CN202023706U - 一种地热闪蒸发电和蒸馏水回收的装置 - Google Patents

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马伟斌
骆超
龚宇烈
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Abstract

本实用新型公开了一种地热闪蒸发电和蒸馏水回收的装置，包括依次连接的生产井、深井泵、闪蒸器第一液体进口、闪蒸器、闪蒸器第二气体出口、抽气器、抽气器液体出口、射水池，闪蒸器的第二液体出口连接到回灌井；闪蒸器的闪蒸器第一气体出口依次连接有汽轮机、冷凝器第一气体进口、冷凝器、冷凝器第一液体出口、蒸馏水箱，在汽轮机上还连接有发电机；冷凝器的冷凝器第二气体出口与抽气器连接；抽气器的抽气器液体进口还通过射水泵连接到射水池底端。本实用新型充分利用了中低温地热水的“热”资源和“水”资源，基本不消耗外部能源就可得到淡水，为地热水的淡化提出了一条新的技术路线；本装置的冷凝系统采用间接冷却的方式，避免外部冷却和蒸馏水直接接触。

Description

一种地热闪蒸发电和蒸馏水回收的装置
技术领域
本实用新型属于地热发电、淡水回收及新能源开发利用技术领域。
背景技术
能源与淡水短缺问题是当今世界上许多国家面临的重大社会问题2020年能源消费总量将增长到25.5～30亿吨标准煤。由于常规高品位的能源匮乏，人们不得不寻找新的替代能源。据计算，每天由地球内部向地表传递的热能就相当于人类每天使用能量的2.5倍左右，地热水既是热源又是水源，如何利用地热这一低品位热源转换成电能并且将地热水处理为“中水”，甚至可饮用水，是本专利解决的技术问题。
与本实用新型相近的专利是：“海水淡化，污水净化并同时发电的方法及装置(专利申请号200510068317.X)”，它是利用冬季储冰，待气温较高(空气中含有无穷无尽的能量)时，利用海水(污水)与冰或雪或冷空气降温后的水的温差能，进行海水淡化，污水净化及发电的，其不足之处在于：
1，需要外部热源对海水(污水)进行加热，增加了生产成本；
2，需要外部的淡水水源，例如海水或污水；
3，冷凝系统的温度较低，受到地域和气候的限制。
与本实用新型相似的技术还有“地热水净化处理”(引自《地热水净化处理-无热源自然真空闪蒸法》硕士论文，天津大学)。作者通过自来水加热模拟地热水，仅对闪蒸器的产水效果做了实验和理论研究，论证了闪蒸系统可以产生纯净水的可行性。
我国是一个地热资源储备丰富的国家，可开采地下热水资源其总量相当于18.54亿吨标准煤。通过对高温(＞150℃)和准高温(＜150℃)地热系统热储热能的估算，得出的发电潜力数据是：高温发电潜力为2781MW，准高温发电潜力为3036MW。广东丰顺3号地热电站采用单级闪蒸发电系统，发电功率约为320kW，每天产生的蒸汽量约为160吨，如果能够将这些蒸汽回收利用为蒸馏水，将为当地带来巨大的社会和经济效益。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用中低温地热资源进行闪蒸发电并进行蒸馏水回收的方法和装置。淡水资源和电力资源紧张仍然是制约我国经济发展的一个重要因素。地热水既是“热”资源，又是“水”资源。长期以来，人们侧重于前者，而轻视了后者。此实用新型专利能够充分利用地热资源进行发电和淡水回收，造福人类。
为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种地热闪蒸发电和蒸馏水回收的装置，包括依次连接的生产井、深井泵、闪蒸器第一液体进口、闪蒸器、闪蒸器第二气体出口、抽气器、抽气器液体出口、射水池，所述闪蒸器的第二液体出口连接到回灌井；闪蒸器的闪蒸器第一气体出口依次连接有汽轮机、冷凝器第一气体进口、冷凝器、冷凝器第一液体出口、蒸馏水箱，在汽轮机上还连接有发电机；所述冷凝器的冷凝器第二气体出口与所述抽气器连接；所述抽气器的抽气器液体进口还通过射水泵连接到射水池底端。
地热水通过深井泵送入闪蒸器，在闪蒸器内降压，一部分地热水被迅速汽化，变成蒸汽，蒸汽被送入汽轮机内，推动汽轮机，带动发电机发电，之后蒸汽被送入冷凝器，由冷却水将其变成蒸馏水；被输入闪蒸器内的另一部分地热水，温度降低，送入地热回灌井；冷凝器内的冷却水管与汽轮机排气采用间接换热方式，冷却水在管内流动，汽轮机排汽冷却水管外流动。
抽气器具有维持闪蒸器降低的压力和除去冷凝器内的不凝气体。所述冷凝器内的冷却水管与汽轮机排气采用间接换热方式，冷却水在管内流动，汽轮机排汽冷却水管外流动。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
1，本实用新型充分利用了中低温地热水的“热”资源和“水”资源，基本不消耗外部能源就可得到淡水，为地热水的淡化提出了一条新的技术路线；
2，本装置的冷凝系统采用间接冷却的方式，避免外部冷却和蒸馏水直接接触；
3，本装置和其它海水(污水)温差发电系统比较，冷却源受地域和气候的影响较小；
4，本实用新型实现了一种中低温地热资源的发电和蒸馏水回收的联合装置，具有良好的市场前景。
因此，我国丰富的中低温地热资源利用需要一种即可以产生高品位的电能又可以回收蒸馏水的综合利用技术。
附图说明
图1为本实用新型的闪蒸发电与蒸馏水回收装置示意图；
附图标记说明：1，生产井；2，回灌井；3，深井泵；4，闪蒸器；5，汽轮机；6，发电机；7，冷凝器；8，蒸馏水箱；9，抽气器；10，射水泵；11，射水池；12，闪蒸器第二气体出口；13，闪蒸器第一气体出口；14，冷凝器第一气体进口；15，冷凝器第一液体出口；16，冷凝器第二气体出口；17，抽气器液体出口；18，闪蒸器第一液体进口；19，闪蒸器第二液体出口，20，抽气器液体进口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
实施例：
请参阅图1所示，一种地热闪蒸发电和蒸馏水回收的装置，包括依次连接的生产井1、深井泵3、闪蒸器第一液体进口18、闪蒸器4、闪蒸器第二气体出口12、抽气器9、抽气器液体出口17、射水池11，闪蒸器4的第二液体出口19连接到回灌井2；闪蒸器4的闪蒸器第一气体出口13依次连接有汽轮机5、冷凝器第一气体进口14，冷凝器7、冷凝器第一液体出口15、蒸馏水箱8，在汽轮机5上还连接有发电机6；冷凝器7的冷凝器第二气体出口16与抽气器9连接；抽气器9的抽气器液体进口20还通过射水泵10连接到射水池11底端。
本实施例工作过程如下：生产井1中的地热水通过深井泵3和闪蒸器第一液体进口18送入闪蒸器4内，抽气器9与闪蒸器的第二气体出口12相连，抽气器将闪蒸器4抽真空状态，在闪蒸器4内降压，一部分地热水被迅速汽化，变成蒸汽，蒸汽经过闪蒸器第一气体出口13被送入汽轮机5，推动汽轮机5并带动发电机6发电，汽轮机5排汽通过管道进入冷凝器7的第一气体进口14，经过冷凝器7内的冷却水降温，变成蒸馏水，由冷凝器第一液体出口15流入蒸馏水箱8，抽气器9与冷凝器7的第二气体出口16相连，将冷凝器7中的不凝气体抽出，抽气器9的液体进口20与射水泵10相连后连接到射水池11，抽气器9的液体出口17与射水池11相连，被输入闪蒸器4内的另一部分地热水，温度降低，通过闪蒸器的第二液体出口19送入地热回灌井2。
本实施例中冷凝器采用间接换热的方式，冷却水在管内流动，蒸汽在管外与冷却水换热；也可以是冷却水在管外流动，蒸汽在管内与冷却水换热。
本实用新型装置中闪蒸器与汽轮机相连，汽轮机与发电机相连，汽轮机排汽与冷凝器相连，同时实现了产生电能和蒸馏水回收两种功效。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种地热闪蒸发电和蒸馏水回收的装置，其特征在于：包括依次连接的生产井(1)、深井泵(3)、闪蒸器第一液体进口(18)、闪蒸器(4)、闪蒸器第二气体出口(12)、抽气器(9)、抽气器液体出口(17)、射水池(11)，所述闪蒸器(4)的第二液体出口(19)连接到回灌井(2)；闪蒸器(4)的闪蒸器第一气体出口(13)依次连接有汽轮机(5)、冷凝器第一气体进口(14)、冷凝器(7)、冷凝器第一液体出口(15)、蒸馏水箱(8)，在汽轮机(5)上还连接有发电机(6)；所述冷凝器(7)的冷凝器第二气体出口(16)与所述抽气器(9)连接；所述抽气器(9)的抽气器液体进口(20)还通过射水泵(10)连接到射水池(11)底端。
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