[发明专利]一种基于ORC系统的地热电站系统

说明书

本发明公开了一种基于ORC系统的地热电站系统，包括闪蒸罐、汽轮机、第一发电机、第二发电机以及通过对应的管路顺序连接并形成一个回路的蒸发器、透平、冷凝器、工质泵和预热器，第二发电机与透平连接，蒸发器内设有至少两组蒸发器管程；闪蒸罐的液体出口通过对应的管路与一组蒸发器管程入口连接，闪蒸罐的蒸汽出口通过对应的管路与汽轮机的进气口连接，汽轮机的排气口通过对应的管路与另一组蒸发器管程入口连接，汽轮机还与第一发电机连接；蒸发器管程的出口均通过对应的管道与预热器的管程入口连接，预热器的管程出口与回灌管连接。本发明不仅结构简单，占用面积小，而且换热效率高，热损失小，并且能够分级充分利用地热能。

技术领域

本发明属于地热利用和清洁能源技术领域，具体而言，涉及一种基于ORC系统的地热电站系统。

背景技术

人类社会的可持续发展受限于能源短缺问题，进一步加强节能减排工作和开发可再生能源，是应对全球能源短缺的迫切需要。有机朗肯循环(organic Rankine cycle，ORC)是基于低沸点有机工质替代传统朗肯循环工质—水的一种热力循环，特别适用于中低温工业余热，以及太阳能、生物质能、地热能等中低品位可再生能源的开发利用。有机朗肯循环发电技术不仅具有巨大经济价值，而且有利于节能减排和保护环境。

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由蒸发器、透平、发电机、冷凝器和工质泵等部件组成。有机工质在蒸发器中吸收低温热源（80-300℃）的热量，生成具有一定压力和温度的蒸气，蒸气进入透平，推动透平做功，从而带动发电机产生高品位的电能。从透平排出的蒸气在冷凝器中向外部冷源放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到蒸发器，完成整个循环过程。

地热电站是利用地下热水、高温岩体或蒸汽作一次能源的发电站。现有的地热电站对能源的利用率低低且结构复杂，而采用ORC地热发电站针对地下热水和蒸汽，只能配置不同类型的ORC机组进行利用，并且该利用方式单一，无法分级充分利用热能。

发明内容

为了解决现有现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种基于ORC系统的地热电站系统，实现充分利用热能。

为达到上述技术目的及效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于ORC系统的地热电站系统，包括闪蒸罐、汽轮机、第一发电机、蒸发器、透平、第二发电机、冷凝器、预热器和工质泵，所述蒸发器、所述透平、所述冷凝器、所述工质泵和所述预热器通过对应的管路顺序连接并形成一个回路，所述第二发电机与所述透平连接，所述蒸发器内设置有至少两组蒸发器管程；所述闪蒸罐的液体出口通过对应的管路与一组所述蒸发器管程入口连接，所述闪蒸罐的蒸汽出口通过对应的管路与所述汽轮机的进气口连接，所述汽轮机的排气口通过对应的管路与另一组所述蒸发器管程入口连接，所述汽轮机还与所述第一发电机连接，为所述第一发电机提供动力；所述蒸发器管程的出口均通过对应的管道与所述预热器的管程入口连接，所述预热器的管程出口与回灌管连接，所述蒸发器管程和所述回灌管通过所述预热器的管程连通。

进一步的，所述蒸发器和所述预热器内置在一个筒体内。

进一步的，所述蒸发器管程设置两组。

进一步的，两组所述蒸发器管程的末端形成有一个共用出口，形成的共用出口通过对应的管道与所述预热器的管程入口连接。

进一步的，所述闪蒸罐的蒸汽出口位于所述闪蒸罐的顶端，所述闪蒸罐的液体出口位于所述闪蒸罐的底端。

进一步的，还包括有一个用于去除地热井中热水里杂质的过滤器，所述过滤器通过对应的管路安装在所述闪蒸罐和地热井之间。

进一步的，所述回灌管中间设置有回收泵。

本发明的有益效果如下：