[发明专利]地热能光热能与蓄热系统互补发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地热发电系统，特别是涉及一种地热能光热能与蓄热系统互补发电系统。

背景技术

地热发电是一种成熟技术，在国内外已经得到广泛应用。地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。地热能是来自地球深处的可再生热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水深处的循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。地热能的储量比人们所利用的能量总量还要多，大部分集中分布在构造板块边缘一带。地热能不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能还是可再生的。

太阳光热能发电也是一种比较成熟技术，在近几年得到大力发展和应用。太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。一般来说，太阳能光热发电形式有槽式、塔式、碟式（盘式）、菲涅尔式四种系统。

热地发电是一种成熟技术，在国内外已经得到广泛应用；太阳光热能发电也是一种比较成熟技术，在近几年得到大力发展和应用。但是，由于采集到的热水和蒸汽的温度远低于常见燃煤热电厂驱动蒸汽发电机的蒸汽温度，能效往往不好；太阳光热能发电由于只能白天发电，不能满足全天持续性用电需要。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能效高，持续性又好的地热能光热能与蓄热系统互补发电系统。

为实现上述目的，本发明地热能光热能与蓄热系统互补发电系统由六大单元组成：地热收集系统GTS、回灌系统RS、热交换器HE、光热收集系统STS、蓄热系统TSS和发电系统G组成；由地热收集系统GTS采集地下井热水或地下蒸汽加热的热水，通过热交换器HE加热高温度传热介质；把采集地下井热水经换热器降温后通过回灌系统RS回灌回地下井中，保持地下的系统平衡；经热交换器HE输出的高温度传热介质注入到光热收集系统STS，吸收太阳能进一步提高温度后，注入蓄热系统TSS或供发电系统G发电；来自蓄热系统TSS和光热收集系统STS的高温度传热介质转换成蒸汽供发电系统G发电。系统中的回灌系统RS与众不同之处在于无损耗回灌，所有采集的地下水在进行热交换后全部回灌回地下，保证了地下水的平衡，也保证了地热能资源的可再生。本发明系统由六大单元组成：地热收集系统GTS、回灌系统RS、热交换器HE、光热收集系统STS、蓄热系统TSS和发电系统G等组成。基本流程为：①由地热收集系统GTS采集地下（井）热水（蒸汽）；②通过热交换器HE加热高温度传热介质；③把采集地下（井）热水经换热器降温后通过回灌系统RS回灌回地下（井）中，保持地下的系统平衡；④经热交换器HE输出的高温度传热介质注入到光热收集系统STS，吸收太阳能进一步提高温度；⑤高温度传热介质注入蓄热系统TSS；6 高温度传热介质转换成蒸汽供发电系统G发电。本发明系统最大特征是提供一种稳定输出、可再生、绿色环保的互补型发电系统。具有能效高，持续性又好的优点。

作为优化，所述地下井为足够出水量、出水温度为150⁰C以上的热水井或能够注水采集热水的干热岩井。系统中的地热收集系统GTS，可以是热水（蒸汽）井，也可以是干热岩井，要求具有150⁰C以上的温度，和足够的出水（蒸汽）量，比如对于10MW的系统，需要大于500吨/小时的出水量。

作为优化，地热收集系统GTS由多个并列井组合而成。本地热收集系统GTS可以由多井组合而成，以达到足够的出水量。为了达到150⁰C以上的温度，和大于500吨/小时的出水量，我们需要通过大地电磁等物探方法对地热能进行勘探，并找到地热能有利区。

作为优化，热交换器HE和蓄热系统TS的高温度传热介质为低熔点熔盐。系统中的蓄热系统TSS采用低熔点熔盐蓄热系统时，这种蓄热系统可以使得蒸汽温度可以达到535⁰C，从而提高发电效率。而一般的导热油的蒸汽温度只能到达383⁰C。