The invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system utilizing submarine geothermal energy. The supercritical carbon dioxide compressor and supercritical carbon dioxide permeability in the power generation system are arranged on the seabed filled with low temperature and high pressure seawater, and the heat exchanger of the submarine thermal rock layer is arranged in the seabed thermal rock layer; the driving motor is used to drive the supercritical carbon dioxide compressor to rotate, and the supercritical carbon dioxide compression is carried out. The outlet of the machine passes through the seabed water-proof stratum and connects with the inlet of the seabed heat exchanger in the seabed hot rock stratum. The outlet of the seabed heat exchanger passes through the seabed hot rock stratum and seabed water-proof stratum and connects with the inlet of the supercritical carbon dioxide turbine. The supercritical carbon dioxide turbine rotates to drive the generator. The outlet of the supercritical carbon dioxide turbine is connected with the inlet of the cooler. The outlet is connected to the supercritical carbon dioxide compressor. The invention utilizes seabed geothermal energy as system heat source, uses seawater as cold source and provides environmental pressure, and has the advantages of clean environmental protection, compact structure and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统
本专利技术属于新能源发电
,特别涉及一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统。
技术介绍
当今世界的发展速度与日俱增,能源日趋紧缺,以煤炭发电技术为主的能源供给方式显然已经不符合环保可持续发展的需求。地热能作为无污染的洁净能源脱颖而出,它是由地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变产生的,其储量巨大,远远超过人类所需。据推算统计,在离地球表面5000米深处,蕴藏着约为1.45×1026焦耳的热量,与4948万亿吨标准煤的热量相当。从一定层面上来说,地热能是取之不竭的可再生能源。当前人类只对陆地上的地热资源进行了一定规模的开发,然而地球表面的71%被海洋覆盖,面积高达到36110万平方公里,因此海底赋存着更为丰富的地热资源。以加利福尼亚湾恩塞纳达港口为例,仅在离岸不到100米的200米深处,其温度已经达到了102℃。初步估计该海底拥有约10万兆瓦潜力的地热能,平均温度可达330℃。对于二氧化碳而言,当压力大于7.4MPa,温度高于31.1℃时,便进入超临界态,此时,二氧化碳在一定的运行参数范围内密度较大且无相变;特别的,临界点附近比热容变化剧烈,具有良好的传质性能,携热能力强,可使布雷顿循环核心旋转机械设备兼具高紧凑度和高效的优势。因此,超临界二氧化碳是构成布雷顿循环的优良工质,具有良好的工程应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的局限性,提供了一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统,利用富足的海底地热能为热源,无污染且成本低廉;利用海底低温高压的海水作为冷源并提供较高的环境压力,提高系统成本和稳 ...
【技术保护点】
1.一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,包括驱动电机(2)、超临界二氧化碳压缩机(3)、海底热岩层换热器(6)、超临界二氧化碳透平(7)、发电机(8)和冷却器(9);其中,驱动电机(2)、超临界二氧化碳压缩机(3)、超临界二氧化碳透平(7)、发电机(8)和冷却器(9)均布置在充满低温高压海水(1)的海底,海底下方依次为海底隔水岩层(4)和海底热岩层(5),海底热岩层换热器(6)设置在海底热岩层(5)内;驱动电机(2)用于带动超临界二氧化碳压缩机(3)旋转,超临界二氧化碳压缩机(3)出口穿过海底隔水岩层(4),与处于海底热岩层(5)的海底热岩层换热器(6)入口相连通,海底热岩层换热器(6)出口穿出海底热岩层(5)和海底隔水层(4),与超临界二氧化碳透平(7)入口连通,超临界二氧化碳透平(7)旋转做功驱动发电机(8),超临界二氧化碳透平(7)出口与冷却器(9)入口相连,冷却器(9)出口连通超临界二氧化碳压缩机(3)。
【技术特征摘要】
1.一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,包括驱动电机(2)、超临界二氧化碳压缩机(3)、海底热岩层换热器(6)、超临界二氧化碳透平(7)、发电机(8)和冷却器(9);其中,驱动电机(2)、超临界二氧化碳压缩机(3)、超临界二氧化碳透平(7)、发电机(8)和冷却器(9)均布置在充满低温高压海水(1)的海底,海底下方依次为海底隔水岩层(4)和海底热岩层(5),海底热岩层换热器(6)设置在海底热岩层(5)内;驱动电机(2)用于带动超临界二氧化碳压缩机(3)旋转,超临界二氧化碳压缩机(3)出口穿过海底隔水岩层(4),与处于海底热岩层(5)的海底热岩层换热器(6)入口相连通,海底热岩层换热器(6)出口穿出海底热岩层(5)和海底隔水层(4),与超临界二氧化碳透平(7)入口连通,超临界二氧化碳透平(7)旋转做功驱动发电机(8),超临界二氧化碳透平(7)出口与冷却器(9)入口相连,冷却器(9)出口连通超临界二氧化碳压缩机(3)。2.根据权利要求1所述的一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,该发电系统布置在500m~3000m的海底。3.根据权利要求2所述的一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,该海底深度范围的海水(1)压力为4.9MPa~29.4MPa,温度为1℃~10℃,所处的海底热岩层(5)温度在100℃~350℃之间。4.根据权利要求1所述的一种利用海底地热能的超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,超临界二氧化碳压缩机(3)采用单级或双级的离心式压缩机,其入口压力范围为7.5MPa~10MPa,入口温度范围为31.5℃~40℃,...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢永慧,施东波,张荻,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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