[發(fā)明專利]一種增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電方法及發(fā)電系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410758251.6
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104481824A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 姜培學;張富珍;胥蕊娜;歐陽小龍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00;F03G6/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

1.一種增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電方法，其具體包括以下內容：

1)設置一包括增強型地熱系統、基本負荷發(fā)電系統和太陽能發(fā)電系統的增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電系統；

2)作為工質的CO₂在所述增強型地熱系統中吸收熱量后溫度升高，所述增強型地熱系統輸出不同溫度的具有一定壓力的超臨界CO₂；

3)一部分超臨界CO₂進入所述基本負荷發(fā)電系統中，所述基本負荷發(fā)電系統將超臨界CO₂從所述增強型地熱系統中吸收的一部分熱量轉化為電能，作為電站的基本負荷；

4)另一部分超臨界CO₂進入所述太陽能發(fā)電系統中，所述太陽能發(fā)電系統通過熱儲層傳熱流動計算、能量匹配方法以及CO₂物性分析，優(yōu)化回熱級數、抽氣壓縮級數、各流道流量，利用太陽能將超臨界CO₂持續(xù)加熱到一定溫度后，通過超臨界透平將熱量轉換為電能。

2.如權利要求1所述的一種增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電方法，其特征在于：所述步驟2)中，所述增強型地熱系統輸出不同溫度的具有一定壓力的超臨界CO₂，其具體包括以下內容：

①設置一增強型地熱系統，其包括第一熱儲層和第二熱儲層，在第一熱儲層設置有第一注入井和第一產出井，在第二熱儲層設置有第二注入井和第二產出井，第一熱儲層的溫度低于第二熱儲層的溫度；

②經過加壓的CO₂通過第一注入井注入第一熱儲層，通過第二注入井注入第二熱儲層，CO₂分別在第一熱儲層和第二熱儲層中吸收熱量，溫度升高；

③由于CO₂在第一熱儲層和第二熱儲層中溫度升高產生的浮升力作用，CO₂在第一產出井的出口壓力高于第一注入井的注入壓力，在第二產出井的出口壓力高于在第二注入井的注入壓力；

④由于第二熱儲層溫度高于第一熱儲層溫度，如果采用同樣的CO₂注入壓力，第二產出井的出口壓力就會高于第一產出井的出口壓力；通過調整第一注入井和第二注入井的注入壓力，使第一產出井和第二產出井出口壓力相同；壓力相同而溫度不同的CO₂為基本負荷發(fā)電系統和太陽能發(fā)電系統提供熱源。

3.如權利要求2所述的一種增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電方法，其特征在于：所述步驟3)中，利用基本負荷發(fā)電系統發(fā)電，其具體包括以下內容：

①設置一基本負荷發(fā)電系統，其包括關于CO₂的第一超臨界透平、第二超臨界透平、氣體冷卻器、第一壓縮機和第二壓縮機；第一超臨界透平入口通過一第一閥門和管路與第一產出井出口連接，第二超臨界透平入口通過一第二閥門和管路與第二產出井出口連接；第一超臨界透平和第二超臨界透平的出口通過管路均與氣體冷卻器入口連接，氣體冷卻器出口通過一第三閥門和管路與第一壓縮機入口連接，同時通過一第四閥門和管路與第二壓縮機入口連接，第一壓縮機出口通過管路與第一注入井入口連接，第二壓縮機出口通過管路與第二注入井入口連接；

②第一產出井產出的CO₂經第一閥門進入第一超臨界透平，第二產出井產出的CO₂經第二閥門進入第二超臨界透平，CO₂在兩超臨界透平中膨脹做功輸出電能后，成為CO₂乏汽；

③CO₂乏汽通過管路進入氣體冷卻器冷卻，冷卻后的CO₂乏汽分別送入第一壓縮機和第二壓縮機，第一壓縮機將CO₂乏汽壓縮到相應壓力后，通過第一注入井注入第一熱儲層，第二壓縮機將CO₂乏汽壓縮到相應的壓力后，通過第二注入井注入第二熱儲層。

4.如權利要求3所述的一種增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電方法，其特征在于：所述第一閥門和第二閥門分別用于控制進入基本負荷發(fā)電系統的所在管路中CO₂的流量，以保證基本負荷。

5.如權利要求3所述的一種增強型地熱與太陽能聯合發(fā)電方法，其特征在于：所述第三閥門用于將所在管路中CO₂的流量調節(jié)到與第一注入井相對應的注入流量，所述第四閥門用于將所在管路中CO₂的流量調節(jié)到與第二注入井相對應的注入流量。