CN205225594U - 地热中低温发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种地热中低温发电系统，它包括热交换系统和发电系统。其中，热交换系统设有地下热交换器、出水管和进水管；出水管及进水管与蒸发器相连接，热量通过热交换系统进入发电系统，发电系统中的蒸发器通过做功将循环介质转化为高温高压气体，通过螺杆膨胀机将压力能和热能转化为机械能，再通过发电机进行发电。发电后将气液两相介质通过冷凝器转化为液态，介质泵将介质泵入蒸发器，完成循环。其中，热交换系统的循环介质均为特殊处理后的软化水，发电系统的循环介质为四氟乙烷。本实用新型经济适用，绿色环保，安全可靠寿命长，对传统能源发电形成良好的补充，完全符合国家提倡的建设和发展微电网政策。

Description

地热中低温发电系统

技术领域

本实用新型涉及微电网领域，特别涉及一种地热中低温发电系统。

背景技术

微电网（micro-grid或microgrid），也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

地热系统，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大,绝大部分为中生代以来的中酸性侵人岩,但也可以是中新生代的变质岩,甚至是厚度巨大的块状沉积岩。

地温梯度又称“地热梯度”或者“地热增温率”，指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。表示地球内部温度不均匀分布程度的参数。不同地温梯度值不同，一般埋深越深处的温度值越高。

随着国民经济的不断提高，对能源的消耗量也越来越大，伴随着传统能源利用不充分而带来的污染也越来越严重，例如煤炭燃烧产生的煤渣和烟气等会造成环境污染，因此，为了减少环境污染，研究和开采新能源已成为可持续发展的一项重要目标。在新能源中，地球内部的地热能由于具有储量大，无污染等特点，也越来越多地被人们开采和利用。

微电网的特性非常契合当下中国电力工业的发展需求，是解决中国电力工业发展问题的优质潜在选择。近年来，微电网现身于中央及各级别地方政府的能源相关政策文件中，关于微电网的多个“863”和“973”等国家重点研究发展规划也相继立项。随着各地微电网示范工程的展开，微电网的应用价值得到本土化验证，更有力的支持性政策也会相应出台。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种地热中低温发电系统，是一种不抽取地下水，利用地热能中低温地热能为动力源的发电系统。

本实用新型实施例公开了如下技术方案：

一种地热供热系统，其特征在于，它包括热交换系统和发电系统。其中，

热交换系统为一个封闭的循环系统，系统包括地下热交换器、出水管和进水管。系统通过地下热交换器金属外壁吸热，再通过循环水二次吸热；

出水管和进水管与蒸发器相连接，出水管上设有补水泵和补水箱，并设有阀门和过滤器，循环水通过出水管经阀门和过滤器，通过循环泵流入地下热交换器，完成循环；

蒸发器通过出水管道连接螺杆膨胀机，中间设有主阀门和调节阀门；

螺杆膨胀机连接发电机，发电机连接冷凝器；

冷凝器与介质泵相连接，中间设有介质补充箱；

介质泵与蒸发器相连接，介质泵将介质四氟乙烷泵入蒸发器，完成循环。

本公开的实施例提供的一种地热中低温发电系统，利用地热以及地温梯度原理在地下安装地下换热系统，在深层岩层下，换热器内的循环水能够利用深层地下的中低温热能与发电系统进行热量交换，发电系统利用热能为动力源进行发电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

附图为本实用新型根据实施例提供的一种地热中低温发电系统的结构示意图；

在附图中包括：1、地下热交换器；2、出水管；3、进水管；4、阀门；5、补水泵；6、补水箱；7、蒸发器；8、过滤器；9、循环泵；10、主阀门；11、调节阀门；12、螺杆膨胀机；13、发电机；14、冷凝器；15、介质补充箱；16、介质泵；17、末端阀门。

具体实施方式

地下换热器1设在地热岩层中，将软化循环水通过进水管3注入地下换热器1，地下换热器1连接出水管2，循环水自出水管2经过阀门4连接蒸发器7，中间并联补水泵5和补水箱6，并设有过滤器8，最后通过循环泵9流入进水管3，进水管3连接地下换热器1，完成热源部分循环。

另一端，将循环介质四氟乙烷注入介质补充箱15，介质经管道通过介质泵16泵入蒸发器7，蒸发器7通过用功将介质变为高温高压气体，经主阀门10和调节阀门11进入螺杆膨胀机12，螺杆膨胀机12将介质气体的压力能和热能转换成机械能，连接发电机，发电机将机械能转化为电能。

冷凝器14将做功后的气液两相介质冷凝为液态，介质补充箱15随时对系统内的四氟乙烷进行补充，介质泵16将冷凝后的液态介质泵入蒸发器，中间设末端阀门17进行控制。

此外，本实用新型提供的一种地热中低温发电系统还具有如下特点：

（1）普遍适用，灵活性高。地温梯度普遍存在于地壳中，所以本技术方案不受地源地域的限制，例如包括土壤、井水、湖泊、海水等天然能源，使得本方案提供的地热中低温发电系统适应性强。此外，换热器的数量和埋地深度可以根据发电量的大小来确定，可适当地增加换热器的数量和埋地深度以保证系统产生足够的电力。

（2）稳定性高，安全性好。利用地热能源不受季节、气候、昼夜等自然条件影响，稳定性较高，地下换热器埋深于地面以下1000-5000米，对地面建筑无任何影响。

（3）可再生。利用地热能为外界供热，不消耗任何化石资源，地热能在地球内部随时得到补充。

（4）节能环保。不抽取地下热水，也不使用地下水，不污染水源，仅通过换热器管壁与地下岩层进行冷热交换，不产生废水、废气、废渣，并可以极大降低功耗，节能环保。

（5）经济性高。系统利用地热能进行发电，节省大量线路敷设费用以及开闭站建设费用，并且发电成本远低于其他新能源发电。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地热中低温发电系统，其特征在于，它包括热交换系统、发电系统；其中，所述热交换系统包括地下热交换器、出水管和进水管，出水管和进水管与蒸发器相连接，通过进水管注入循环软化水，利用循环水实现地下热量交换，并根据发电循环介质四氟乙烷低沸点的特点通过螺杆膨胀机做功，带动发电机进行发电。

2.根据权利要求1所述的地热中低温发电系统，其特征在于，热交换系统为一个封闭的循环系统，系统包括地下热交换器、出水管和进水管；地下热交换器金属外壁吸热，再通过循环水二次吸热并循环。

3.根据权利要求2所述的地热中低温发电系统，其特征在于，出水管和进水管与蒸发器相连接。

4.根据权利要求3所述的地热中低温发电系统，其特征在于，出水管上设有补水泵和补水箱，并设有阀门和过滤器，循环水通过循环泵流入地下热交换器，完成循环。

5.根据权利要求4所述的地热中低温发电系统，其特征在于，蒸发器通过管道连接螺杆膨胀机，中间设有主阀门和调节阀。

6.根据权利要求5所述的地热中低温发电系统，其特征在于，螺杆膨胀机连接发电机，发电机连接冷凝器。

7.根据权利要求6所述的地热中低温发电系统，其特征在于，冷凝器与介质泵相连接，中间设有介质补充箱。

8.根据权利要求7所述的地热中低温发电系统，其特征在于，介质泵与蒸发器相连接，将介质泵入蒸发器，完成循环。