一种闪蒸与有机朗肯循环结合的地热发电装置的制作方法

1.本实用新型属于地热发电技术领域，更具体地，涉及一种闪蒸与有机朗肯循环结合的地热发电装置。


背景技术：

2.地热能是一种可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定性高等特点。我国常规地热能储量为8530亿吨标准煤，年可利用量约6.4亿吨标准煤，目前我国每年开发的地热能不到年可利用量的千分之五。地热闪蒸发电系统是常见的地热能利用方式，该系统方式一般直接将闪蒸罐出口热水排进回灌井、透平机排气直接通过冷凝器向冷却水放热，地热能利用效率低。
3.有机朗肯循环系统以低沸点有机物代替水蒸汽推动透平机做功，透平机入口工质温度低，可以充分利用低品位余热资源。
4.目前，我国各地水资源普遍短缺，地热资源丰富的西北地区，水资源短缺现象更为严重，极大制约了地热发电行业的发展。常规水冷的冷却方式，存在冷却水蒸发、风吹、排污等损失，水资源浪费严重。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种闪蒸与有机朗肯循环结合的地热发电装置，以提高地热资源的利用效率，减少电厂用水量。
6.本发明采用如下的技术方案。
7.一种闪蒸与有机朗肯循环结合的地热发电装置，包括：闪蒸罐、第一透平机、第二透平机、第一发电机、第二发电机、第一循环泵、第一工质增压泵、第一换热器、第二换热器以及冷凝器，
8.地热井出口与第一循环泵入口连接，第一循环泵出口与闪蒸罐入口连接，闪蒸罐蒸汽出口与第一透平机入口连接，闪蒸罐热水出口与第二换热器热水入口连接，第二换热器热水出口与回灌井入口连接，第一透平机水蒸汽出口与第一换热器水蒸汽入口连接，第一换热器热水出口与回灌井入口连接，第二透平机有机工质蒸汽出口与冷凝器入口连接，冷凝器出口与第一工质增压泵入口连接，第一工质增压泵出口依次与第一换热器、第二换热器连接，第二换热器有机工质蒸汽出口与第二透平机入口连接，第一透平机通过联轴器驱动第一发电机，第二透平机通过联轴器驱动第二发电机。
9.优选地，闪蒸发电系统包括：第一循环泵、闪蒸罐、第一透平机、第一发电机、第一换热器和第二换热器。
10.优选地，有机朗肯循环发电系统包括：第二透平机、第二发电机、第一工质增压泵、第一换热器、第二换热器和冷凝器。
11.优选地，第一透平机出口蒸汽流经第一换热器的一侧，第一工质增压泵出口有机工质流经第一换热器另一侧。
12.优选地，闪蒸罐出口热水流经第二换热器的一侧，第一换热器出口有机工质流经第二换热器另一侧。
13.优选地，第一换热器出口热水与第二换热器出口热水混合后流入回灌井。
14.优选地，冷凝器为直接空冷冷凝器。
15.优选地，有机工质为正戊烷及其同分异构体、正丁烷及其同分异构体的一种或多种工质的混合物。
16.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型中的闪蒸发电系统中第一发电机出口乏汽余热和闪蒸罐分离出的热水余热作为有机朗肯循环发电系统的热源，提高了地热资源的利用效率。同时，有机朗肯循环发电系统采用直接空冷的冷却方式，可减少电厂用水量。
附图说明
17.图1为本实用新型的一个实施例中闪蒸与有机朗肯循环结合的地热发电装置示意图；
18.图中：
[0019]1‑
闪蒸罐；
[0020]
201
‑
第一透平机；
[0021]
202
‑
第二透平机；
[0022]
301
‑
第一发电机；
[0023]
302
‑
第二发电机；
[0024]
401
‑
第一循环泵；
[0025]
402
‑
第一工质增压泵；
[0026]
501
‑
第一换热器；
[0027]
502
‑
第二换热器；
[0028]6‑
冷凝器；
[0029]7‑
地热井；
[0030]8‑
回灌井。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0032]
如图1所示，本实用新型提供了一种闪蒸与有机朗肯循环结合的地热发电装置，包括：闪蒸罐1、第一透平机201、第二透平机202、第一发电机301、第二发电机302、第一循环泵401、第一工质增压泵402、第一换热器501、第二换热器502以及冷凝器6。
[0033]
地热井7出口与第一循环泵401入口连接，第一循环泵401出口与闪蒸罐1入口连接，闪蒸罐1蒸汽出口与第一透平机201入口连接，闪蒸罐1热水出口与第二换热器502热水入口连接，第二换热器502热水出口回灌井8入口连接，第一透平机201水蒸汽出口与第一换热器501水蒸汽入口连接，第一换热器501热水出口与回灌井8入口连接，第二透平机202有机工质蒸汽出口与冷凝器6入口连接，冷凝器6出口与第一工质增压泵402入口连接，第一工
质增压泵402出口依次与第一换热器501、第二换热器502连接，第二换热器502有机工质蒸汽出口与第二透平机202入口连接，第一透平机201通过联轴器驱动第一发电机301，第二透平机202通过联轴器驱动第二发电机302。
[0034]
闪蒸发电系统包括：第一循环泵401、闪蒸罐1、第一透平机201、第一发电机301、第一换热器501和第二换热器502。
[0035]
有机朗肯循环发电系统包括：第二透平机202、第二发电机302、第一工质增压泵402、第一换热器501、第二换热器502和冷凝器6。
[0036]
闪蒸罐1是提供流体迅速汽化和汽液分离的空间的容器，高压的饱和水进入比较低压的容器中后通过压力骤降，使饱和水变成一部分饱和水蒸汽和饱和水。第一循环泵401出口热水进入闪蒸罐1后，部分液态迅速沸腾汽化，闪蒸罐1出口热水流经第二换热器502进入回灌井8，闪蒸罐1出口热水流经第二换热器502的一侧。
[0037]
第一透平机201是将流体介质中蕴含的能量转化为机械能的机械。闪蒸罐1蒸汽出口与第一透平机201连接，第一透平机201出口蒸汽流经第一换热器501进入回灌井8，汽化后的蒸汽从闪蒸罐1进入第一透平机201进汽口，推动第一透平机201做功，第一透平机201出口蒸汽流经第一换热器501的一侧。
[0038]
第二透平机202出口与冷凝器6入口相连接，在第二换热器502蒸发后的得到的有机工质蒸汽推动第二透平机202做功。
[0039]
第一发电机301是将机械能转变为电能的机械。第一透平机201通过联轴器驱动第一发电机301。
[0040]
第二发动机302，第二透平机202通过联轴器驱动第二发电机302。
[0041]
第一循环泵401是输送地热流体的机械，地热井7出口与第一循环泵401入口连接，第一循环泵401出口与闪蒸罐1入口连接。
[0042]
第一工质增压泵402将低压液态工质加压成为高压液态工质，冷凝器6出口低压液态工质经第一工质增压泵402，加压成高压液态工质，第一工质增压泵401出口有机工质依次经过第一换热器501、第二换热器502流入第二透平机202，第一工质增压泵402出口有机工质流经第一换热器501另一侧。
[0043]
第一换热器501将热流体的热量传递给冷流体，闪蒸罐1内未蒸发的热水进入第二换热器502对液态有机工质进行预热，第一换热器501出口有机工质流经第二换热器502另一侧.
[0044]
第二换热器502，在第一换热器501进行预热后的液态有机工质进入第二换热器502进一步吸热蒸发。第一换热器501出口热水与第二换热器502出口热水混合后流入回灌井8。
[0045]
冷凝器6为直接空冷冷凝器，属于换热器的一种，将气体或者蒸汽转变成液体，冷凝器6出口与第一工质增压泵401入口相连接。
[0046]
值得注意的是，所述领域技术人员可以任意选择有机工质，在本实施例中，作为优选地，有机工质为选自正戊烷及其同分异构体、正丁烷及其同分异构体的一种或多种工质的混合物。
[0047]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型中的闪蒸发电系统中第一发电机出口乏汽余热和闪蒸罐分离出的热水余热作为有机朗肯循环发电系统的热源，提高
了地热资源的利用效率。同时，有机朗肯循环发电系统采用直接空冷的冷却方式，可减少电厂用水量。
[0048]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。