全流系統是將汽水混合物不經擴容器而直接送入螺旋轉子膨脹機，水和汽在膨脹機內邊膨脹邊作功，排出時全部變為蒸汽，然後經冷凝排放。這種方法雖有其獨特的優點，但效率很低，能否進入商業套用，目前尚有爭論。
基本介紹
- 中文名：全流系統
- 外文名：total-flow system
- 領域：地熱發電
- 優點：系統簡單、造價低廉
- 發明人：美國勞倫斯里佛莫爾實驗室
- 類別：閃蒸地熱發電系統
地熱發電,原理,膨脹機設計,
地熱發電
地熱能由載體通過轉換系統變成電能的過程。1904年在義大利拉德瑞羅地熱田建造了世界上第一套小型地熱發電機組，60年代以來，由於煤炭、石油耗量劇增而資源儲量有限，人們開始轉向尋求新能源，地熱發電也隨之有較大發展。目前全世界地熱電站總裝機容量超過5600兆瓦，其中以美國、菲律賓、墨西哥、義大利、日本和紐西蘭等國所占比例較大。
全流發電系統是閃蒸地熱發電系統中的一種。它比閃蒸地熱發電系統中的單級閃蒸法和兩級閃蒸法地熱發電系統的單位淨輸出功率可分別提高60%和30%左右。
從現有的地熱資源來看，人們對地熱發電最有興趣的地熱水溫度範圍是150～300℃。而水中總溶解固態物(TDS)的範圍為0.1%～25%。儘管這種資源構成巨大的能源，但它的發展速度卻受到化學成分範圍和經濟性兩個方面的限制。各國地熱研究人員正在努力開發新的能源轉換系統，其目的就是要增加利用難以利用的流體的機會，並改善利用的經濟性。全流式地熱發電系統就是這種努力之一。
原理
根據熱力學原理，由井口狀態直接膨脹到廢棄狀態，就有可能將最大份額的可用功轉換出來，而擴容系統不論級數多少，總是有部分可用能量隨最後一級擴容器分離出來的液體被排掉。
所謂全流，是指來自地熱井口的兩相混合物，不經分離和閃蒸，就直接全部引進汽輪膨脹機膨脹作功的新型發電系統。從熱力學角度分析，全流系統拋棄了會造成較大不可逆損失的閃蒸器，使兩相流直接在特製的長流路噴管中降壓、膨脹、加速，形成夾帶無數微小液滴的高速兩相流，推動葉輪作功，從而獲得高效率。
膨脹機設計
全流發電系統就是試圖將來自地熱井的地熱流體(不論是水或是濕蒸汽)通過一台特殊設計的膨脹機，使其一邊膨脹一邊做功，最後以汽體的形式從膨脹機的排汽口排出。為了適應不同化學成分範圍的地熱水，特別是高溫高鹽的地熱水，膨脹機的設計應該具備這種適應能力。
圖中所示的螺旋轉子膨脹機發電系統是具有這種性能的試驗機組之一。流體由膨脹機的噴嘴調節閥進入高壓汽室，當轉子旋轉時，高壓汽室逐漸加長，體積不斷增大，地熱流體就依次通過由一對雙相流體嚙合轉子所構成的通道不斷膨脹，直至排出。
流體在這對轉子間的有效體積膨脹產生了有用功。這種裝置結構很簡單，而且由於兩個轉子之間以及轉子與殼體之間進行相對運動而具有自清潔作用。為了獲得全流系統的優越性能，膨脹機的效率必須達到70%以上，但目前的實驗機組看來還沒有達到這一指標。因此，雖然從這一概念的提出到現在已有20多年的時間，全流地熱發電系統仍未進入商業套用階段。
