地热驱动节能型CO制造技术

本实用新型专利技术公开了一种地热驱动节能型CO

【技术实现步骤摘要】
地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统
本技术涉及发电装置，尤其涉及一种地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统。
技术介绍
随着化石能源的大量利用，资源紧缺日益凸显，地热能作为一种新的可再生清洁能源，受到了国内外的广泛关注。地热能以热力形式存在的天然热能，一般直接转化为电能使用。我国有巨大的地热能资源基础，但是它的开发受到热液系统限制。传统的地热发电系统使用水作为地热载体。虽然水的许多性质都适合成为工作流，但是其在高温下对于岩石矿物的高溶解性，使得增强型地热系统的储集非常困难。而另一种载体CO2，因其环境友好、热效率高、且可与现有的多种热源系统结合应用的特点，成为未来发电极具前景的工作流体之一；同时，随着温室效应的逐渐加剧，CO2的存储和利用成为了影响国家绿色发展战略的重要问题。
技术实现思路
技术目的：针对现阶段中低品位热源利用率低、循环系统热损失大、输出效率低等问题，本技术的目的是提供一种地热驱动节能型CO2-Kalina发电装置，以CO2作为地热载体，利用地热能并结合Kalina循环，实现高效节能发电。技术方案：一种地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统，包括地埋管换热器，与所述地埋管换热器出口连接的第一分流器，与所述第一分流器出口连接的第一压缩机和涡轮机，与所述第一压缩机出口连接的相变蓄热器，与所述相变蓄热器出口连接的高压储液罐，与所述涡轮机连接的第一回热器，与所述第一回热器连接的第二压缩机，与所述第二压缩机连接的第二分流器，与第二分流器连接的低压储液罐，与所述高压储液罐和低压储液罐连接的混合器，与所述第一回热器氨蒸汽进口连接的分离器，与所述第一回热器氨蒸汽出口连接的汽轮机，与所述汽轮机连接的第二回热器，与所述第二回热器氨蒸汽出口连接的吸收器。所述相变蓄热器为三套管式换热器，中间层为纳米胶囊相变蓄热材料，内层流过高压高温液体二氧化碳，外层流过低温液体二氧化碳。进一步的，所述分离器和吸收器之间，设有第一调节阀。进一步的，所述高压储液罐和混合器之间，设有第二调节阀。进一步的，所述低压储液罐和混合器之间，设有第三调节阀。进一步的，所述第二压缩机与低压储液罐之间，设有第四调节阀。进一步的，所述吸收器出口、所述第三调节阀与低压储液罐连接的管道上均设有泵。有益效果与现有技术，本技术具有如下进步：(1)CO2具有膨胀性大、粘度较低、密度小，流动性强以及对岩石矿物的溶解有效性低等特点。使用CO2作为地热载热流体，可减少或消除结垢问题，满足环境友好、热效率高、经济性好的系统需求。系统中循环的CO2来自于工业生产的废气，经过涡轮机发电后最终被压缩储存在地下，减少了工业CO2的排放，有利于减缓温室效应。(2)本技术引入了Kalina循环，Kalina循环中氨水的吸热蒸发过程是变温过程，使得Kalina循环中热源放热曲线与氨水吸热蒸发过程曲线更好地匹配，降低不可逆损失，有效提高地热余热的利用效率，实现能源的阶梯利用。(3)本技术增设了相变蓄热器，非用电高峰期蓄热，用电高峰期放热，实现峰谷电不同工况的负荷需求，提高能源利用率，减少能量耗散。相变蓄热器为三套管式换热器，中间层的相变蓄热材料选用纳米胶囊，集储热和强化传热功能于一身，改善了蓄热效果。附图说明图1是地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统结构示意图；图2是地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统连接示意图；图3(a)是相变蓄热器的立体结构示意图；图3(b)是相变蓄热器的横截面示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程进行充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。本技术的一种地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统，由CO2循环发电回路和Kalina循环发电回路构成。如图1-2所示，CO2循环发电回路包括地埋管换热器1、第一分流器2、第一压缩机3、涡轮机4、第一回热器5、第二压缩机6、第二分流器21、低压储液罐7、相变蓄热器8、高压储液罐9和混合器10。地埋管换热器1的CO2出口1-2连接第一分流器2的CO2进口2-1，第一分流器2的CO2第一出口2-2连接第一压缩机3的CO2进口3-1，第一分流器2的CO2第二出口2-3连接涡轮机4的CO2第一进口4-1，第一压缩机3的CO2出口3-2连接相变蓄热器8的CO2进口8-1。相变蓄热器8的高温CO2出口8-2连接高压储液罐9的CO2进口9-1，高压储液罐9的CO2出口9-2连接混合器10的高温CO2进口10-1；涡轮机4的CO2出口4-3连接第一回热器5的CO2进口5-1；第一回热器5的CO2出口5-2连接第二压缩机6的CO2进口6-1；第二压缩机6的CO2出口6-2连接第二分流器21的CO2进口21-1；第二分流器的第一出口21-3连接低压储液罐7的CO2进口7-1，第二分流器的第二出口21-2通向地下回注井；低压储液罐7的CO2出口7-2连接混合器10的低温CO2进口10-2；混合器10的CO2出口10-3连接相变蓄热器8的低温CO2进口8-3，相变蓄热器8的低温CO2出口8-4连接涡轮机4的CO2第二进口4-2。Kalina循环发电回路包括第一回热器5、分离器11、第二回热器12、汽轮机13和吸收器14。第一回热器5的氨蒸汽进口5-4连接分离器11的富氨蒸汽出口11-1，第一回热器5的氨蒸汽出口5-3连接汽轮机13的氨蒸汽进口13-1，汽轮机13的氨蒸汽出口13-2连接第二回热器12的氨蒸汽进口12-1，第二回热器12的氨蒸汽出口12-3连接吸收器14的氨进口14-1，分离器11的氨水溶液进口11-3连接第二回热器12的氨水溶液出口12-2，分离器11的贫氨溶液出口11-2经第一调节阀16，连接吸收器14的氨进口14-1。进一步的，高压储液罐9和混合器10之间，还设有第二调节阀17，低压储液罐7和混合器10之间，设有第三调节阀19，第三调节阀19与低压储液罐7连接的管道上设有第二泵体18，第二压缩机6和低压储液罐7之间，设有第四调节阀20。各部件的连接关系为，第二调节阀17的CO2进口17-1与高压储液罐9的CO2出口9-2连接，第二调节阀17的CO2进口17-2与混合器10的高温CO2进口10-1连接；第二泵体18的低温CO2出口18-2与混合器10的低温CO2进口10-2连接，第二泵体18的低温CO2进口18-2与第三调节阀19的低温CO2出口19-1连接，第三调节阀19的CO2进口19-2与低压储液罐7的CO2出口7-2连接，第四调节阀20的CO2进口20-1与第二压缩机6出口相连。分离器11和吸收器14之间，设有第一调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地热驱动节能型CO

【技术特征摘要】
1.一种地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统，其特征在于：包括地埋管换热器(1)，与所述地埋管换热器(1)出口连接的第一分流器(2)，与所述第一分流器(2)出口连接的第一压缩机(3)和涡轮机(4)，与所述第一压缩机(3)出口连接的相变蓄热器(8)，与所述相变蓄热器(8)出口连接的高压储液罐(9)，与所述涡轮机(4)连接的第一回热器(5)，与所述第一回热器连接的第二压缩机(6)，与所述第二压缩机(6)连接的第二分流器(21)，与所述第二分流器(21)连接的低压储液罐(7)，与所述高压储液罐(9)和低压储液罐(7)连接的混合器(10)，与所述第一回热器(5)氨蒸汽进口连接的分离器(11)，与所述第一回热器(5)氨蒸汽出口连接的汽轮机(13)，与所述汽轮机(13)连接的第二回热器(12)，与所述第二回热器(12)氨蒸汽出口连接的吸收器(14)。


2.根据权利要求1所述的地热驱动节能型CO2-Kalina发电系统，其特征在于：所述相变蓄热器为三套管式换热器，中间层为纳米胶囊相变蓄热材料，内层流过高压高温液体二氧化碳，外层流过低温液体二氧化碳。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炫麟，秦露雯，华君叶，赵孝保，李奇贺，李栋，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32