本發(fā)明屬于地熱發(fā)電，具體涉及一種中低溫地熱磁懸浮梯級發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
1、地熱作為一種清潔、低碳的可再生能源，具有連續(xù)穩(wěn)定、受天氣季節(jié)影響小、存儲量豐富等優(yōu)點。低于150℃的中低溫地熱源約占其總資源量的70％，目前對這部分能源的利用主要是通過朗肯循環(huán)發(fā)電方式實現(xiàn)。然而，現(xiàn)有朗肯循環(huán)發(fā)電針對中低溫區(qū)間的換熱過程損較大，且所使用的透平、發(fā)電機之間的機械傳動效率較低，這都使得實際的能量轉(zhuǎn)換效率受到嚴重限制，也導致了現(xiàn)有技術對中低溫地熱的利用程度不盡理想。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，針對本領域中所存在的技術問題，本發(fā)明提供了一種中低溫地熱磁懸浮梯級發(fā)電系統(tǒng)，具體包括：
2、預熱器、低壓級蒸發(fā)器、高壓級蒸發(fā)器、高壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機、低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機、高壓級工質(zhì)泵、氣液分離器、冷凝器、低壓級工質(zhì)泵以及各部件之間的工質(zhì)管道；有機工質(zhì)在各部件與工質(zhì)管道中循環(huán)流動；
3、其中，高壓級蒸發(fā)器、低壓級蒸發(fā)器以及預熱器之間通過熱源流體管道連接；熱源流體依次流經(jīng)高壓級蒸發(fā)器、低壓級蒸發(fā)器和預熱器完成換熱后轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏亓黧w；
4、高壓級蒸發(fā)器的工質(zhì)出口與高壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機的工質(zhì)入口連接；高壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機的工質(zhì)出口與低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機連接；低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機的工質(zhì)入口還與低壓級蒸發(fā)器工質(zhì)出口以及氣液分離器的氣體出口連接，其工質(zhì)出口與冷凝器連接；冷凝器的工質(zhì)出口與低壓級工質(zhì)泵連接，低壓級工質(zhì)泵的工質(zhì)出口與預熱器連接；預熱器的工質(zhì)出口與氣液分離器連接；氣液分離器的液體出口分別與低壓級蒸發(fā)器以及高壓級工質(zhì)泵的工質(zhì)入口連接；高壓級工質(zhì)泵的工質(zhì)出口與高壓級蒸發(fā)器的工質(zhì)入口連接。
5、進一步地，工質(zhì)泵具體選用齒輪泵、離心泵、螺桿泵等類型中的任意一種。
6、進一步地，預熱器、低壓級蒸發(fā)器、高壓級蒸發(fā)器以及冷凝器分別從管殼式換熱器、套管式換熱器、翅片管式換熱器以及板式換熱器中選擇適合的類型。
7、相應地，本發(fā)明所提供的一種使用上述系統(tǒng)執(zhí)行的梯級地熱發(fā)電方法，具體包括以下步驟：
8、高壓級蒸發(fā)器接收熱源流體，與有機工質(zhì)發(fā)生熱交換使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏杭壵羝粨Q熱后的熱源流體從高壓級蒸發(fā)器流動至低壓級蒸發(fā)器，再次完成換熱后流動至預熱器；
9、高壓級蒸汽從高壓級蒸發(fā)器流出后進入高壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機進行膨脹做功和發(fā)電，做功后的有機工質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪杭壵羝母邏杭壌艖腋⊥钙桨l(fā)電一體機輸送到低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機；低壓級蒸汽在低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機處膨脹做功和發(fā)電，做功后的有機工質(zhì)降低至冷凝壓力，從低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機輸送到冷凝器冷卻并轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡鸵后w；有機工質(zhì)液體在低壓級工質(zhì)泵的作用下從冷凝器輸送至預熱器，與來自低壓級蒸發(fā)器的熱源流體換熱后流向氣液分離器；氣液分離器進行氣液分離后，有機工質(zhì)液體在高壓級工質(zhì)泵的作用下回流至高壓級蒸發(fā)器進入下一循環(huán)，有機工質(zhì)飽和蒸汽則進入低壓級磁懸浮透平發(fā)電一體機進行膨脹做功和發(fā)電。
10、上述本發(fā)明所提供的中低溫地熱磁懸浮梯級發(fā)電系統(tǒng)，其通過不同壓力級別的有機朗肯循環(huán)耦合設計，提高了系統(tǒng)工作效率與熱量利用率并降低了損；針對現(xiàn)有技術中透平發(fā)電效率不足、各類損耗較大的問題，本發(fā)明采用磁懸浮透平發(fā)電一體機配合所設計的循環(huán)形式實現(xiàn)了梯級式發(fā)電，顯著提高了系統(tǒng)的熱—電能量轉(zhuǎn)換效率，有效改善了對中低溫地熱能的利用程度。
1.一種中低溫地熱磁懸浮梯級發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：具體包括：
2.如權利要求1所述的中低溫地熱磁懸浮梯級發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：工質(zhì)泵具體選用齒輪泵、離心泵、螺桿泵中的任意一種。
3.如權利要求1所述的中低溫地熱磁懸浮梯級發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：預熱器、低壓級蒸發(fā)器、高壓級蒸發(fā)器以及冷凝器分別從管殼式換熱器、套管式換熱器、翅片管式換熱器以及板式換熱器中選擇適合的類型。
4.一種使用上述權利要求1-3任一項所述系統(tǒng)執(zhí)行的梯級地熱發(fā)電方法，具體包括以下步驟：