CN113883030B - 一种光热和地热耦合发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光热和地热耦合发电系统，包括地热预热系统，光热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器、蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和第一工质泵，所述透平膨胀机用以驱动发电机运行；所述光热蒸发系统通过蒸发器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统通过预热器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统包括依次串联的地热出水井、岩屑过滤装置、抽水泵、加压泵和地热回灌井；所述预热器位于抽水泵和加压泵之间；所述岩屑过滤装置与岩屑换热装置连接，所述第一工质泵和所述预热器之间的工质管路与所述岩屑换热装置进行热量交换。本发明能够合理利用地热和光热资源进行发电。
Description
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种光热和地热耦合发电系统。
背景技术
地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973万亿千焦耳。在地热供暖利用规模上，我国近些年来一直位居世界首位，并以每年近10％的速度稳步增长。在地热发电领域，我国高温地热资源主要集中在西藏云南等西南偏远地区，中东部高温地热资源偏少，这制约了我国地热发电领域的发展。
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW的能量。
有机朗肯循环发电装置利用有机工质(如R134a、R245fa等)低沸点特性，在低温条件(80-300℃)下可以获得较高的蒸气压力，推动膨胀机做功，驱动发电机发电，从而实现低品位热能到高品位电能的转换。
太阳能受气候、昼夜的影响很大，发电极不恒定。因此必须配有储能装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。目前虽然已经制成多种电池储能系统，但造价昂贵，且电池处理带来环境污染问题。
我国中东部地区地热资源温度较低，存在地热发电效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光热和地热耦合发电系统。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种光热和地热耦合发电系统，能够合理利用地热和光热资源进行发电。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种光热和地热耦合发电系统，包括地热预热系统，光热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器、蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和第一工质泵，所述透平膨胀机用以驱动发电机运行；所述光热蒸发系统通过蒸发器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统通过预热器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统包括依次串联的地热出水井、岩屑过滤装置、抽水泵、加压泵和地热回灌井；所述预热器位于抽水泵和加压泵之间；所述岩屑过滤装置与岩屑换热装置连接，所述第一工质泵和所述预热器之间的工质管路与所述岩屑换热装置进行热量交换。
进一步地，所述岩屑过滤装置包括竖向设置的过滤筒，所述过滤筒的内腔截面为方形，所述过滤筒的上端为进水口，所述过滤筒的下端为出水口且出水口处设置有过滤网；所述过滤筒的两侧分别设置有漏屑通道，所述过滤网的上表面设置有刮板，所述刮板在第一驱动机构的带动下水平往复运动，以将被阻挡在过滤网上的岩屑刮入两侧的漏屑通道内。
进一步地，所述岩屑换热装置包括竖向设置的换热筒，所述换热筒的内部设置有竖向贯通的换热通道，所述第一工质泵和所述预热器之间的工质管路对应穿过所述换热通道；所述换热筒的筒壁上设置有两个沉积通道，两个沉积通道的上端分别和两个漏屑通道的下端相连接，两个沉积通道的下端分别和岩屑清理装置相连接。
进一步地，所述岩屑清理装置包括底部转盘，所述底部转盘在第二驱动机构的带动下竖向升降，所述底部转盘在第三驱动机构的带动下水平转动；所述底部转盘上设置有四个上端开口的储屑盒，所述储屑盒的上开口与所述沉积通道的下端开口对应密封扣接；所述沉积通道的下端还设置有第四驱动机构驱动的开闭闸门。
进一步地，所述刮板为“日”字状，所述漏屑通道与所述过滤筒的连接口的高度等于所述刮板的高度。
进一步地，两个所述沉积通道在所述换热筒的筒壁内呈空间双螺旋结构。
进一步地，所述光热蒸发系统包括和第二工质泵、光热集热器和储热装置；所述光热集热器的工质出口分别连接储热装置和蒸发器的工质进口，所述储热装置的工质出口也连接蒸发器的工质进口，所述蒸发器的工质出口连接第二工质泵的工质进口，所述第二工质泵的工质出口分别连接储热装置和光热集热器的工质进口；所述光热集热器的工质出口和所述储热装置的工质进口之间设置有第一调节阀，所述光热集热器的工质出口和所述蒸发器的工质进口之间设置有第二调节阀，所述储热装置的工质出口和所述蒸发器的工质进口之间设置有第三截止阀，所述第二工质泵的工质出口和所述储热装置的工质进口之间设置有第二截止阀，所述第二工质泵的工质出口和所述光热集热器的工质进口之间设置有第一截止阀。
进一步地，所述蒸发器与所述第二工质泵之间的工质管路上连接有膨胀箱。
进一步地，所述蒸发器的工质出口和所述透平膨胀机的工质进口之间设置有透平阀门，所述蒸发器的工质出口和所述透平膨胀机的工质出口之间设置有透平旁通阀门。
进一步地，所述ORC发电装置中还设置有回热器，所述ORC发电装置中的工质依次经过回热器、冷凝器和第一工质泵，再返回所述回热器并进入预热器。
有益效果：本发明的一种光热和地热耦合发电系统，其有益效果如下：
1)地热预热系统和ORC发电装置内的预热器进行热量交换，光热蒸发系统和ORC发电装置内的蒸发器进行热量交换，从而实现光热和地热的耦合发电，经济效益高；
2)地热预热系统内设置有岩屑过滤装置，可以过滤地下热水中的岩屑，避免岩屑堵塞或腐蚀管道，提高管道的使用寿命；岩屑过滤装置的过滤效果好，可以有效应对含有较多岩屑的地下水；
3)岩屑过滤装置内过滤的岩屑会进入岩屑换热装置内，ORC发电装置内的工质管路与岩屑换热装置进行热量交换，可以回收利用岩屑中带有的热量，从而提高能量的利用率。
附图说明
附图1为本发明的系统连线图；
附图2为带有回热器的系统连线图；
附图3为过滤筒和换热筒的平面结构示意图；
附图4为刮板的结构示意图；
附图5为沉积通道的结构示意图；
附图6为岩屑清理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至6所述的一种光热和地热耦合发电系统，包括地热预热系统，光热蒸发系统和ORC发电装置。
所述ORC发电装置包括依次串联的预热器1、蒸发器2、透平膨胀机3、冷凝器5和第一工质泵6，所述透平膨胀机3用以驱动发电机4运行。
所述光热蒸发系统通过蒸发器2与ORC发电装置内有机工质进行热量交换。
所述地热预热系统通过预热器1与ORC发电装置内有机工质进行热量交换。
所述地热预热系统包括依次串联的地热出水井7、岩屑过滤装置21、抽水泵22、加压泵23和地热回灌井8，加压泵23可以增加回灌压力。所述预热器1位于抽水泵22和加压泵23之间。所述岩屑过滤装置21与岩屑换热装置24连接，岩屑过滤装置21内过滤的岩屑进入到岩屑换热装置24内，所述第一工质泵6和所述预热器1之间的工质管路与所述岩屑换热装置24进行热量交换，对岩屑中含有的热量进行回收利用。
如附图3中所示，所述岩屑过滤装置21包括竖向设置的过滤筒25，所述过滤筒25的内腔截面为方形，所述过滤筒25的上端为进水口，所述过滤筒25的下端为出水口且出水口处设置有过滤网26，过滤网26用以挡住岩屑。所述过滤筒25的两侧分别设置有漏屑通道27，漏屑通道27和过滤筒25的连接口分别位于过滤网26的上方两侧。所述过滤网26的上表面设置有刮板28，刮板28的下端与所述过滤网216的上表面相贴合，所述刮板28在第一驱动机构的带动下水平往复运动，以将被阻挡在过滤网26上的岩屑刮入两侧的漏屑通道27内，避免岩屑堆积在过滤网26的表面。
如附图3和5中所示，所述岩屑换热装置24包括竖向设置的换热筒29，换热筒29中空设置，所述换热筒29的内部设置有竖向贯通的换热通道30，所述第一工质泵6和所述预热器1之间的工质管路对应穿过所述换热通道30。所述换热筒29的筒壁上设置有两个沉积通道31，两个沉积通道31的上端分别和两个漏屑通道27的下端相连接，两个沉积通道31的下端分别和岩屑清理装置相连接。岩屑从沉积通道31下沉的过程中和换热通道31内的工质管路进行热量交换，从而对岩屑中带有的热量进行回收利用。
如附图6中所示，所述岩屑清理装置包括底部转盘32，所述底部转盘32在第二驱动机构的带动下竖向升降，第二驱动机构可以为液压缸，所述底部转盘32在第三驱动机构的带动下水平转动，第三驱动机构可以为电机。所述底部转盘32上设置有四个上端开口的储屑盒33，四个储屑盒33环形等角度排列，所述储屑盒33的上开口与所述沉积通道31的下端开口对应密封扣接。所述沉积通道31的下端还设置有第四驱动机构驱动的开闭闸门34。从沉积通道31下沉的岩屑堆积在储屑盒33内，当需要清理储屑盒33内堆积的岩屑时，关闭所述开闭闸门34，第二驱动机构带动底部转盘32下移，使储屑盒33和沉积通道31相互分离，随后第三驱动机构带动底部转盘32转动，由于底部转盘32上设置有四个储屑盒33，因此可以使空闲的两个储屑盒33与装有岩屑的两个储屑盒33交换位置，再由第二驱动机构带动空闲的两个储屑盒33向下运动与沉积通道31的下端开口密封扣接，装有岩屑的两个储屑盒33则可以进行清理。
如附图4中所示，所述刮板25为“日”字状，所述漏屑通道27与所述过滤筒25的连接口的高度和宽度等于所述刮板25的高度和宽度，刮板25在横移过程中可以封闭漏屑通道27与过滤筒25的连接口，使过滤筒25内的水流运动不会造成到漏屑通道27和沉积通道31内岩屑的翻涌，使岩屑更好地下落沉积。
两个所述沉积通道31在所述换热筒29的筒壁内呈空间双螺旋结构，两个沉积通道31相互配合，对换热通道30的包围效果好，提高换热效果，空间螺旋结构的沉积通道31也能够减缓岩屑的沉积速率，使岩屑中携带的热量可以被充分吸收利用。
所述光热蒸发系统包括和第二工质泵9、光热集热器10和储热装置11。光热蒸发系统的储热装置11能够使光热集热器10收集的热量持续加热蒸发器2，使系统发电稳定，有效避免了光热发电的间断性。
所述光热集热器10的工质出口分别连接储热装置11和蒸发器2的工质进口，所述储热装置11的工质出口也连接蒸发器2的工质进口，所述蒸发器2的工质出口连接第二工质泵9的工质进口，所述第二工质泵9的工质出口分别连接储热装置11和光热集热器10的工质进口。
所述光热集热器10的工质出口和所述储热装置11的工质进口之间设置有第一调节阀16，所述光热集热器10的工质出口和所述蒸发器2的工质进口之间设置有第二调节阀17，所述储热装置11的工质出口和所述蒸发器2的工质进口之间设置有第三截止阀18，所述第二工质泵9的工质出口和所述储热装置11的工质进口之间设置有第二截止阀15，所述第二工质泵9的工质出口和所述光热集热器10的工质进口之间设置有第一截止阀14。利用调节阀分配循环工质的流量，使储热装置11储备足够的热量，以满足夜间或气候引起的光热不足情况。
所述的光热蒸发系统的循环工质为导热油或水，当光热集热器10的集热温度大于150℃时采用导热油，集热温度小于150℃时采用水。当储热装置11进行热量储积时，打开第一截止阀14，第三截止阀18，关闭第二截止阀15，循环工质在光热集热器10处吸收热量后，分别通过第一调节阀16和第二调节阀17进入蒸发器2和储热装置11，再通过第二工质泵9，完成一个循环。当储热装置11放热时，关闭第一截止阀14、第一调节阀16和第二调节阀17，打开第二截止阀15和第三截止阀18，循环工质吸收储热装置11释放的热量，将热量带到蒸发器2后进入第二工质泵9，完成一个循环。
所述蒸发器2与所述第二工质泵9之间的工质管路上连接有膨胀箱19，膨胀箱19在光热蒸发系统主要维持管道及设备的压力稳定，防止温度变化体积膨胀引起系统内的压力突变。
所述蒸发器2的工质出口和所述透平膨胀机3的工质进口之间设置有透平阀门12，所述蒸发器2的工质出口和所述透平膨胀机3的工质出口之间设置有透平旁通阀门13。
所述ORC发电装置中还设置有回热器20，所述ORC发电装置中的工质依次经过回热器20、冷凝器5和第一工质泵6，再返回所述回热器20并进入预热器1。
所述的ORC发电装置中的透平阀门12和透平旁通阀门13的启闭能够实现有机朗肯循环发电装置的旁通和透平发电模式的转换。ORC发电装置的工质从预热器1和蒸发器2吸收地热和光热的热量，通过透平阀门12，进入透平膨胀机3，透平膨胀机3带动发电机完成发电模式。工质依次进入回热器20、冷凝器5和工质泵6，在通过回热器20后重新经过岩屑换热装置24并进入预热器1，完成ORC发电装置的发电模式的工质循环。ORC发电装置的工质从预热器1和蒸发器2吸收地热和光热的热量，通过透平旁通阀门13，经过节流膨胀，工质依次进入回热器20、冷凝器5和工质泵6，在通过回热器20后重新经过岩屑换热装置24并进入预热器1，完成ORC发电装置的透平模式的工质循环。ORC发电装置中的冷凝器5可以采用水冷、风冷或蒸发冷等冷凝换热器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：包括地热预热系统，光热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器（1）、蒸发器（2）、透平膨胀机（3）、冷凝器（5）和第一工质泵（6），所述透平膨胀机（3）用以驱动发电机（4）运行；所述光热蒸发系统通过蒸发器（2）与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统通过预热器（1）与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；
所述地热预热系统包括依次串联的地热出水井（7）、岩屑过滤装置（21）、抽水泵（22）、加压泵（23）和地热回灌井（8）；所述预热器（1）位于抽水泵（22）和加压泵（23）之间；所述岩屑过滤装置（21）与岩屑换热装置（24）连接，所述第一工质泵（6）和所述预热器（1）之间的工质管路与所述岩屑换热装置（24）进行热量交换；
所述岩屑过滤装置（21）包括竖向设置的过滤筒（25），所述过滤筒（25）的内腔截面为方形，所述过滤筒（25）的上端为进水口，所述过滤筒（25）的下端为出水口且出水口处设置有过滤网（26）；所述过滤筒（25）的两侧分别设置有漏屑通道（27），所述过滤网（26）的上表面设置有刮板（28），所述刮板（28）在第一驱动机构的带动下水平往复运动，以将被阻挡在过滤网（26）上的岩屑刮入两侧的漏屑通道（27）内；
所述岩屑换热装置（24）包括竖向设置的换热筒（29），所述换热筒（29）的内部设置有竖向贯通的换热通道（30），所述第一工质泵（6）和所述预热器（1）之间的工质管路对应穿过所述换热通道（30）；所述换热筒（29）的筒壁上设置有两个沉积通道（31），两个沉积通道（31）的上端分别和两个漏屑通道（27）的下端相连接，两个沉积通道（31）的下端分别和岩屑清理装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：所述岩屑清理装置包括底部转盘（32），所述底部转盘（32）在第二驱动机构的带动下竖向升降，所述底部转盘（32）在第三驱动机构的带动下水平转动；所述底部转盘（32）上设置有四个上端开口的储屑盒（33），所述储屑盒（33）的上开口与所述沉积通道（31）的下端开口对应密封扣接；所述沉积通道（31）的下端还设置有第四驱动机构驱动的开闭闸门（34）。
3.根据权利要求1所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：所述刮板（28）为“日”字状，所述漏屑通道（27）与所述过滤筒（25）的连接口的高度等于所述刮板（28）的高度。
4.根据权利要求1所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：两个所述沉积通道（31）在所述换热筒（29）的筒壁内呈空间双螺旋结构。
5.根据权利要求1所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：所述光热蒸发系统包括第二工质泵（9）、光热集热器（10）和储热装置（11）；所述光热集热器（10）的工质出口分别连接储热装置（11）和蒸发器（2）的工质进口，所述储热装置（11）的工质出口也连接蒸发器（2）的工质进口，所述蒸发器（2）的工质出口连接第二工质泵（9）的工质进口，所述第二工质泵（9）的工质出口分别连接储热装置（11）和光热集热器（10）的工质进口；
所述光热集热器（10）的工质出口和所述储热装置（11）的工质进口之间设置有第一调节阀（16），所述光热集热器（10）的工质出口和所述蒸发器（2）的工质进口之间设置有第二调节阀（17），所述储热装置（11）的工质出口和所述蒸发器（2）的工质进口之间设置有第三截止阀（18），所述第二工质泵（9）的工质出口和所述储热装置（11）的工质进口之间设置有第二截止阀（15），所述第二工质泵（9）的工质出口和所述光热集热器（10）的工质进口之间设置有第一截止阀（14）。
6.根据权利要求5所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：所述蒸发器（2）与所述第二工质泵（9）之间的工质管路上连接有膨胀箱（19）。
7.根据权利要求1所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：所述蒸发器（2）的工质出口和所述透平膨胀机（3）的工质进口之间设置有透平阀门（12），所述蒸发器（2）的工质出口和所述透平膨胀机（3）的工质出口之间设置有透平旁通阀门（13）。
8.根据权利要求1所述的一种光热和地热耦合发电系统，其特征在于：所述ORC发电装置中还设置有回热器（20），所述ORC发电装置中的工质依次经过回热器（20）、冷凝器（5）和第一工质泵（6），再返回所述回热器（20）并进入预热器（1）。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001126A1 (fr) * | 2001-05-15 | 2003-01-03 | Shengheng Xu | Accumulateur de chaleur geothermique et conditionnement d'air l'utilisant |
| CN101429879A (zh) * | 2007-11-08 | 2009-05-13 | 德尔菲技术公司 | 由日光通量和地冷驱动的发电系统 |
| CN103062000A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种对地热和太阳能进行能量梯级利用的发电系统 |
| CN207849805U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-09-11 | 河北绿源地热能开发有限公司 | 一种防堵塞的脉冲式砂岩地热尾水回灌装置 |
| CN109139157A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-04 | 天津大学 | 一种基于有机朗肯循环的太阳能与地热能耦合的发电系统装置 |
| CN111102143A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-05 | 河北绿源地热能开发有限公司 | 一种地热光热复合式连续发电系统 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001126A1 (fr) * | 2001-05-15 | 2003-01-03 | Shengheng Xu | Accumulateur de chaleur geothermique et conditionnement d'air l'utilisant |
| CN101429879A (zh) * | 2007-11-08 | 2009-05-13 | 德尔菲技术公司 | 由日光通量和地冷驱动的发电系统 |
| CN103062000A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种对地热和太阳能进行能量梯级利用的发电系统 |
| CN207849805U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-09-11 | 河北绿源地热能开发有限公司 | 一种防堵塞的脉冲式砂岩地热尾水回灌装置 |
| CN109139157A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-04 | 天津大学 | 一种基于有机朗肯循环的太阳能与地热能耦合的发电系统装置 |
| CN111102143A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-05 | 河北绿源地热能开发有限公司 | 一种地热光热复合式连续发电系统 |
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