CN216714617U - 一种地热光热联合发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种地热光热联合的发电系统，包括地热系统、光热系统和发电系统，地热系统包括生产井、增压泵、回灌井和回灌泵；光热系统包括集热器、储热罐、循环油泵和导热油；发电系统包括依次连接形成循环回路的汽轮机、冷凝装置、循环水泵、预热器和蒸发器，发电机连接汽轮机；生产井通过增压泵将地热流体输送到预热器中参与热交换后回至回灌井；导热油通过循环油泵输送至蒸发器参与二次热交换后循环回到集热器或储热罐中。本实用新型的技术方案。联合了地热系统和光热系统作为发电系统的供热来源，避免了中低温地热资源单独发电参数较低和光热资源单独发电储热容量过大的问题，尤其适用于地热光热资源分布重叠的地区。

Description

一种地热光热联合发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，尤其是地热和光热联合的发电系统。

背景技术

地热发电和光热发电技术都属于可再生能源发电技术的一种，通过对地热和光热资源的开发利用，可以大量减少CO₂和SO₂的排放，具有良好的社会和环保效益，符合国家能源政策和“节约能源、改善环境”的要求。

我国幅员辽阔，地热光热资源也比较丰富，并具有一定的空间重叠性，比如我国的西藏地区，就同时存在着丰富的地热和光热资源，并且品质较好，可用于发电。由于地热资源可连续供给，地热电厂可持续发电，同时其主机和辅机部分相对简单可靠，年利用小时数很长。但是因为我国中低温地热资源较多，发电蒸汽参数不高，这在一定程度上限制了地热资源的利用效率。光热发电由于依靠太阳能资源，产生的蒸汽参数可控，但是需要配置一定的储能系统优化发电性能并延长其发电时间，成本较高。考虑到二者的空间重叠性及发电特性，如果将二者联合利用，便可以充分发挥各自的优势，提高蒸汽参数和效率，进而提高区域内资源利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种基于水蒸气循环的地热光热联合发电系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种地热光热联合发电系统，包括地热系统、光热系统和发电系统，地热系统包括生产井、增压泵、回灌井和回灌泵；光热系统包括集热器、储热罐、循环油泵和导热油；发电系统包括依次连接形成循环回路的汽轮机、冷凝装置、循环水泵、预热器和蒸发器，发电机连接汽轮机；生产井通过增压泵将地热流体输送到预热器中参与热交换后回至回灌井；导热油通过循环油泵输送至蒸发器参与二次热交换后循环回到集热器或储热罐中。

进一步的，地热系统、光热系统均为独立的循环闭合体系。

进一步的，发热系统中的循环工质为水；循环工质经过预热器后从液态水加热为接近饱和状态的水，再经蒸发器加热为高温高压的过热蒸汽进入汽轮机。

进一步的，冷凝装置包括冷却塔、冷却循环泵和冷凝器。

进一步的，发电系统还包括补水箱，补水箱连接至循环水泵和冷凝器之间。

进一步的，集热器为槽式集热器，集热器的集热面积和储热罐的储热容量与发电机的发电规模相匹配。

本实用新型的有益效果：

(1)本技术方案将地热系统和光热系统作为发电系统的供热来源，充分发挥了水/水蒸气作为循环介质可提高蒸汽参数的优点，避免了中低温地热资源单独发电参数较低和光热资源单独发电储热容量过大的问题，将二者的优势有机地结合到一起，尤其适用于地热光热资源分布重叠的地区；

(2)本技术方案中的地热系统、光热系统均为独立循环体系，回灌的地热水温度和水量与从生产井中所抽出的一致，避免了地热资源枯竭的情况；同时导热油在集热器或储热罐和蒸发器之间循环，保证了无论阴雨天或夜间都能够持续稳定地运行供热。

附图说明

图1为本实用新型的整体系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参照附图。本实用新型设有地热系统、光热系统和发电系统。其中，地热系统包括生产井3、增压泵4、回灌井1、回灌泵2和其他附件及管路等，光热系统包括集热器5、储热罐6、循环油泵7、导热油9和其他附件及管路等，发电系统包括发电机13、汽轮机12、冷凝装置、循环水泵18、预热器11、蒸发器10、补水箱17和其他附件及管路等。地热系统为独立的循环闭合系统，减少对外界环境的影响和污染。具体地，增压泵4用于对地热流体8加压，回灌泵2提供地热流体8回灌所必须的压力。生产井3产生的地热流体8通过增压泵4进入预热器11对发电系统中的循环工质19完成热交换，温度降低的地热流体8再通过回灌泵2流回回灌井1，准备下一次再被生产井3抽出。整个循环过程中回灌的地热流体8温度和流量与从生产井3中所抽出的相同，从而避免了地热资源的枯竭，符合绿色可持续的要求。

同样的，光热系统为独立的循环闭合系统。集热器5和储热罐6相互连通并通过循环油泵7实现导热油9的循环流通。集热器5优选为槽式集热方式，储热罐6主要用来存储集热器5产生的热量，在光照不足和夜间的时候继续对导热油9进行加热。通过集热器5后的高温导热油9进入蒸发器10对被预热器11加热后的循环工质19进行二次热交换后，重新回到集热器5。当然，在遇到阴雨天或夜间时，导热油9也可以经过储热罐6实现持续循环工作。特别的，储热罐6的储热容量应当和集热器5的集热面积相匹配，同时，储热罐6的储热容量还应当和发电规模相匹配，从而满足发电系统24小时连续运行的要求。

本实施例中，发电系统中的循环工质19为水/水蒸气。汽轮机12可选用背压式汽轮机12，与发电机13连接。循环工质119在发电系统中依次经过汽轮机12、冷凝装置、预热器11、蒸发器10后又再次经过汽轮机12实现下一次的循环流动。其工作原理如下：冷凝装置出来的液态水经过预热器11后被加热后进入蒸发器10，通过蒸发器10的二次热交换后从预热器11出来的接近饱和状态的水变成高温高压的过热蒸汽。过热蒸汽进入汽轮机12中做功，释放能量，将吸收的热能转化为汽轮机12的机械能，汽轮机12通过联轴器带动电机转子转动，最终实现热能转换为电能的过程。接着，冷凝装置将汽轮机12出口的乏汽冷凝成液态工质，重新流向预热器11从而持续循环。

冷凝装置包括冷却塔15、冷却循环泵16和冷凝器14。本技术方案的发电系统还包括补水箱17，补水箱17连接至循环水泵18和冷凝器14之间，补充进入预热器11的循环水流。

应当指出，上述描述了本实用新型的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型范围的前提下本实用新型还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种地热光热联合发电系统，包括地热系统、光热系统和发电系统，其特征在于所述地热系统包括生产井、增压泵、回灌井和回灌泵；所述光热系统包括集热器、储热罐、循环油泵和导热油；所述发电系统包括依次连接形成循环回路的汽轮机、冷凝装置、循环水泵、预热器和蒸发器，发电机连接所述汽轮机；所述生产井通过所述增压泵将地热流体输送到所述预热器中参与热交换后回至所述回灌井；所述导热油通过所述循环油泵输送至所述蒸发器参与二次热交换后循环回到所述集热器或所述储热罐中。

2.如权利要求1所述的一种地热光热联合发电系统，其特征在于所述地热系统和光热系统均为独立的循环闭合体系。

3.如权利要求1所述的一种地热光热联合发电系统，其特征在于所述发热系统中的循环工质为水；所述循环工质经过所述预热器后从液态水加热为接近饱和状态的水，再经所述蒸发器加热为高温高压的过热蒸汽进入所述汽轮机。

4.如权利要求1所述的一种地热光热联合发电系统，其特征在于所述冷凝装置包括冷却塔、冷却循环泵和冷凝器。

5.如权利要求1所述的一种地热光热联合发电系统，其特征在于所述发电系统还包括补水箱，所述补水箱连接至所述循环水泵和所述冷凝器之间。

6.如权利要求1所述的一种地热光热联合发电系统，其特征在于所述集热器为槽式集热器，所述集热器的集热面积和所述储热罐的储热容量与所述发电机的发电规模相匹配。

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