[發明專利]地熱能光熱能與蓄熱系統互補發電系統

在審

• 申請號: 201710900345.6
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107965425A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 郭建;李定明
• 申請（專利權）人: 郭建;李定明
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03G4/06;F01D15/10;F24T10/20
• 代理公司: 四平國泰知識產權代理事務所(普通合伙)22213
• 代理人: 蔡曉玲

技術領域

本發明涉及一種地熱發電系統，特別是涉及一種地熱能光熱能與蓄熱系統互補發電系統。

背景技術

地熱發電是一種成熟技術，在國內外已經得到廣泛應用。地熱發電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發電技術。其基本原理與火力發電類似，也是根據能量轉換原理，首先把地熱能轉換為機械能，再把機械能轉換為電能。地熱發電實際上就是把地下的熱能轉變為機械能，然后再將機械能轉變為電能的能量轉變過程或稱為地熱發電。地熱能是來自地球深處的可再生熱能，它起于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。地下水深處的循環和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。地熱能的儲量比人們所利用的能量總量還要多，大部分集中分布在構造板塊邊緣一帶。地熱能不但是無污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過補充的速度，那么熱能還是可再生的。

太陽光熱能發電也是一種比較成熟技術，在近幾年得到大力發展和應用。太陽能光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結合傳統汽輪發電機的工藝，從而達到發電的目的。一般來說，太陽能光熱發電形式有槽式、塔式、碟式（盤式）、菲涅爾式四種系統。

熱地發電是一種成熟技術，在國內外已經得到廣泛應用；太陽光熱能發電也是一種比較成熟技術，在近幾年得到大力發展和應用。但是，由于采集到的熱水和蒸汽的溫度遠低于常見燃煤熱電廠驅動蒸汽發電機的蒸汽溫度，能效往往不好；太陽光熱能發電由于只能白天發電，不能滿足全天持續性用電需要。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種能效高，持續性又好的地熱能光熱能與蓄熱系統互補發電系統。

為實現上述目的，本發明地熱能光熱能與蓄熱系統互補發電系統由六大單元組成：地熱收集系統GTS、回灌系統RS、熱交換器HE、光熱收集系統STS、蓄熱系統TSS和發電系統G組成；由地熱收集系統GTS采集地下井熱水或地下蒸汽加熱的熱水，通過熱交換器HE加熱高溫度傳熱介質；把采集地下井熱水經換熱器降溫后通過回灌系統RS回灌回地下井中，保持地下的系統平衡；經熱交換器HE輸出的高溫度傳熱介質注入到光熱收集系統STS，吸收太陽能進一步提高溫度后，注入蓄熱系統TSS或供發電系統G發電；來自蓄熱系統TSS和光熱收集系統STS的高溫度傳熱介質轉換成蒸汽供發電系統G發電。系統中的回灌系統RS與眾不同之處在于無損耗回灌，所有采集的地下水在進行熱交換后全部回灌回地下，保證了地下水的平衡，也保證了地熱能資源的可再生。本發明系統由六大單元組成：地熱收集系統GTS、回灌系統RS、熱交換器HE、光熱收集系統STS、蓄熱系統TSS和發電系統G等組成。基本流程為：①由地熱收集系統GTS采集地下（井）熱水（蒸汽）；②通過熱交換器HE加熱高溫度傳熱介質；③把采集地下（井）熱水經換熱器降溫后通過回灌系統RS回灌回地下（井）中，保持地下的系統平衡；④經熱交換器HE輸出的高溫度傳熱介質注入到光熱收集系統STS，吸收太陽能進一步提高溫度；⑤高溫度傳熱介質注入蓄熱系統TSS；6 高溫度傳熱介質轉換成蒸汽供發電系統G發電。本發明系統最大特征是提供一種穩定輸出、可再生、綠色環保的互補型發電系統。具有能效高，持續性又好的優點。

作為優化，所述地下井為足夠出水量、出水溫度為150⁰C以上的熱水井或能夠注水采集熱水的干熱巖井。系統中的地熱收集系統GTS，可以是熱水（蒸汽）井，也可以是干熱巖井，要求具有150⁰C以上的溫度，和足夠的出水（蒸汽）量，比如對于10MW的系統，需要大于500噸/小時的出水量。

作為優化，地熱收集系統GTS由多個并列井組合而成。本地熱收集系統GTS可以由多井組合而成，以達到足夠的出水量。為了達到150⁰C以上的溫度，和大于500噸/小時的出水量，我們需要通過大地電磁等物探方法對地熱能進行勘探，并找到地熱能有利區。

作為優化，熱交換器HE和蓄熱系統TS的高溫度傳熱介質為低熔點熔鹽。系統中的蓄熱系統TSS采用低熔點熔鹽蓄熱系統時，這種蓄熱系統可以使得蒸汽溫度可以達到535⁰C，從而提高發電效率。而一般的導熱油的蒸汽溫度只能到達383⁰C。