[发明专利]一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统和方法

权利要求书

1.一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统，其特征在于：包括储气罐（1）、n组电加热装置（4）、膨胀机（8）、发电机（9）和实验负载（10），储气罐（1）与膨胀机（8）通过进气管道连接，发电机（9）与膨胀机（8）通过传动轴相连，发电机（9）与n组电加热装置（4）和实验负载（10）通过电缆连接，n组电加热装置（4）安装在进气管道上。

2.根据权利要求1所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统，其特征在于：膨胀机（8）采用透平膨胀机，为单级结构，轴承采用固体润滑。

3.根据权利要求1所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统，其特征在于：储气罐（1）采用车载式储气罐，内胆为铝合金，外表面采用碳纤维全缠绕。

4.根据权利要求1所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统，其特征在于：电加热装置（4）布置方式为包裹在管道外面或装在管道内部。

5.根据权利要求1所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统，其特征在于：每组电加热装置（4）的功率相同或不同，发电机输出功率、电加热装置功率和实验负载功率满足下式要求：

式中，W_out表示发电机输出功率，i表示电加热装置编号，n表示电加热装置数量，W_i表示第i组电加热装置功率，W_s表示实验负载功率。

6.根据权利要求1所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统，其特征在于：进气管道上依次安装有手动隔离阀（2）、电磁隔离阀（3）和减压阀（6），电磁隔离阀（3）和减压阀（6）之间安装n组电加热装置（4），膨胀机（8）入气口处安装有调节阀（7），储气罐（1）和膨胀机（8）分别安装有高压安全阀（12）和中压安全阀（11），中压安全阀（11）连接在调节阀（7）和减压阀（6）之间的进气管道上。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统的实验方法，其特征在于：该方法为：通过启动发电机，实现发电释能功能，通过投入电加热装置，实现耗能加热功能。

8.根据权利要求7所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统的实验方法，其特征在于：发电释能功能的实现方法为：开启电磁隔离阀，开启手动隔离阀，检查减压阀前压力为储能系统母管压力，开启膨胀机前减压阀，膨胀机转速上升到额定转速时，开始发电释能。

9.根据权利要求7所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统的实验方法，其特征在于：耗能加热功能的实现方法为：膨胀发电机开始发电后，将n组电加热装置采用逐个投入的方式，先投入第一组，如温度至正常范围1~50℃，保持现有投入的电加热装置，如继续下降至1℃以下，投入下一组电加热装置，直至全部投入。

10.根据权利要求8所述的一种电加热装置为负载的膨胀发电实验系统的实验方法，其特征在于：膨胀机进气温度在正常范围1~50℃时，投入实验负载开始实验。