[實用新型]有機朗肯循環透平膨脹發電機組性能測試系統

有效

• 申請號: 202020229643.4
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN211819528U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 熊高鵬;曹潔;莊峰
• 申請（專利權）人: 上海弗有冷熱控制技術有限公司
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;F01D15/10;F01K11/02;F01K25/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種發電機組性能測試技術領域的有機朗肯循環透平膨脹發電機組性能測試系統，包括蒸發器、過熱器、干燥過濾器、膨脹機、發電機、電能測量消耗裝置、冷凝器、儲液器、工質容積泵、工質流量計、預熱器、工質循環管、旁通管、控制閥，蒸發器、過熱器、第一干燥過濾器、膨脹機、冷凝器、儲液器、第二干燥過濾器、工質容積泵、工質流量計、預熱器通過所述工質循環管依次串接在一起。本實用新型可以研究進出口壓力、膨脹機轉速、工質流量對發電機組性能的影響，可測量透平膨脹機的發電效率、膨脹效率、機械效率等等，是透平膨脹機發電機組性能測試的有效手段。本實用新型設計合理，適用于膨脹發電機組性能測試系統的優化設計。

技術領域

本實用新型涉及發電機組性能測試技術領域的一種測試平臺，特別是一種膨脹機輸入輸出條件可調節的有機朗肯循環透平膨脹發電機組性能測試系統。

背景技術

透平膨脹機目前在低溫技術應用非常廣泛，從航天到超導，從氣體分離到能量回收等，而低溫能量的獲得主要靠氣體的膨脹，特別是氣體的等熵絕熱膨脹，透平膨脹機則是實現這一膨脹的有效設備，現已廣泛用到氣體液化分離、能量綜合利用等方面。

采用有機工質作為熱力循環的工質與低溫余熱換熱，有機工質吸熱后產生高壓蒸汽，能推動膨脹動力機帶動發電機發電。因此，相關系統能夠實現余熱回收和發電，最低可用余熱資源溫度可低至80℃，這是常規發電技術不能做到的(常規發電要求熱源溫度在350℃以上)，從而拓寬了可回收發電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業的低溫余熱資源回收提供了技術手段和設備。同時，這項技術還可以推廣到可再生能源發電系統中，(如地熱、太陽能和生物質能)為可再生能源發電提供關鍵技術和設備。

有機工質朗肯循環(ORC)，即在傳統朗肯循環中采用有機工質代替水推動渦輪機做功。低壓液態有機工質經過工質泵增壓后進入預熱器、蒸發器吸收熱量轉變為高溫高壓蒸氣之后，高溫高壓有機工質蒸氣推動渦輪機做功，產生能量輸出，渦輪機出口的低壓蒸氣進入冷凝器，向低溫熱源放熱并冷凝為液態，如此往復循環。

為了提高能源利用效率，加大工業廢熱余熱利用率，透平膨脹發電機組開始慢慢進入應用市場，由于產品處于初步開發試用階段，各方面均需要進行各種性能研究。但是在現有技術中，還沒有專用的透平膨脹機發電機組性能測試裝置。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，設計出一種有機朗肯循環透平膨脹發電機組性能測試系統，可以為透平膨脹機發電機組提供穩定的工況條件，比如：膨脹機進口壓力、進口溫度、出口壓力、工質流量、膨脹機轉速等，同時本實用新型還可以用于螺桿式、活塞式膨脹機頭性能的測試。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的，本實用新型包括蒸發器、過熱器、干燥過濾器、膨脹機、發電機、電能測量消耗裝置、冷凝器、儲液器、工質容積泵、工質流量計、預熱器、工質循環管、旁通管、控制閥，其中干燥過濾器為兩個；蒸發器、過熱器、第一干燥過濾器、膨脹機、冷凝器、儲液器、第二干燥過濾器工質容積泵、工質流量計、預熱器通過所述工質循環管依次串接在一起；旁通管的一端與過熱器、第一干燥過濾器之間的工質循環管相連接，另一端與膨脹機、冷凝器之間的工質循環管相連接；工質循環管內流通的介質為有機工質；蒸發器、過熱器、預熱器、冷凝器均為換熱器結構；蒸發器、過熱器、預熱器的有機工質側進出口與工質循環管相連接，蒸發器、過熱器、預熱器的熱源介質側進出口與低溫熱源循環管相連接；冷凝器的有機工質側進出口與工質循環管相連接，冷源介質側進出口與冷卻水循環管相連接；膨脹機通過連接軸與發電機連接在一起，電能測量消耗裝置通過電源線與發電機連接在一起；控制閥分別布置在所述低溫熱源循環管路和旁通管上。

進一步地，在本實用新型中，在與預熱器相連接在低溫熱源循環管上，在與冷凝器相連接的冷卻水循環管上分別再布置一個流量計。

更進一步地，在本實用新型中，在工質循環管、低溫熱源循環管、冷卻水循環管上均布置壓力溫度傳感器。

更進一步地，在本實用新型中，低溫熱源循環管內流通的介質為工業廢熱水或90～250℃水蒸氣。