[发明专利]中低温地热能磁浮发电装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于磁浮发电梯级开发利用中低温地热能磁浮发电装置及方法，装置由双涡轮磁浮发电机、蒸发器、增温器、回热器、预热器、冷凝器、工质罐、工质泵和冷却泵构成；其中低沸点工质依次流经蒸发器、双涡轮磁浮发电机的第一涡轮组、增温器、双涡轮磁浮发电机的第二涡轮组、回热器、冷凝器、工质罐、工质泵、预热器、回热器实现循环并带动双涡轮磁浮发电机高速旋转发电；中低温地热水源依次经蒸发器、增温器、预热器流回地下，梯级为发电系统提供能量；冷却泵为冷凝器提供冷水，将工质冷凝。本装置采用双涡轮磁浮发电机，梯级吸收热源能量，对中低温地热能利用率高，尾水排放温度低且工质可选择则性强。

技术领域

本发明涉及地热发电技术领域，具体地，涉及一种中低温地热能磁浮发电装置及方法，尤其是设计一种基于磁浮发电梯级开发利用中低温地热能的装置及方法。

背景技术

节能环保是现代能源开发利用的方向和要求，目前我国光伏、风电等新能源发电装机容量已超过欧美发达国家，但受限于光伏和风电的不稳定性及电能并网技术的不完善，弃风、弃光现象严重。参考发达国家新能源高渗透利用的经验，水电、地热发电及天然气发电具有发电稳定且环保的特点，能够弥补光伏和风电的不稳定性，从而实现高比例新能源接入。

地热资源按赋存形式可分热水型、地压地热能、干热岩地热能和岩浆热能四种类型；根据地热水的温度，又可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类。地热能是一种绿色环保且发电稳定性高的可再生能源，我国幅员辽阔，地热资源丰富，可开发潜力巨大，但目前对地热能的开发利用仍显著落后于发达国家。为实现节能减排，加速能源升级，一种高效开发利用地热能的发电装置显得尤为重要。有机朗肯循环(ORC)是利用中低温热能的一种有效途径，它采用低沸点有机工质作为能量传递媒介，通过蒸发膨胀推动涡轮叶片旋转发电。传统ORC方法废弃热量较多，热能利用率偏低。

与本发明相关的现有技术是专利文献CN108301996A，公开了一种利用浅层中低温地热能发电的装置及方法，该装置包括地热井，与地热井的地热水出口相连的气液分离器，气液分离器的水蒸气出口连接输汽母管的入口，气液分离器的水出口经过水泵升压后连接输水母管的入口，输汽母管的出口连接一级扩容器的水蒸气入口，输水母管的出口连接一级扩容器的水入口，一级扩容器的水蒸气出口连接汽轮机的一级入口，一级扩容器的水出口连接二级扩容器的入口，二级扩容器的水蒸气出口连接汽轮机的二级入口，二级扩容器的水出口连接供热单元的入口，供热单元的出口连接回灌井的入口，汽轮机的排汽出口连接凝汽器的入口，凝汽器的出口连接回灌井的入口。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种中低温地热能磁浮发电装置及方法。

根据本发明提供的一种中低温地热能磁浮发电装置，包括双涡轮磁浮发电机、蒸发器、增温器、回热器、预热器、冷凝器、工质泵、工质罐和冷却泵；

其中，蒸发器的一次侧、双涡轮磁浮发电机的第一涡轮组、增温器的一次侧、双涡轮磁浮发电机的第二涡轮组、回热器的一次侧、冷凝器的一次侧、工质罐、工质泵、预热器的一次侧及回热器的二次侧依次串接构成工质循环通道；

蒸发器的二次侧、增温器的二次侧及预热器二次侧依次串接构成地热水源循环通道；

冷却泵与冷凝器二次侧相连构成冷凝水循环通道。

优选地，所述双涡轮磁浮发电机采用磁悬浮轴承结构，至少包括两组涡轮叶片。

优选地，所述两组涡轮叶片是同轴连接，由第一涡轮组形成第一气流通道，由第二涡轮组形成第二气流通道，所述第一气流通道和第二气流通道相互隔离。

优选地，所述两组涡轮叶片分别采用不相同的气体耐压，所述第一涡轮组采用高压叶片，所述第二涡轮组采用低压叶片。

优选地，所述增温器能够进行热交换，所述热交换包括一次侧流通和二次侧流通；