[发明专利]一种具有储热功能的干热岩光热耦合发电系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具有储热功能的干热岩光热耦合发电系统及其控制方法系统包括：干热岩循环子系统、光热循环子系统和发电子系统，光热循环子系统，所述光热循环子系统包括光热工质泵、集热器、和储热单元；集热器的出口分为两路，一路与高温换热器的第一进口连接，高温换热器的第一出口与集热器的进口连接；集热器的出口另一路与储热单元连接用于光线充足时进行多余热量的储存，储热单元还与高温换热器连接用于无光照时与对高温换热器的介质进行预热；三个系统协同，循环往复，即实现了具有储热功能的干热岩光热耦合发电系统连续发电。该系统有效解决了单纯干热岩发电温度低、光热发电成本高、占地面积大等问题。

技术领域

本发明涉及可再生能源发电技术领域，具体涉及一种干热岩与光热耦合发电系统及其控制方法。

背景技术

能源是国民经济发展的重要基础。大量使用煤炭等化石能源存在如下两方面问题：一方面，由于化石能源的不可再生性，随着时间的推移终会消耗殆尽；另一方面，化石能源的使用会产生大量二氧化碳，同时也伴随产生大量如硫化物、氮氧化物等污染物，造成严重的环境问题。因此，发展新能源以逐步取代传统化石能源成为必然趋势。

随着用能方式的多样化，干热岩和光热资源由于总量丰富、环境友好、可再生等优点，越来越受到青睐。然而，无论地热还是光热资源，由于资源禀赋、开发利用技术条件的不同，均存在技术不成熟、发电效率低、投资高等一系列问题。

发明内容

针对现有技术中干热岩和光热无法高效利用和投资高的问题，本发明在充分研究现有地热和太阳能发电系统的基础上，提出了一种新型具有储热功能的干热岩光热耦合发电系统，充分利用了干热岩和光热的优点，有效解决了如单纯干热岩发电温度低、发电成本高、占地面积大等问题，且系统稳定、高效、环保。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有储热功能的干热岩光热耦合发电系统，包括：

干热岩循环子系统，所述干热岩循环子系统包括干热岩缓冲罐、注入泵、干热岩注入井、干热岩回收井及回热器，干热岩压裂带上的干热岩回收井连接低温换热器的第一进口，低温换热器的第一出口连接回热器的第一进口，回热器的第一出口依次连接干热岩缓冲罐、注入泵和干热岩注入井；

光热循环子系统，所述光热循环子系统包括集热器、和储热单元；集热器的出口分为两路，一路与高温换热器的第一进口连接，高温换热器的第一出口与集热器的进口连接；储热单元与高温换热器并联连接，用于光线充足时进行多余热量的储存；储热单元还与高温换热器连接用于无光照时与对高温换热器的介质进行加热；

和发电子系统，所述发电子系统包括透平、发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器和给水泵；高温换热器的第二出口依次连接透平、凝汽器及凝结水泵；凝结水泵连接回热器的第二进口，回热器的第二出口依次连接除氧器和给水泵；给水泵连接低温换热器的第二进口，低温换热器的第二出口连接高温换热器的第二进口。

作为本发明的进一步改进，当储热介质与镜场循环工质不同时，所述储热单元包括储热换热器、热罐和冷罐；

集热器的出口与储热换热器的第一接口连接，储热换热器的第二接口分为两路，一路通过光热工质泵连接集热器的进口；另一路连接高温换热器第一出口；

储热换热器的第三接口与热罐的旁路管道和主路管道均连接；热罐的主路管道上设置有热罐熔盐泵；

储热换热器的第四接口与冷罐的旁路管道和主路管道均连接；冷罐的主路管道上设置有冷罐熔盐泵。

作为本发明的进一步改进，集热器的出口设置有第二阀门，第二阀门出口分为两路，一路与高温换热器的第一进口连接；另一路与储热换热器的第一接口连接，储热换热器的第二接口分为两路，一路通过第四阀门连接集热器的进口，集热器的进口上设置有阀门；另一路通过第三阀门连接光热工质泵进口母管；高温换热器第一出口连接光热工质泵的进口母管；