[发明专利]一种光热和地热耦合发电系统

说明书

本发明公开了一种光热和地热耦合发电系统，包括地热预热系统，光热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器、蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和第一工质泵，所述透平膨胀机用以驱动发电机运行；所述光热蒸发系统通过蒸发器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统通过预热器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统包括依次串联的地热出水井、岩屑过滤装置、抽水泵、加压泵和地热回灌井；所述预热器位于抽水泵和加压泵之间；所述岩屑过滤装置与岩屑换热装置连接，所述第一工质泵和所述预热器之间的工质管路与所述岩屑换热装置进行热量交换。本发明能够合理利用地热和光热资源进行发电。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种光热和地热耦合发电系统。

背景技术

地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973万亿千焦耳。在地热供暖利用规模上，我国近些年来一直位居世界首位，并以每年近10％的速度稳步增长。在地热发电领域，我国高温地热资源主要集中在西藏云南等西南偏远地区，中东部高温地热资源偏少，这制约了我国地热发电领域的发展。

太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW的能量。

有机朗肯循环发电装置利用有机工质(如R134a、R245fa等)低沸点特性，在低温条件(80-300℃)下可以获得较高的蒸气压力，推动膨胀机做功，驱动发电机发电，从而实现低品位热能到高品位电能的转换。

太阳能受气候、昼夜的影响很大，发电极不恒定。因此必须配有储能装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。目前虽然已经制成多种电池储能系统，但造价昂贵，且电池处理带来环境污染问题。

我国中东部地区地热资源温度较低，存在地热发电效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光热和地热耦合发电系统。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种光热和地热耦合发电系统，能够合理利用地热和光热资源进行发电。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种光热和地热耦合发电系统，包括地热预热系统，光热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器、蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和第一工质泵，所述透平膨胀机用以驱动发电机运行；所述光热蒸发系统通过蒸发器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统通过预热器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述地热预热系统包括依次串联的地热出水井、岩屑过滤装置、抽水泵、加压泵和地热回灌井；所述预热器位于抽水泵和加压泵之间；所述岩屑过滤装置与岩屑换热装置连接，所述第一工质泵和所述预热器之间的工质管路与所述岩屑换热装置进行热量交换。

进一步地，所述岩屑过滤装置包括竖向设置的过滤筒，所述过滤筒的内腔截面为方形，所述过滤筒的上端为进水口，所述过滤筒的下端为出水口且出水口处设置有过滤网；所述过滤筒的两侧分别设置有漏屑通道，所述过滤网的上表面设置有刮板，所述刮板在第一驱动机构的带动下水平往复运动，以将被阻挡在过滤网上的岩屑刮入两侧的漏屑通道内。

进一步地，所述岩屑换热装置包括竖向设置的换热筒，所述换热筒的内部设置有竖向贯通的换热通道，所述第一工质泵和所述预热器之间的工质管路对应穿过所述换热通道；所述换热筒的筒壁上设置有两个沉积通道，两个沉积通道的上端分别和两个漏屑通道的下端相连接，两个沉积通道的下端分别和岩屑清理装置相连接。