系統不運行，其內部的第四截止閥04、第五截止閥05、第六截止閥06、第七截止閥07、第九截止閥09關閉。
[0026]所述的有機朗肯循環發電子系統包括預熱器3、蒸發器8、第二膨脹機9、冷凝器6、工質栗4、工質罐5及其溫度、壓力和流量測試裝置。當有機朗肯循環發電子系統獨立運行時，基本的控制流程為:第二截止閥02開啟，第一截止閥01關閉，所述的熱水鍋爐I產生的高溫高壓熱水，直接依次進入有機朗肯循環的蒸發器8和預熱器3，作為熱源加熱所述的蒸發器8和預熱器3內部的液體有機工質，液體有機工質吸熱后，變為高溫高壓下的有機蒸汽(此時，第四截止閥04開啟)，隨后，有機蒸汽進入有機朗肯循環系統的第二膨脹機9，推動第二膨脹機9并帶動第二發電機18發電;經過所述膨脹機9膨脹后的有機蒸汽變為低壓狀態下的有機蒸汽(此時，第九截止閥09開啟)隨后進入冷凝器6被冷卻水冷卻成低壓狀態下的飽和液體，飽和液體進入工質罐5進行緩沖儲存，達到一定液位后被工質栗4重新栗入預熱器3和蒸發器8(此時，第六截止閥06、第七截止閥07開啟)，實現有機工質的循環。經過所述冷凝器6吸收有機蒸汽的熱量后，來自冷卻塔7的較低溫度的冷卻水重新通過冷卻水栗17栗入冷卻塔7，并在所述的冷卻塔7中與空氣進行換交換后，重新栗入冷凝器6，實現冷卻水的循環。此時，閃蒸循環發電系統不運行，其內部的第三截止閥03、第八截止閥08關閉。
[0027]所述的閃蒸-有機朗肯聯合發電系統同時包括上述閃蒸循環發電系統和有機朗肯循環發電系統。當聯合發電系統運行時，基本的控制流程為:第二截止閥02關閉，第一截止閥01開啟，且其余的截止閥全部開啟;所述的熱水鍋爐I產生的高溫高壓熱水首先進入閃蒸循環發電系統的閃蒸器14，經過節流降壓降溫后產生的蒸汽進入第一膨脹機15進行發電，而剩余的液態水，則通過第二熱水栗13供入有機朗肯循環發電系統，依次進入有機朗肯循環的蒸發器8和預熱器3，作為熱源加熱蒸發器8和預熱器3內部的液體有機工質，產生的高壓高溫有機蒸汽進入第二膨脹機9做功發電；經過蒸發器8和預熱器3吸熱后的熱水通過第一熱水栗2栗入所述的熱水鍋爐I，重新被加熱用于實現循環。此時由冷卻塔7產生的冷卻水供入閃蒸循環發電系統的凝汽器12并同時通過第十截止閥010和第十一截止閥011進入有朗肯循環的冷凝器6。
[0028]本發明的特點是:
[0029](I)針對不同的地熱能發電方式，可以靈活的實現熱水閃蒸發電系統、熱水有機朗肯循環發電系統或者兩者聯合系統的切換測試，模擬和分析不同溫度品位下的地熱水發電方式的優劣，探究聯合系統閃蒸溫度與聯合系統發電性能之間的耦合關系；
[0030](2)直接采用高溫熱水為熱源，相比于目前有機朗肯循環試驗臺大多采用導熱油為中間介質的實驗系統，省去了中間導熱油回路，更加具有實用性，可實現180°C以下、SOkW以下熱源品位的熱水有機朗肯循環發電子系統的性能測試；
[0031](3)可以實現不同發電系統冷源和熱源的共用，有效地降低了實驗成本和占地面積。
[0032]本發明通過系統中各個閥門的開啟或關閉，同時實現閃蒸循環發電系統、有機朗肯循環發電系統和閃蒸有機朗肯循環聯合發電系統的測試試驗，冷熱源共用實現不同目的的測試試驗，有效地節省了系統空間和系統設備成本，同時，熱源直接采用承壓熱水鍋爐，減少了導熱油中間回路的復雜性，能夠在保證實驗精度的條件下，實現試驗系統功能的最大化。
[0033]以上參照附圖和實施例對本發明的技術方案進行了示意性描述，該描述沒有限制性。本領域的技術人員應能理解，在實際應用中，本發明中各個技術特征的設置方式均可能發生某些變化，而其他人員在其啟示下也可能做出相似設計。特別需要指出的是:只要不脫離本發明的設計宗旨，所有顯而易見的細節變化或相似設計，均包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種中高溫熱源閃蒸-有機朗肯循環的熱水聯合發電測試系統，包括熱源子系統、冷源子系統、閃蒸循環發電子系統和有機朗肯循環發電子系統，其特征在于: 所述的熱源子系統包括熱水鍋爐、第一熱水栗、閃蒸器、蒸發器、預熱器第一、第二截止閥以及熱水流量、溫度、壓力測量裝置;所述熱水鍋爐產生的高溫高壓熱水通過第一截止閥進入閃蒸器或者通過第二截止閥進入蒸發器和預熱器，熱水經過放熱降溫后經過第一熱水栗重新栗入所述的熱水鍋爐加熱，構成熱源水路的循環； 所述的冷源子系統包括冷卻塔、冷卻栗、凝汽器、冷凝器以及冷卻水流量、溫度測試裝置;所述冷卻塔的回水經過與空氣換熱降溫后由冷卻栗供入對應的凝汽器和冷凝器； 所述的閃蒸發電子系統包括閃蒸器、第一膨脹機、第一發電機、凝汽器、真空栗、蒸發器、預熱器、第一、第三、第八截止閥以及溫度、壓力、流量測試裝置;其獨立運行的控制流程為:所述熱水鍋爐產生的高溫高壓熱水通過第一截止閥進入閃蒸器并在閃蒸器內部產生飽和蒸汽，飽和蒸汽經過第三截止閥進入第一膨脹機膨脹做功并帶動第一發電機發電，膨脹做功后的乏汽通過第八截止閥進入凝汽器，被來自冷卻塔的冷卻水冷卻降溫為液態水并依靠其本身重力通過管道供入冷卻塔，所述的閃蒸器和凝汽器依靠與其連接的真空栗維持和調控閃蒸壓力和冷凝壓力，經過閃蒸后的熱水依次經過蒸發器和預熱器由第一熱水栗栗入熱水鍋爐重新吸熱； 所述的有機朗肯循環發電子系統包括預熱器、蒸發器、第二膨脹機、第二發電機、第二截止閥、第四截止閥、第七截止閥、第九截止閥、冷凝器、工質栗、工質罐以及溫度、壓力和流量測試裝置;其獨立運行時的控制流程為:所述熱水鍋爐產生的高溫高壓熱水通過第二截止閥依次進入蒸發器和預熱器作為熱源加熱來自工質栗的液體有機工質，液態有機工質吸熱后變為高溫高壓下的有機蒸汽，有機蒸汽通過第四截止閥進入第二膨脹機做功并帶動第二發電機發電，膨脹后的低壓狀態有機蒸汽通過第九截止閥進入冷凝器被冷卻水冷卻成低壓狀態下的飽和液體，飽和液體進入工質罐緩沖儲存，達到一定液位后被工質經第七截止閥重新栗入預熱器和蒸發器實現有機工質的循環； 所述的閃蒸-有機朗肯聯合發電系統同時包括上述閃蒸循環發電系統和有機朗肯循環發電系統；當聯合發電系統運行時，其控制流程為:第二截止閥關閉，第一截止閥開啟，且其余的截止閥全部開啟；所述的熱水鍋爐產生的高溫高壓熱水首先通過第一截止閥進入閃蒸循環發電系統的閃蒸器，經過節流降壓降溫后產生的蒸汽通過第三截止閥進入第一膨脹機并帶動第一發電機發電，剩余的液態水通過第二熱水栗供入有機朗肯循環發電系統，并依次進入有機朗肯循環的蒸發器和預熱器作為熱源加熱所述蒸發器和預熱器內部的液體有機工質，產生的高壓有機蒸汽通過第四截止閥進入第二膨脹機做功并帶動第二發電機發電；經過蒸發器和預熱器吸熱后的熱水通過第一熱水栗栗入所述的熱水鍋爐重新被加熱和用于再次循環，由冷卻塔產生的冷卻水供入閃蒸循環發電系統的凝汽器并同時通過第十、第十一截止閥進入有機朗肯循環發電子系統的冷凝器。2.根據權利要求1所述的中高溫熱源閃蒸-有機朗肯循環的熱水聯合發電測試系統，其特征在于:所述的熱水鍋爐由10組8kW的電加熱組件構成，其臺額定功率為80kW，最高熱水加熱溫度為180°C。3.根據權利要求1所述的中高溫熱源閃蒸-有機朗肯循環的熱水聯合發電測試系統，其特征在于:所述的冷卻塔為15T的填料類開式冷卻塔。
【專利摘要】本發明公開了一種中高溫熱源閃蒸-有機朗肯循環的熱水聯合發電測試系統，該系統由熱源子系統、冷源子系統、閃蒸循環發電子系統以及有機朗肯循環發電子系統構成。本發明的優點是：可以靈活地實現熱水閃蒸循環發電系統、熱水有機朗肯循環發電系統和兩種循環的聯合發電系統的切換測試；可以實現180℃以下、80kW以下小型中高溫熱源的有機朗肯循環發電系統的性能測試；可以實現不同循環的發電系統冷源和熱源的共用，有效地降低了實驗成本和占地面積。
【IPC分類】F01K13/00
【公開號】CN105464728
【申請號】CN201511034130
【發明人】安青松, 王永真, 駱超, 李澤林, 趙軍
【申請人】天津大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月31日