我國擁有豐富的地熱能資源,但以低于100oC的中低溫熱水型資源為主;能源的品位,決定了其利用方式以直接供熱為主。然而盡管資源溫度水平較低,在不少應用中仍存在地熱水進口溫度明顯高于供熱溫度、以及地熱尾水排放/回灌溫度較高的問題,影響了資源的利用效率和系統(tǒng)經(jīng)濟性。針對這一問題,本文提出了一種新型利用技術系統(tǒng)—熱電耦合利用技術系統(tǒng),其特征是在常規(guī)熱利用系統(tǒng)基礎上,加入一個背壓式發(fā)電子系統(tǒng),以期減小大溫差傳熱造成的可用能損失,在基本不減少供熱量、保證供熱需求的基礎上,產(chǎn)出一部分高品位能—電能;加入一個熱泵子系統(tǒng),以期充分利用尾水所含熱能。新技術系統(tǒng)的可用能效率、熱效率、地熱能利用率明顯高于常規(guī)系統(tǒng),適用于地熱資源溫度明顯高于供熱需求溫度的應用情形。 建立了結(jié)合熱源和供熱參數(shù)、基于窄點分析的系統(tǒng)仿真模型,開展了以發(fā)電子系統(tǒng)凈輸出功率與熱泵子系統(tǒng)壓縮機輸入功率之比(PPR)最大為總優(yōu)化目標、以發(fā)電子系統(tǒng)單位質(zhì)量流量地熱水凈發(fā)電功率( P(?)n et/ m(?) hw)最大為發(fā)電子系統(tǒng)優(yōu)化目標,以發(fā)電子系統(tǒng)動力循環(huán)、工質(zhì)、循環(huán)參數(shù)為具體優(yōu)化變量的理論優(yōu)化研究。結(jié)果表明:有機朗肯循環(huán)(Organic...

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 ORC技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 獨立ORC系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 ORC聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 ORC應用實踐
    1.3 存在的問題
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 中低溫地熱熱電耦合利用系統(tǒng)的提出
    2.1 中低溫地熱熱電耦合利用系統(tǒng)
    2.2 背壓式發(fā)電子系統(tǒng)動力循環(huán)篩選
    2.3 不同形式的ORC系統(tǒng)
    2.4 小結(jié)
第三章 中低溫地熱熱電耦合利用系統(tǒng)性能優(yōu)化研究
    3.1 工質(zhì)選擇
    3.2 系統(tǒng)模型
    3.3 計算結(jié)果的可靠性驗證
    3.4 典型工況下的計算結(jié)果
        3.4.1 ORC-純質(zhì)
        3.4.2 跨臨界ORC-純質(zhì)
        3.4.3 ORC-非共沸混合工質(zhì)
        3.4.4 跨臨界ORC-非共沸混合工質(zhì)
    3.5 變工況下的計算結(jié)果
    3.6 小結(jié)
第四章 中低溫地熱熱電耦合利用實驗系統(tǒng)的建立
    4.1 中低溫地熱背壓式ORC發(fā)電子系統(tǒng)的建立
        4.1.1 實驗系統(tǒng)主要部件
        4.1.2 測量儀表及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    4.2 熱泵子實驗系統(tǒng)
    4.3 小結(jié)
第五章 中低溫地熱熱電耦合利用系統(tǒng)實驗性能研究
    5.1 實驗目的及方案
    5.2 實驗操作步驟
    5.3 實驗結(jié)果分析與討論
        5.3.1 ORC發(fā)電子系統(tǒng)實驗性能結(jié)果
        5.3.2 熱電耦合利用技術系統(tǒng)實驗結(jié)果
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論、創(chuàng)新點及展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 論文的創(chuàng)新之處
    6.3 后續(xù)研究工作展望
參考文獻
符號表
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3856062