[实用新型]一种二氧化碳发电和地热能耦合的热电联供装置

说明书

本实用新型公开了一种二氧化碳发电和地热能耦合的热电联供装置，在利用超临界二氧化碳发电实现太阳能等新能源的热电转换之外，同时提高中低温地热能的品位，实现发电和供热的综合应用，并且可以根据实际需要，灵活调整电和热之间的匹配，实现太阳能、核能及地热能等新能源的充分综合利用；另外，吸收式热泵的相变换热特性同时能够更好的控制超临界二氧化碳在压缩机入口的温度，提高超临界二氧化碳发电系统的稳定性。

技术领域

本实用新型属于热电领域，尤其是一种二氧化碳发电和地热能耦合的热电联供装置。

背景技术

超临界二氧化碳发电是一种以超临界二氧化碳为循环工质的发电方式，相比传统的蒸汽发电机组，超临界二氧化碳发电具有热源匹配性好、灵活度高、效率优良等特性，适合用于中温热源，在太阳能、核能发电利用领域展现出广阔的应用前景。地热能是一种中低温热源，目前在北方得到了一定的供热应用，地热供暖作为一种清洁的供暖方式，在未来供热市场具有极强的竞争力。

超临界二氧化碳发电主要利用600～750℃的中温热源，以超临界二氧化碳作为循环工质，实现热电的转换过程。其中，透平出口处超临界二氧化碳温度往往在500℃之上，目前该部分热量通常通过回热器由低温二氧化碳回收利用。考虑到未来火电机组的供热能力受到进一步制约，需要探索新能源结构背景下的新型供热方式。地热能作为一种中低温供热热源，已得到了一定的研究和应用。

目前在超临界二氧化碳发电及地热能供暖领域存在如下问题：1、超临界二氧化碳发电透平出口温度一般在500℃左右，具有较高的余热利用潜力，目前，该部分热量多通过回热器回收利用，热量利用存在一定的制约。2、地热能供暖方面，直接利用地热水温度品位较低，一般在40～70℃，供暖能力有限。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种二氧化碳发电和地热能耦合的热电联供装置。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种二氧化碳发电和地热能耦合的热电联供装置，包括吸热器、二氧化碳透平、高温二氧化碳回热器、冷凝器、蒸发器、低温二氧化碳回热器、二氧化碳冷却器、地热井和溶液循环单元；

所述吸热器中的高温高压二氧化碳吸热后进入二氧化碳透平做功，做功后进入高温二氧化碳回热器中换热，换热后一部分进入低温二氧化碳回热器中继续换热，另一部分进入溶液循环单元；低温二氧化碳回热器中换热后的二氧化碳进入二氧化碳冷却器，与热网回水换热后回到低温二氧化碳回热器；在溶液循环单元进行换热的二氧化碳换热后由二氧化碳冷却器返回低温二氧化碳回热器；

所述溶液循环单元中的溴化锂浓溶液中的水吸热后蒸发为水蒸气进入冷凝器中换热，换热后自身冷凝为液态水进入蒸发器中继续换热，换热后再次蒸发为水蒸气进入溶液循环单元，地热水进入蒸发器中放热后回灌入地热井；

热网回水进入二氧化碳冷却器中换热后进入溶液循环单元继续换热，换热后进入冷凝器中再次换热后作为热网供水排出。

进一步的，所述溶液循环单元包括发生器、吸收器和溶液换热器，所述发生器中的溴化锂浓溶液换热后进入溶液换热器中继续换热，换热后进入吸收器再次换热，换热后进入溶液换热器中继续换热后回到发生器。

进一步的，所述低温二氧化碳回热器与二氧化碳冷却器之间设置有二氧化碳压缩机。

进一步的，所述高温二氧化碳回热器与发生器之间设置有二氧化碳回热调节阀。

进一步的，所述冷凝器与蒸发器之间设置有溶剂节流阀。

进一步的，所述溶液换热器与吸收器之间设置有溶液膨胀阀。

进一步的，所述吸收器和溶液换热器之间设置有溶液泵。

进一步的，所述二氧化碳冷却器与热网回水系统相连。