一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组，包括水压取热系统及超临界二氧化碳发电系统，其中，水压取热系统包括水泵、注水井、回水井以及埋藏于地下的干热岩压裂带，其中，注水井的底部及回水井的底部均伸入到干热岩压裂带内，超临界二氧化碳发电系统的主换热器的放热侧出口经水泵与注水井相连通，回水井与超临界二氧化碳发电系统的主换热器的放热侧入口相连通，该系统的干热岩发电效率较高。

A Supercritical Carbon Dioxide Dry-hot Rock Generator Unit with Indirect Heat Transfer

The utility model discloses a supercritical carbon dioxide dry-hot rock generating set with indirect heat transfer, which includes a water pressure heating system and a supercritical carbon dioxide power generation system. The water pressure heating system includes a water pump, a water injection well, a backwater well and a dry-hot rock fracturing zone buried underground. The bottom of the water injection well and the bottom of the backwater well extend into the dry-hot rock fracturing zone, and the supercritical carbon dioxide power generation system is supercritical. The main heat exchanger outlet of the critical carbon dioxide power generation system is connected with the injection well through the pump, and the return well is connected with the main heat exchanger outlet of the supercritical carbon dioxide power generation system. The dry hot rock power generation efficiency of the system is high.

【技术实现步骤摘要】
一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组
本技术属于地热发电领域，涉及一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组。
技术介绍
地热是来自地球内部核裂变产生的一种能量资源。地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃-1300℃，天然温泉的温度大多在60℃以上，有的甚至高达100℃-140℃。地热能是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔，可以用于供热、发电、烘干、洗浴等。地热资源按照介质的温度状况大致可以分为三种:高温(>150℃)，中温(90℃-150℃)，低温(<90℃)系统。其中最适合用来发电的只有高温地热系统。因为高温地热资源具有较高的值。尤其是一些直接产生蒸汽的热田，如果用来发电的话,效率相对较高。中低温地热系统大部分采取直接利用的方式(供暖、洗浴等)进行开发。我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9％，可采储量相当于4626.5亿t标准煤。我国的高温地热资源(热储温度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省。环太平洋地热带通过我国的台湾省，高温温泉达90处以上；地中海喜马拉雅地热带通过西藏南部和云南、四川西部。西藏高温热田主要集中在羊八井裂谷带，其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田，构成中国高温热田最富集的地带；云南是全国发现温泉最多的省，高温热田主要分布在怒江以西的腾冲-瑞丽地区，约20处；川西分布着8个高温地热区，为藏滇高温地热带的一部分。我国主要以中低温地热资源为主，中低温地热资源分布广泛，几乎遍布全国各地，主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、山东半岛和东南沿海地区，其主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩，温度在40℃-80℃左右。由此可见，我国地热资源非常丰富，开采潜力巨大，尤其是干热岩的开发和高效利用，意义重大。干热岩的开发利用，主要是利用地下高温但又由于低孔隙度和渗透性而缺少流体的岩石(体)中储存的热量，需要通过人工压裂形成增强型地热系统(EnhancedGeothermalSystem)才能得以开采。通常采用高压水注入、压裂岩石、孔隙换热、产出蒸汽的方式开采。这意味着干热岩的开发利用，设备初投资非常大。如果能够提高下游发电系统的发电效率，则可显著降低整个系统的初投资。发电系统发电效率的提升通常有两种途径，一种是提升发电循环的温度等主参数，另一种则是采用新型高效的动力循环形式。对于干热岩发电而言，提升发电循环的温度，受制于当地地理条件的限制以及干热岩开采深度的限制，难度较大。那么采用新型高效的动力循环形式，则是提升干热岩发电系统效率的一种重要途径。然而经调研，目前采用新型高效的动力循环形式的干热岩发电研究相对较少，更是鲜有高效超临界二氧化碳干热岩发电技术的研究。因此，还需要大量的原创性工作。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组，该系统的干热岩发电效率较高。为达到上述目的，本技术所述的间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组包括水压取热系统及超临界二氧化碳发电系统，其中，水压取热系统包括水泵、注水井、回水井以及埋藏于地下的干热岩压裂带，其中，注水井的底部及回水井的底部均伸入到干热岩压裂带内，超临界二氧化碳发电系统中主换热器的放热侧出口经水泵与注水井相连通，回水井与超临界二氧化碳发电系统中主换热器的放热侧入口相连通。所述超临界二氧化碳发电系统包括主换热器、压缩机、回热器、低温加热器、高温加热器、透平及发电机；低温加热器及高温加热器均位于主换热器内，且高温加热器及低温加热器沿主换热器内水的流动方向依次分布，主换热器的放热侧出口经水泵与注水井相连通，回水井与主换热器的放热侧入口相连通，压缩机的出口与回热器的冷侧入口及低温加热器的入口相连通，回热器的冷侧出口及低温加热器的出口与高温加热器的入口相连通，高温加热器的出口与透平的入口相连通，透平的出口经回热器的热侧及预冷器与压缩机的入口相连通，透平与发电机及压缩机相连接。压缩机、透平及发电机同轴布置。还包括第一阀门及第二阀门，其中，压缩机的出口经第一阀门与低温加热器的入口相连通，压缩机的出口经第二阀门与回热器的冷侧入口相连通。本技术具有以下有益效果：本技术所述的间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组在具体操作时，通过水压取热系统中的蒸汽/水工质收集储存于干热岩压裂带中的热量，然后再将收集的热量换热给超临界二氧化碳发电系统，超临界二氧化碳发电系统利用换热得到的热量进行发电，以提高干热岩的发电效率，同时实现超临界二氧化碳发电系统与干热岩压裂带相结合实现发电，结构简单，操作方便，能够有效的降低单位发电量的设备初投资。进一步，通过回热器、高温加热器及低温加热器采用分流加热的方式进行升温发电，从而提高热量的利用率，进而提高干热岩的发电效率。附图说明图1为本技术的结构示意图。其中，11为水泵、12为注水井、13为干热岩压裂带、14为回水井、21为压缩机、22为回热器、23为主换热器、23a为低温加热器、23b为高温加热器、24为透平、25为发电机、26为预冷器、K1为第一阀门、K2为第二阀门。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述：如图1所示，本技术所述的间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组包括水压取热系统及超临界二氧化碳发电系统，其中，水压取热系统包括水泵11、注水井12、回水井14以及埋藏于地下的干热岩压裂带13，其中，注水井12的底部及回水井14的底部均伸入到干热岩压裂带13内，超临界二氧化碳发电系统中主换热器23的放热侧出口经水泵11与注水井12相连通，回水井14与超临界二氧化碳发电系统中主换热器23的放热侧入口相连通。所述超临界二氧化碳发电系统包括主换热器23、压缩机21、回热器22、低温加热器23a、高温加热器23b、透平24及发电机25；低温加热器23a及高温加热器23b均位于主换热器23内，且高温加热器23b及低温加热器23a沿主换热器23内水的流动方向依次分布，主换热器23的放热侧出口经水泵11与注水井12相连通，回水井14与主换热器23的放热侧入口相连通，压缩机21的出口与回热器22的冷侧入口及低温加热器23a的入口相连通，回热器22的冷侧出口及低温加热器23a的出口与高温加热器23b的入口相连通，高温加热器23b的出口与透平24的入口相连通，透平24的出口经回热器22的热侧及预冷器26与压缩机21的入口相连通，透平24与发电机25及压缩机21相连接，其中，压缩机21、透平24及发电机25同轴布置。本技术还包括第一阀门K1及第二阀门K2，其中，压缩机21的出口经第一阀门K1与低温加热器23a的入口相连通，压缩机21的出口经第二阀门K2与回热器22的冷侧入口相连通。本技术的具体工作过程为：在水压取热系统中，主换热器23输出的水经水泵11升压后通过注水井12注入到干热岩压裂带13中，再在干热岩压裂带13中与高温岩石换热，吸收岩石中储存的热量，完成吸热的水被回水井14收集并送至主换热器23中。在超临界二氧化碳发电系统中，经压缩机21升压后的超临界二氧化碳分为两路，其中一路进入到低温加热器23a中吸热，另一路进入到回热器22的冷侧中回热升温，两路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组，其特征在于，包括水压取热系统及超临界二氧化碳发电系统，其中，水压取热系统包括水泵(11)、注水井(12)、回水井(14)以及埋藏于地下的干热岩压裂带(13)，其中，注水井(12)的底部及回水井(14)的底部均伸入到干热岩压裂带(13)内，超临界二氧化碳发电系统中主换热器(23)的放热侧出口经水泵(11)与注水井(12)相连通，回水井(14)与超临界二氧化碳发电系统中主换热器(23)的放热侧入口相连通。

【技术特征摘要】
1.一种间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组，其特征在于，包括水压取热系统及超临界二氧化碳发电系统，其中，水压取热系统包括水泵(11)、注水井(12)、回水井(14)以及埋藏于地下的干热岩压裂带(13)，其中，注水井(12)的底部及回水井(14)的底部均伸入到干热岩压裂带(13)内，超临界二氧化碳发电系统中主换热器(23)的放热侧出口经水泵(11)与注水井(12)相连通，回水井(14)与超临界二氧化碳发电系统中主换热器(23)的放热侧入口相连通。2.根据权利要求1所述的间接换热的超临界二氧化碳干热岩发电机组，其特征在于，所述超临界二氧化碳发电系统包括主换热器(23)、压缩机(21)、回热器(22)、低温加热器(23a)、高温加热器(23b)、透平(24)及发电机(25)；低温加热器(23a)及高温加热器(23b)均位于主换热器(23)内，且高温加热器(23b)及低温加热器(23a)沿主换热器(23)内水的流动方向依次分布，主换热器(23)的放热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一帆，李红智，聂鹏，陈渝楠，姚明宇，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61