸-有机朗肯联合发电系统同时包括上述闪蒸循环发电系统和有机朗肯循环发电系统。当联合发电系统运行时，基本的控制流程为:第二截止阀02关闭，第一截止阀01开启，且其余的截止阀全部开启;所述的热水锅炉I产生的高温高压热水首先进入闪蒸循环发电系统的闪蒸器14，经过节流降压降温后产生的蒸汽进入第一膨胀机15进行发电，而剩余的液态水，则通过第二热水栗13供入有机朗肯循环发电系统，依次进入有机朗肯循环的蒸发器8和预热器3，作为热源加热蒸发器8和预热器3内部的液体有机工质，产生的高压高温有机蒸汽进入第二膨胀机9做功发电；经过蒸发器8和预热器3吸热后的热水通过第一热水栗2栗入所述的热水锅炉I，重新被加热用于实现循环。此时由冷却塔7产生的冷却水供入闪蒸循环发电系统的凝汽器12并同时通过第十截止阀010和第十一截止阀011进入有朗肯循环的冷凝器6。
[0028]本实用新型的特点是:
[0029](I)针对不同的地热能发电方式，可以灵活的实现热水闪蒸发电系统、热水有机朗肯循环发电系统或者两者联合系统的切换测试，模拟和分析不同温度品位下的地热水发电方式的优劣，探究联合系统闪蒸温度与联合系统发电性能之间的耦合关系；
[0030](2)直接采用高温热水为热源，相比于目前有机朗肯循环试验台大多采用导热油为中间介质的实验系统，省去了中间导热油回路，更加具有实用性，可实现180°C以下、SOkW以下热源品位的热水有机朗肯循环发电子系统的性能测试；
[0031](3)可以实现不同发电系统冷源和热源的共用，有效地降低了实验成本和占地面积。
[0032]本实用新型通过系统中各个阀门的开启或关闭，同时实现闪蒸循环发电系统、有机朗肯循环发电系统和闪蒸有机朗肯循环联合发电系统的测试试验，冷热源共用实现不同目的的测试试验，有效地节省了系统空间和系统设备成本，同时，热源直接采用承压热水锅炉，减少了导热油中间回路的复杂性，能够在保证实验精度的条件下，实现试验系统功能的最大化。
[0033]以上参照附图和实施例对本实用新型的技术方案进行了示意性描述，该描述没有限制性。本领域的技术人员应能理解，在实际应用中，本实用新型中各个技术特征的设置方式均可能发生某些变化，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。特别需要指出的是:只要不脱离本实用新型的设计宗旨，所有显而易见的细节变化或相似设计，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种中高温热源闪蒸-有机朗肯循环的热水联合发电测试系统，包括热源子系统、冷源子系统、闪蒸循环发电子系统和有机朗肯循环发电子系统，其特征在于: 所述的热源子系统包括热水锅炉、第一热水栗、闪蒸器、蒸发器、预热器、第一、第二截止阀以及热水流量、温度、压力测量装置;所述热水锅炉产生的高温高压热水通过第一截止阀进入闪蒸器或者通过第二截止阀进入蒸发器和预热器，热水经过放热降温后经过第一热水栗重新栗入所述的热水锅炉加热，构成热源水路的循环； 所述的冷源子系统包括冷却塔、冷却栗、凝汽器、冷凝器以及冷却水流量、温度测试装置;所述冷却塔的回水经过与空气换热降温后由冷却栗供入对应的凝汽器和冷凝器； 所述的闪蒸发电子系统包括闪蒸器、第一膨胀机、第一发电机、凝汽器、真空栗、蒸发器、预热器、第一、第三、第八截止阀以及温度、压力、流量测试装置;其独立运行的控制流程为:所述热水锅炉产生的高温高压热水通过第一截止阀进入闪蒸器并在闪蒸器内部产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经过第三截止阀进入第一膨胀机膨胀做功并带动第一发电机发电，膨胀做功后的乏汽通过第八截止阀进入凝汽器，被来自冷却塔的冷却水冷却降温为液态水并依靠其本身重力通过管道供入冷却塔，所述的闪蒸器和凝汽器依靠与其连接的真空栗维持和调控闪蒸压力和冷凝压力，经过闪蒸后的热水依次经过蒸发器和预热器由第一热水栗栗入热水锅炉重新吸热； 所述的有机朗肯循环发电子系统包括预热器、蒸发器、第二膨胀机、第二发电机、第二截止阀、第四截止阀、第七截止阀、第九截止阀、冷凝器、工质栗、工质罐以及温度、压力和流量测试装置;其独立运行时的控制流程为:所述热水锅炉产生的高温高压热水通过第二截止阀依次进入蒸发器和预热器作为热源加热来自工质栗的液体有机工质，液态有机工质吸热后变为高温高压下的有机蒸汽，有机蒸汽通过第四截止阀进入第二膨胀机做功并带动第二发电机发电，膨胀后的低压状态有机蒸汽通过第九截止阀进入冷凝器被冷却水冷却成低压状态下的饱和液体，饱和液体进入工质罐缓冲储存，达到一定液位后被工质经第七截止阀重新栗入预热器和蒸发器实现有机工质的循环； 所述的闪蒸-有机朗肯联合发电系统同时包括上述闪蒸循环发电系统和有机朗肯循环发电系统；当联合发电系统运行时，其控制流程为:第二截止阀关闭，第一截止阀开启，且其余的截止阀全部开启;所述的热水锅炉产生的高温高压热水首先通过第一截止阀进入闪蒸循环发电系统的闪蒸器，经过节流降压降温后产生的蒸汽通过第三截止阀进入第一膨胀机并带动第一发电机发电，剩余的液态水通过第二热水栗供入有机朗肯循环发电系统，并依次进入有机朗肯循环的蒸发器和预热器作为热源加热所述蒸发器和预热器内部的液体有机工质，产生的高压有机蒸汽通过第四截止阀进入第二膨胀机做功并带动第二发电机发电；经过蒸发器和预热器吸热后的热水通过第一热水栗栗入所述的热水锅炉重新被加热和用于再次循环，由冷却塔产生的冷却水供入闪蒸循环发电系统的凝汽器并同时通过第十、第十一截止阀进入有机朗肯循环发电子系统的冷凝器。2.根据权利要求1所述的中高温热源闪蒸-有机朗肯循环的热水联合发电测试系统，其特征在于:所述的热水锅炉由10组8kW的电加热组件构成，其台额定功率为80kW，最高热水加热温度为180 °C。3.根据权利要求1所述的中高温热源闪蒸-有机朗肯循环的热水联合发电测试系统，其特征在于:所述的冷却塔为15T的填料类开式冷却塔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种中高温热源闪蒸-有机朗肯循环的热水联合发电测试系统，该系统由热源子系统、冷源子系统、闪蒸循环发电子系统以及有机朗肯循环发电子系统构成。本实用新型的优点是：可以灵活地实现热水闪蒸循环发电系统、热水有机朗肯循环发电系统和两种循环的联合发电系统的切换测试；可以实现180℃以下、80kW以下小型中高温热源的有机朗肯循环发电系统的性能测试；可以实现不同循环的发电系统冷源和热源的共用，有效地降低了实验成本和占地面积。
【IPC分类】F01K13/00
【公开号】CN205349435
【申请号】CN201521143327
【发明人】安青松, 王永真, 孟锋, 陈玉涛, 赵军
【申请人】天津大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月31日