CN214836907U - 地热发电热调整池式有机朗肯循环系统 - Google Patents

Abstract

一种地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，包含有机朗肯循环设备及地热供应模块。地热供应模块包括热调整容器、地热供应管路单元、热交换管路单元及放流管路单元。热调整容器可保持温度稳定且界定储水空间。地热供应管路单元用以将热水输入储水空间并使储水空间内的热水维持在工作温度范围。热交换管路单元用以输送储水空间内的热水至有机朗肯循环设备的第一闪发器与液态工作流体热交换。放流管路单元用以将储水空间内的热水排出。通过热调整容器维持定量及定温的热水给有机朗肯循环设备，而能解决地热井直接供水所产生的问题。

Description

地热发电热调整池式有机朗肯循环系统

技术领域

本实用新型涉及一种地热发电有机朗肯循环系统，特别是涉及一种能提供稳定热源的地热发电热调整池式有机朗肯循环系统。

背景技术

现有的利用地热发电的有机朗肯循环系统，是直接由地热井导引热水进入闪发器(也就是热交换器)与液态工作流体进行热交换，以使液态工作流体汽化而能驱动作功元件(例如涡轮机、螺杆膨胀机、涡卷膨胀机等)，借此将热能转为机械旋转能，再通过发电机将机械旋转能转换为电力输出。

然而，地热井的出水量不稳定且热水夹杂高热蒸汽，使得供热管线内流体流量及压力均不稳定，导致闪发器、管线甚至作功元件都受到快速跳动不稳定压力的影响，容易导致系统阀件或管线接缝或闪发器甚至作功元件故障。再者，供热管线内热水流量不足也容易导致系统故障或额定电力不足，而且经常性热水流量不足会造成系统内硅酸钙结垢。

发明内容

本实用新型的其中一目的在于提供一种可以解决背景技术问题的地热发电热调整池式有机朗肯循环系统。

本实用新型的地热发电热调整池式有机朗肯循环系统在一些实施态样中，是包含：有机朗肯循环设备，该有机朗肯循环设备包括供液态工作流体通过的第一闪发器，该地热发电热调整池式有机朗肯循环系统还包含地热供应模块。该地热供应模块包括热调整容器、地热供应管路单元、热交换管路单元及放流管路单元。该热调整容器可保温且界定储水空间。该地热供应管路单元包括一端连接该热调整容器且一端用以连接地热井的热水输入管路及连接该热水输入管路的热源节流阀，该热源节流阀用以依据该储水空间内的热水温度自动启闭，以使该储水空间内的热水维持在工作温度范围。该热交换管路单元包括两端连接该热调整容器并通过该第一闪发器的循环管路，及连接该循环管路的流量控制泵，用以输送该储水空间内的热水至该第一闪发器与该液态工作流体热交换。该放流管路单元包括一端连接该热调整容器的热水排出管路，及设于该热调整容器并与该热水排出管路连接的液位计，该放流管路单元用以将该储水空间内的热水排出。

在一些实施态样中，该地热供应模块还包括设于该热调整容器的自动蒸气压控制阀，以调节该热调整容器内的蒸气压。

在一些实施态样中，该有机朗肯循环设备还包括供液态工作流体通过的第二闪发器，该地热供应模块还包括蒸气输送管路，该蒸气输送管路的一端连接该热调整容器、通过该第二闪发器且另一端连通外界，用以将该储水空间内的高温蒸气输送至该第二闪发器与该液态工作流体热交换。

在一些实施态样中，该热水排出管路的另一端用以连接回注井，该放流管路单元还包括连接该热水排出管路的回注加压泵，且该回注加压泵与该液位计耦接以与该液位计同步启动排水。

在一些实施态样中，该热调整容器的器壁具有内层、外层及填充于该内层与该外层之间的断热层。

在一些实施态样中，该内层与该外层的材质为金属，该断热层的材质为中空玻化微珠。

在一些实施态样中，该工作温度范围介于96℃至110℃。

本实用新型至少具有以下功效：通过该热调整容器维持定量及定温的热水，以使进入该有机朗肯循环设备的第一闪发器的热水流量及温度稳定，而能解决地热井直接供水的流体流量及压力不稳定所产生的问题。

附图说明

本实用新型的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本实用新型地热发电热调整池式有机朗肯循环系统的实施例的示意图。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型地热发电热调整池式有机朗肯循环系统的实施例，包含一有机朗肯循环设备1及一地热供应模块2。

该有机朗肯循环设备1包括一第一闪发器11、一第二闪发器12、一作功元件13、一发电机14、一冷凝器15、一工作流体储槽16、一工作流体加压泵17及一工作流体管路18。工作流体储槽16用以储存有机液态工作流体，并利用工作流体加压泵17在工作流体管路18加压输送工作流体，使液态工作流体一部分流经第一闪发器11、另一部分流经第二闪发器12进行热交换转变成高温高压蒸气，呈高温高压蒸气状态的工作流体进入作功元件13以转换为机械旋转能，再通过发电机14将机械旋转能转换为电力输出，通过作功元件13的工作流体转为低压蒸气，再经由冷凝器15转为低压液体后回到工作流体储槽16。该有机朗肯循环设备1的工作原理为已知技术且非本实用新型的重点，于此不再详述。

该地热供应模块2包括一热调整容器21、一地热供应管路单元22、一热交换管路单元23、一放流管路单元24、一自动蒸气压控制阀25及一蒸气输送管路26。

该热调整容器21可保温且界定一储水空间211。具体而言，该热调整容器21的器壁以能隔热材质制成较佳，在本实施例中，该热调整容器21的器壁具有一内层、一外层及填充于该内层与该外层之间的一断热层，该内层与该外层的材质以金属较佳，而该断热层的材质以中空玻化微珠较佳，且该断热层的厚度至少10公分，用以保存该储水空间211内来自地热井高温的热水的水温，并使其水温稳定维持。该热调整容器21也能以其它能隔热的材料制作，例如钢筋混凝土或耐火砖也可以。该储水空间211的容量可视该有机朗肯循环设备1所需的热水流量而定，以能储存供应该有机朗肯循环设备1运转4小时所需水量较佳，且该储水空间211还需要保留1/4容积容纳蒸气，以达到气、水分离效果。

该地热供应管路单元22包括一端连接该热调整容器21且一端用以连接一地热井的一热水输入管路221及一连接该热水输入管路221的热源节流阀222。该热源节流阀222用以依据该储水空间211内的热水温度自动启闭，以使该储水空间211内的热水维持在一工作温度范围。在本实施例中，该工作温度范围介于96℃至110℃。具体而言，该热水输入管路221的一端置入地热井内，地热井一般有2.5kg/cm²的压力提供地热水，而不需使用泵加压，而该热水输入管路221的另一端连通该储水空间211，当该热源节流阀222开启时，即可将高温的热水注入该储水空间211，当该热源节流阀222关闭时，即停止注入热水。该热源节流阀222自动侦测该储水空间211内的水温，当水温低于96℃时即开启注水，当水温高于110℃时即关闭停止注水。

该热交换管路单元23包括两端连接该热调整容器21并通过该第一闪发器11的一循环管路231，及一连接该循环管路231的流量控制泵232，用以输送该储水空间211内的热水至该第一闪发器11与该液态工作流体热交换。也就是说，该流量控制泵232控制流经该第一闪发器11的热水流量，以符合该有机朗肯循环设备1所要求的高温热水每秒流通量。流经该第一闪发器11的热水与该液态工作流体热交换后会降温再回到该储水空间211内。

该放流管路单元24包括一端连接该热调整容器21的一热水排出管路241、一设于该热调整容器21并与该热水排出管路241连接的液位计242，及一连接该热水排出管路241的回注加压泵243，且该回注加压泵243与该液位计242耦接以与该液位计242同步启动排水。在本实施例中，该热水排出管路241的另一端连接一回注井，该放流管路单元24用以将该储水空间211内的热水排出并回注至原地层。具体而言，由于流经该第一闪发器11的热水再回到该储水空间211内，会使该储水空间211内的水温下降，当水温低于96℃时，该热源节流阀222会开启以补充热水，而补充的水量使该储水空间211内大于预定水位时，该液位计242即启动排水，且该回注加压泵243同步启动加压以将较低温的热水输送至回注井内，借此使该储水空间211内的热水维持在一定的水量及温度范围。

在本实施例中，该自动蒸气压控制阀25设于该热调整容器21的顶部，以调节该热调整容器21内的蒸气压，而该蒸气输送管路26的一端连接该热调整容器21、通过该第二闪发器12且另一端连通外界，用以将该储水空间211内的蒸气输送至该第二闪发器12与该液态工作流体热交换。也就是说，该热调整容器21内的高温蒸气经由该蒸气输送管路26输送至该第二闪发器12与该液态工作流体热交换，高温蒸气经过热交换后变成低温水气即直接排放至环境中。通过热水与高温蒸气分流分别通过该第一闪发器11与该第二闪发器12，不仅能充分利用热源，也能将气、液分离使热水流量容易控制。

综上所述，通过该热调整容器21维持定量及定温的热水，以使进入该有机朗肯循环设备1的第一闪发器11的热水流量及温度稳定，而能解决地热井直接供水的流体流量及压力不稳定所产生的问题。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。

Claims (7)

1.一种地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，包含有机朗肯循环设备，该有机朗肯循环设备包括供液态工作流体通过的第一闪发器，其特征在于：该地热发电热调整池式有机朗肯循环系统还包含：

地热供应模块，包括

热调整容器，可保温且界定储水空间，

地热供应管路单元，包括一端连接该热调整容器且一端用以连接地热井的热水输入管路及连接该热水输入管路的热源节流阀，该热源节流阀用以依据该储水空间内的热水温度自动启闭，以使该储水空间内的热水维持在工作温度范围，

热交换管路单元，包括两端连接该热调整容器并通过该第一闪发器的循环管路，及连接该循环管路的流量控制泵，用以输送该储水空间内的热水至该第一闪发器与该液态工作流体热交换，及

放流管路单元，包括一端连接该热调整容器的热水排出管路，及设于该热调整容器并与该热水排出管路连接的液位计，该放流管路单元用以将该储水空间内的热水排出。

2.根据权利要求1所述地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，其特征在于：该地热供应模块还包括设于该热调整容器的自动蒸气压控制阀，以调节该热调整容器内的蒸气压。

3.根据权利要求1所述地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，其特征在于：该有机朗肯循环设备还包括供液态工作流体通过的第二闪发器，该地热供应模块还包括蒸气输送管路，该蒸气输送管路的一端连接该热调整容器、通过该第二闪发器且另一端连通外界，用以将该储水空间内的高温蒸气输送至该第二闪发器与该液态工作流体热交换。

4.根据权利要求1所述地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，其特征在于：该热水排出管路的另一端用以连接回注井，该放流管路单元还包括连接该热水排出管路的回注加压泵，且该回注加压泵与该液位计耦接以与该液位计同步启动排水。

5.根据权利要求1所述地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，其特征在于：该热调整容器的器壁具有内层、外层及填充于该内层与该外层之间的断热层。

6.根据权利要求5所述地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，其特征在于：该内层与该外层的材质为金属，该断热层的材质为中空玻化微珠。

7.根据权利要求1所述地热发电热调整池式有机朗肯循环系统，其特征在于：该工作温度范围介于96℃至110℃。

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