[實(shí)用新型]基于有機(jī)朗肯循環(huán)的干熱巖熱能回收發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320793856.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN203655374U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建;李清方;陸詩(shī)建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司;山東賽瑞石油科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): F01K27/00
• 分類號(hào): F01K27/00
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及干熱巖系統(tǒng)發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及基于有機(jī)朗肯循環(huán)的干熱巖熱能回收發(fā)電裝置。?

背景技術(shù)

地?zé)崾且环N來自地球內(nèi)部的能量。據(jù)估算，儲(chǔ)存于地球內(nèi)部的熱量約為全球煤炭?jī)?chǔ)量的1.7億倍，每年從地球內(nèi)部經(jīng)地表散失的熱量相當(dāng)于1000億桶石油的熱量。地?zé)崮芫哂袃?chǔ)量大、可再生、清潔環(huán)保等突出優(yōu)勢(shì)，能較好地補(bǔ)充和接替日益減少的化石能源。?

干熱巖是指一般溫度大于200℃，埋深數(shù)千米，內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。干熱巖地?zé)崮芾弥饕袃纱蠓矫?直接利用和發(fā)電。發(fā)電方式包括直接蒸汽法、擴(kuò)容法及有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電。有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)（Organic?Rankine?Cycle，簡(jiǎn)稱ORC）是以環(huán)境友好型的有機(jī)物為工質(zhì)，以低溫?zé)崮茏鳛轵?qū)動(dòng)能源的熱力循環(huán)，由于其發(fā)電系統(tǒng)具有回收低溫余熱量大、設(shè)備緊湊、發(fā)電效率高等特點(diǎn)，被認(rèn)為是回收低品位熱能的有效技術(shù)途徑之一。?

干熱巖發(fā)電的潛力巨大。合理開發(fā)利用地?zé)豳Y源，對(duì)于緩解能源局勢(shì)的緊張、改善能源結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種基于有機(jī)朗肯循環(huán)的干熱巖熱能回收發(fā)電裝置。利用該裝解決利用干熱巖熱能發(fā)電的問題。?

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：?

本發(fā)明包括蒸發(fā)器、動(dòng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽、工質(zhì)循環(huán)泵、地?zé)衢_采井和地?zé)峄毓嗑涮卣髟谟趶牡責(zé)衢_采井采出的地?zé)釤崴?jīng)地?zé)峁べ|(zhì)泵增壓泵入蒸發(fā)器傳遞熱量，傳熱量后的剩余水進(jìn)入供熱用戶，供熱后的水進(jìn)入地?zé)峄毓嗑坏責(zé)崴谡舭l(fā)器內(nèi)把熱量傳給經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵泵入的低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)換熱，低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)受熱汽化，從蒸發(fā)器內(nèi)出來進(jìn)入動(dòng)力機(jī)，推動(dòng)動(dòng)力機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；從動(dòng)力機(jī)出來的汽體進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中凝結(jié)成低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)進(jìn)入循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽，循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽內(nèi)的低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵泵入蒸發(fā)器內(nèi)受熱汽化，再進(jìn)入動(dòng)力機(jī)，動(dòng)動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)連續(xù)發(fā)電。?

蒸發(fā)器3設(shè)置有液位計(jì)，工質(zhì)流量控制閥12與液位計(jì)聯(lián)動(dòng)控制工質(zhì)流量。?

在冷凝器的冷卻水進(jìn)口與冷凝器有機(jī)朗肯循環(huán)低沸點(diǎn)工質(zhì)出口之間設(shè)有冷卻水控制閥，采用冷卻水流量控制閥9與有機(jī)朗肯循環(huán)低沸點(diǎn)工質(zhì)的出口溫度聯(lián)動(dòng)控制冷凝器8中冷卻水的流量。?

有機(jī)朗肯循環(huán)低沸點(diǎn)工質(zhì)為R134a或R236fa或R114或R236ea或R245fa或R11或R245ca。?

干熱巖熱能開發(fā)工質(zhì)可選用水或二氧化碳，二氧化碳CO2膨脹性大，粘度較低，作為溶劑對(duì)巖石礦物的溶解有效性很低，可以加速能量抽取和有效消除結(jié)垢，且契合溫室氣體地質(zhì)儲(chǔ)存。?

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：?

1、可充分利用干熱巖的熱能，使之變成電能為國(guó)家建設(shè)所用，一本萬(wàn)利。?

2、可以利用油田采出污水帶出的干熱巖熱能經(jīng)提溫進(jìn)行發(fā)電，而后回注油層驅(qū)油，一舉兩得，既降低了采油成本，又防止了環(huán)境污染?

3、可充分利用熱煤電廠煙氣捕集的二氧化碳作為干熱巖熱能開發(fā)工質(zhì)，經(jīng)提溫進(jìn)行發(fā)電，而后回注油層驅(qū)油形成良性循環(huán)，會(huì)產(chǎn)生巨大生產(chǎn)力，且二氧化碳膨脹性大，粘度較低，作為溶劑對(duì)巖石礦物的溶解有效性很低；選用二氧化碳作為熱導(dǎo)工質(zhì)不僅可以加速能量抽取和有效消除結(jié)垢，而且契合溫室氣體地質(zhì)儲(chǔ)存這一設(shè)想。?

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的流程示意圖。?

附圖1標(biāo)記說明：1－干熱巖熱能開采井、2－地?zé)峁べ|(zhì)泵、3—蒸發(fā)器、4－供熱用戶、5－地?zé)峄毓嗑?－發(fā)電機(jī)、7－動(dòng)力機(jī)、8－冷凝器、9－冷卻水流量控制閥、10—循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽、11－工質(zhì)循環(huán)泵、12－工質(zhì)流量控制閥。?

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一公開本發(fā)明的技術(shù)方案，結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明：?

本發(fā)明包括蒸發(fā)器3、動(dòng)力機(jī)7、發(fā)電機(jī)6、冷凝器8、循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽10、工質(zhì)循環(huán)泵11、干熱巖熱能開采井1和地?zé)峄毓嗑?，其特征在于從干熱巖熱能開采井1采出的地?zé)釤崴?jīng)地?zé)峁べ|(zhì)泵2增壓泵入蒸發(fā)器3傳遞熱量，傳熱量后的剩余水進(jìn)入供熱用戶，供熱后的水進(jìn)入地?zé)峄毓嗑坏責(zé)崴谡舭l(fā)器內(nèi)把熱量?傳給經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵泵入的低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)換熱，低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)受熱汽化，從蒸發(fā)器內(nèi)出來進(jìn)入動(dòng)力機(jī)，推動(dòng)動(dòng)力機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；從動(dòng)力機(jī)出來的汽體進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中凝結(jié)成低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)進(jìn)入循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽10，循環(huán)工質(zhì)儲(chǔ)槽內(nèi)的低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵泵入蒸發(fā)器內(nèi)受熱汽化，使動(dòng)動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6連續(xù)發(fā)電。?