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余压储能型中低温地 热能磁浮发电装置

阅读：533发布：2020-05-15

专利汇可以提供余压储能型中低温地热能磁浮发电装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，装置由磁浮发电机、限压安全阀、涡轮发电机、整流储能单元、蒸发器、回热器、预热器、冷凝器、工质罐、工质泵和冷却泵构成；其中常压状态下，低沸点工质依次流经蒸发器、磁浮发电机、回热器、冷凝器、工质罐、工质泵、预热器及回热器循环发电；当磁浮发电机入口气压越限时，限压安全阀打开，流经限压安全阀的泄放蒸汽带动涡轮发电机发电，产生的交流电能进入整流储能单元存储并为系统内的用电设备提供电能补充；中低温地热水经蒸发器、预热器流回地下，为发电系统提供能量；冷却泵为冷凝器提供冷水，将工质冷凝。本装置采用余压储能装置将泄放气流能量回收，系统效率高于传统地热发电装置。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是余压储能型中低温地热能磁浮发电装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，其特征在于，包括磁浮发电机(1)、蒸发器(2)、回热器(6)、预热器(7)、冷凝器(8)、工质泵(9)、工质罐(10)和冷却泵(11)；
其中，蒸发器(2)一次侧、磁浮发电机(1)、回热器(6)一次侧、冷凝器(8)一次侧、工质罐(10)、工质泵(9)、预热器(7)一次侧及回热器(6)二次侧依次串接，构成工质循环主通道，常压状态下工质在主通道内循环；
蒸发器(2)二次侧和预热器(7)二次侧串接构成地热水源循环通道；
冷却泵(11)与冷凝器(8)二次侧相连，构成冷凝水循环通道。
2.根据权利要求1所述的余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，其特征在于，还包括限压安全阀(3)、涡轮发电机(4)、整流储能单元(5)；
限压安全阀(3)与涡轮发电机(4)连接，涡轮发电机(4)与整流储能单元(5)连接；
当磁浮发电机(1)入口气压越限时，限压安全阀(3)打开，流经限压安全阀(3)的泄放蒸汽带动涡轮发电机(4)发电，产生的交流电能进入整流储能单元(5)存储并为发电系统内的用电设备提供电能补充。
3.根据权利要求2所述的余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，其特征在于，所述限压安全阀(3)，在常压状态下处于闭锁状态；当磁浮发电机(1)入口气压超过其安全气压时，安全阀打开将部分工质气流旁路，以保护磁浮发电机(1)可靠运行。
4.根据权利要求2所述的余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，其特征在于，所述涡轮发电机(4)，发电功率低于磁浮发电机(1)；当限压安全阀(3)打开时，在泄放蒸汽带动下发电，产生的交流电能进入整流储能单元(5)存储并提供电能补充。
5.根据权利要求2所述的余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，其特征在于，所述整流储能单元(5)包含整流环节和储能单元，整流环节能够将交流电能变换为直流电能以便于电能存储，储能单元能够采用电池储能或超级电容储能；所储电能能够提供电能补充。
6.一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，其特征在于，包括磁浮发电机(1)、蒸发器(2)、回热器(6)、预热器(7)、冷凝器(8)、工质泵(9)、工质罐(10)和冷却泵(11)、限压安全阀(3)、涡轮发电机(4)、整流储能单元(5)；
其中，蒸发器(2)一次侧、磁浮发电机(1)、回热器(6)一次侧、冷凝器(8)一次侧、工质罐(10)、工质泵(9)、预热器(7)一次侧及回热器(6)二次侧依次串接，构成工质循环主通道，常压状态下工质在主通道内循环；蒸发器(2)二次侧和预热器(7)二次侧串接构成地热水源循环通道；冷却泵(11)与冷凝器(8)二次侧相连，构成冷凝水循环通道；
限压安全阀(3)与涡轮发电机(4)连接，涡轮发电机(4)与整流储能单元(5)连接；所述限压安全阀(3)，在常压状态下处于闭锁状态；当磁浮发电机(1)入口气压超过其安全气压时，安全阀打开将部分工质气流旁路，以保护磁浮发电机(1)可靠运行；
当磁浮发电机(1)入口气压越限时，限压安全阀(3)打开，流经限压安全阀(3)的泄放蒸汽带动涡轮发电机(4)发电，产生的交流电能进入整流储能单元(5)存储并为发电系统内的用电设备提供电能补充；
所述涡轮发电机(4)，发电功率低于磁浮发电机(1)；当限压安全阀(3)打开时，在泄放蒸汽带动下发电，产生的交流电能进入整流储能单元(5)存储并提供电能补充；
所述整流储能单元(5)包含整流环节和储能单元，整流环节能够将交流电能变换为直流电能以便于电能存储，储能单元能够采用电池储能或超级电容储能；所储电能能够提供电能补充。

说明书全文

余压储能型中低温地 热能磁浮发电装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及地热发电技术领域，具体地，涉及一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置。

背景技术

[0002] 能源是国家发展的命脉，工业革命往往发迹于能源的升级。地热能是一种绿色环保且发电稳定性高的可再生能源。我国幅员辽阔，地热资源丰富，可开发潜力巨大，但目前对地热能的开发利用仍显著落后于发达国家。地热资源的开发利用对于推动我国能源升级，更好地实现节能减排具有重要意义。

[0003] 目前采用有机朗肯循环(ORC)发电是利用中低温热能的一种有效途径，它采用低沸点有机工质作为能量传递媒介，通过蒸发膨胀推动汽轮机旋转发电。但传统ORC方法热能利用率较低。

[0004] 磁浮发电机采用磁悬浮轴承，可有效减小发电机的摩擦损耗，从而提高发电效率；采用回热器将待冷却工质蒸汽与增压后待升温的工质液体进行内部热交换，从而减少了工质与外部热源和冷源之间的热交换需求，可有效提高热循环效率；采用预热器可以更充分地利用热源热能；由于热源存在波动性，为防止汽轮机入口气压过高，常引入安全阀将剩余压力泄放掉，如果将这部分余压加以利用将可以进一步提升整机效率。

[0005] 与本申请相关的现有技术是专利文献CN101440785B，公开了一种中低温地热双工质循环发电装置，包括发生器、蒸汽过热器、汽轮机，在发生器内顶部设有精馏器，发生器的一端通过所述蒸汽过热器、汽轮机与发电机连接，该汽轮机的另一端输出到吸收器，所述发生器和吸收器内的竖管管束表面均形成降膜；还包括有溶液热交换器，设置于吸收器底部并与其连通的储液罐，溶液热交换器的一端分别与所述发生器的底端和精馏器连通，溶液热交换器的另一端分别输出到吸收器储液罐，该储液罐还与所述精馏器连接；还包括有地热水管道和冷却水管道，该地热水管道通过蒸汽过热器输送到所述发生器内，并从该发生器另一侧输出；该冷却水管道与所述吸收器连通。实用新型内容

[0006] 针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置。

[0007] 根据本实用新型提供的一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，包括磁浮发电机(1)、蒸发器(2)、回热器(6)、预热器(7)、冷凝器(8)、工质泵(9)、工质罐(10)和冷却泵(11)；

[0008] 其中，蒸发器(2)一次侧、磁浮发电机(1)、回热器(6)一次侧、冷凝器(8)一次侧、工质罐(10)、工质泵(9)、预热器(7)一次侧及回热器(6)二次侧依次串接，构成工质循环主通道，常压状态下工质在主通道内循环；

[0009] 蒸发器(2)二次侧和预热器(7)二次侧串接构成地热水源循环通道；

[0010] 冷却泵(11)与冷凝器(8)二次侧相连，构成冷凝水循环通道。

[0011] 所述的余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，还包括限压安全阀(3)、涡轮发电机(4)、整流储能单元(5)；

[0012] 限压安全阀(3)与涡轮发电机(4)连接，涡轮发电机(4)与整流储能单元(5)连接；

[0013] 当磁浮发电机(1)入口气压越限时，限压安全阀(3)打开，流经限压安全阀(3)的泄放蒸汽带动涡轮发电机(4)发电，产生的交流电能进入整流储能单元(5)存储并为发电系统内的用电设备提供电能补充。

[0014] 优选地，所述限压安全阀(3)，在常压状态下处于闭锁状态；当磁浮发电机(1)入口气压超过其安全气压时，安全阀打开将部分工质气流旁路，以保护磁浮发电机(1)可靠运行。

[0015] 优选地，所述涡轮发电机(4)，发电功率低于磁浮发电机(1)；当限压安全阀(3)打开时，在泄放蒸汽带动下发电，产生的交流电能进入整流储能单元(5)存储并提供电能补充。

[0016] 优选地，所述整流储能单元(5)包含整流环节和储能单元，整流环节能够将交流电能变换为直流电能以便于电能存储，储能单元能够采用电池储能或超级电容储能；所储电能能够提供电能补充。

[0017] 与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

[0018] 1、本实用新型使用方便，适用性强。

[0019] 2、本实用新型采用余压储能技术，能在更宽的热源温度和流量范围内提高磁浮发电机可靠性和整机发电效率。

[0020] 3、本实用新型采用磁浮发电机，磁悬浮轴承能有效减小摩擦损耗。

[0021] 4、与传统ORC发电系统相比，采用回热器和预热器促进热交换，热循环效率更高。附图说明

[0022] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0023] 图1为余压储能型中低温地热能磁浮发电装置示意简图。

[0024] 图中：

[0025] 1-磁浮发电机；2-蒸发器；3-限压安全阀；4-涡轮发电机；5-整流储能单元；

[0026] 6-回热器；7-预热器；8-冷凝器；9-工质泵；10-工质罐；11-冷却泵。

具体实施方式

[0027] 下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

[0028] 根据本实用新型提供的一种余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，包括磁浮发电机1、蒸发器2、回热器6、预热器7、冷凝器8、工质泵9、工质罐10和冷却泵11；

[0029] 其中，蒸发器2一次侧、磁浮发电机1、回热器6一次侧、冷凝器8一次侧、工质罐10、工质泵9、预热器7一次侧及回热器6二次侧依次串接，构成工质循环主通道，常压状态下工质在主通道内循环；

[0030] 蒸发器2二次侧和预热器7二次侧串接构成地热水源循环通道；

[0031] 冷却泵11与冷凝器8二次侧相连，构成冷凝水循环通道。

[0032] 所述的余压储能型中低温地热能磁浮发电装置，还包括限压安全阀3、涡轮发电机4、整流储能单元5；

[0033] 限压安全阀3与涡轮发电机4连接，涡轮发电机4与整流储能单元5连接；

[0034] 当磁浮发电机1入口气压越限时，限压安全阀3打开，流经限压安全阀3的泄放蒸汽带动涡轮发电机4发电，产生的交流电能进入整流储能单元5存储并为发电系统内的用电设备提供电能补充。

[0035] 具体地，所述限压安全阀3，在常压状态下处于闭锁状态；当磁浮发电机1入口气压超过其安全气压时，安全阀打开将部分工质气流旁路，以保护磁浮发电机1可靠运行。

[0036] 具体地，所述涡轮发电机4，发电功率低于磁浮发电机1；当限压安全阀3打开时，在泄放蒸汽带动下发电，产生的交流电能进入整流储能单元5存储并提供电能补充。

[0037] 具体地，所述整流储能单元5包含整流环节和储能单元，整流环节能够将交流电能变换为直流电能以便于电能存储，储能单元能够采用电池储能或超级电容储能；所储电能能够提供电能补充。

[0038] 在具体实施过程中，本实用新型的装置如图1所示，由磁浮发电机1、蒸发器2、限压安全阀3、涡轮发电机4、整流储能单元5、回热器6、预热器7、冷凝器8、工质泵9、工质罐10和冷却泵11构成；其中，蒸发器2一次侧、磁浮发电机1、回热器6一次侧、冷凝器8一次侧、工质罐10、工质泵9、预热器7一次侧及回热器6二次侧依次串接构成工质循环主通道，常压状态下工质在主通道内循环；当磁浮发电机1入口气压越限时，限压安全阀3打开，流经限压安全阀3的泄放蒸汽带动涡轮发电机4发电，产生的交流电能进入整流储能单元5存储并为发电系统内的用电设备提供电能补充；蒸发器2二次侧和预热器7二次侧串接构成地热水源循环通道；冷却泵11与冷凝器9二次侧相连构成冷凝水循环通道。

[0039] 所述限压安全阀3，在常压状态下处于闭锁状态；当磁浮发电机1入口气压超过其安全气压时，安全阀打开将部分工质气流旁路，以保护磁浮发电机1可靠运行。

[0040] 所述涡轮发电机4，发电功率低于磁浮发电机1；当限压安全阀3打开时，在泄放蒸汽带动下发电，产生的交流电能进入整流储能单元5存储并为发电系统内的用电设备提供电能补充。

[0041] 所述整流储能单元5，包含整流环节和储能单元，整流环节可将交流电能变换为直流电能以便于电能存储，储能单元可采用电池储能或超级电容储能；所储电能可以为发电系统内的用电设备，如工质泵9和冷却泵11等泵类负载提供电能补充。

[0042] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0043] 以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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