| 基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析 |
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| 引用本文： | 王令宝,郭志鹏,卜宪标,李华山,龚宇烈.基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析[J].地球学报,2023,44(1):211-220. |
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| 作者姓名： | 王令宝 郭志鹏 卜宪标 李华山 龚宇烈 |
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| 作者单位： | 中国科学院广州能源研究所;中国科学院广州能源研究所;中国科学技术大学工程科学学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(编号: 42102336);广东省自然科学基金项目(编号: 2021A1515011763) |
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| 摘 要： | 本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型, 包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型, 参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征, 包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数, 研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明: 在一定的注入流量、注入温度和净间距下, 随着时间的推移, 岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大, 注入泵功耗是降低的, 净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率, 进而导致热效率降低, 存在最优的注入流量50 kg/s, 使得年均净输出功达到最大值1 470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率, 降低净输出功的年均衰减速率, 当注入温度为60 ℃时, 年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率, 有利于热效率的提高, 但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时, 年均净输出功达到最大值1 497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。
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| 关 键 词： | 增强地热系统 有机朗肯循环 热流固耦合 净输出功 热效率 |
Numerical Simulation of Organic Rankine Cycle for Enhanced Geothermal Systems Based on a Thermal-hydraulic-mechanical Coupling Model |
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| WANG Ling-bao,GUO Zhi-peng,BU Xian-biao,LI Hua-shan,GONG Yu-lie.Numerical Simulation of Organic Rankine Cycle for Enhanced Geothermal Systems Based on a Thermal-hydraulic-mechanical Coupling Model[J].Acta Geoscientia Sinica,2023,44(1):211-220. |
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| Authors: | WANG Ling-bao GUO Zhi-peng BU Xian-biao LI Hua-shan GONG Yu-lie |
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| Institution: | Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences;Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences;School of Engineering Science, University of Science and Technology of China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | enhanced geothermal system ORC THM net power output thermal efficiency |
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