[发明专利]一种利用地热能的超临界二氧化碳发电系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种利用地热能的超临界二氧化碳发电系统及其工作方法，燃烧器的二氧化碳出口与二氧化碳透平的入口相连，二氧化碳透平的出口与第一回热器的热端入口相连，第一回热器的热端出口分别与冷却器的入口和间冷换热器的热端入口相连，冷却器的出口与第一预热器的二氧化碳入口相连，第一预热器的二氧化碳出口和间冷换热器的热端出口均与第一回热器的冷端入口相连，第一回热器的冷端出口与燃烧器的二氧化碳入口相连；间冷换热器的冷端入口和第一预热器热端入口均与地热单元的放热端连接，间冷换热器的冷端出口和第一预热器热端出口均与地热单元的吸热端连接。有效利用地热能对冷凝后的超临界二氧化碳工质进行预热，提高能量利用效率。

技术领域

本发明属于超临界二氧化碳发电领域，涉及一种利用地热能的超临界二氧化碳发电系统及其工作方法。

背景技术

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。地热能的开发利用可分为发电和非发电两个方面，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要是直接利用，多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。我国地热资源以低温热水型地热田为主，其中温度在90℃左右的地热资源约占这类资源总量的90％，目前主要作建筑采暖、供应生活热水、保健疗养和种植养殖等直接利用。但由于大量的资源所处位置附近缺乏更多的热需求，又缺乏具有良好经济性的发电利用技术，而不能得到开发利用，造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用地热能的超临界二氧化碳发电系统及其工作方法，有效利用地热能对冷凝后的超临界二氧化碳工质进行预热，提高能量利用效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种利用地热能的超临界二氧化碳发电系统，包括燃烧器、二氧化碳透平、第一回热器、冷却器、第一预热器、间冷换热器和地热单元；

燃烧器的二氧化碳出口与二氧化碳透平的入口相连，二氧化碳透平的出口与第一回热器的热端入口相连，第一回热器的热端出口分别与冷却器的入口和间冷换热器的热端入口相连，冷却器的出口与第一预热器的二氧化碳入口相连，第一预热器的二氧化碳出口和间冷换热器的热端出口均与第一回热器的冷端入口相连，第一回热器的冷端出口与燃烧器的二氧化碳入口相连；

间冷换热器的冷端入口和第一预热器热端入口均与地热单元的放热端连接，间冷换热器的冷端出口和第一预热器热端出口均与地热单元的吸热端连接。

优选的，第一预热器和第一回热器之间设置有第二预热器，第一预热器的二氧化碳出口与第二预热器的二氧化碳入口相连，第二预热器的二氧化碳出口和间冷换热器的热端出口均与第一回热器的冷端入口相连；间冷换热器的冷端出口与第二预热器的热端入口连接，第二预热器的热端出口与地热单元的吸热端连接。

进一步，第一预热器的二氧化碳出口与第二预热器的二氧化碳入口之间连接有二氧化碳增压装置，二氧化碳增压装置的出口与第二预热器的二氧化碳入口相连。

优选的，第一回热器的热端出口连接有第二回热器的热端入口，第二回热器的热端出口分别与冷却器的入口和第一压缩机的入口相连，第一预热器的二氧化碳出口与第二回热器的冷端入口相连，第二回热器的冷端出口和间冷换热器的热端出口均与第一回热器的冷端入口相连。

优选的，第一回热器的热端出口连接有第一压缩机的入口，第一压缩机的出口与间冷换热器的热端入口相连。

优选的，间冷换热器的热端出口连接有第二压缩机的入口，第二压缩机的出口与第一回热器的冷端入口相连。

优选的，燃烧器入口连通有空气和天然气。