一种高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统，汽轮机组的排汽口经高背压凝汽器的放热侧与凝汽器的入口相连通，凝汽器的出口与低加回热系统相连通；热用户的出口经高背压凝汽器的吸热侧及尖峰加热器的吸热侧与热用户的入口相连通；钻井内设置有地埋管换热器，其中，地埋管换热器的出口经加压泵与尖峰加热器的放热侧入口相连通，尖峰加热器的放热侧出口与地埋管换热器的入口相连通，该系统能够在大量回收干热岩热量的同时，提升极寒期热网循环水供水温度，替换火电厂集中供热模式下原有高压蒸汽汽源用于尖峰加热器加热，减少全厂供热标煤消耗量，提升火电机组供热经济性，对于火电厂节能减排具有重要的意义。重要的意义。重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统


[0001]本技术属于大型火力发电厂节能减排领域，涉及一种高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统。

技术介绍

[0002]在我国冬季供热需求量大的北方地区，以火力发电厂为热源对城镇进行集中供热是当前的主流供热形式，为了提升火电发电厂的供热经济性，近年来通过对汽轮机改造衍生出高背压供热模式，高背压供热是将汽轮机低压缸排汽压力提高，从而使排汽温度提高，加热进入高背压凝汽器的热网循环水，对外供热，也就是使凝汽器成为供热系统的第一级热网加热器，充分利用机组排汽的汽化潜热加热热网循环水，将冷源损失降为零，提高机组的综合能量利用效率。采用该方法供热是在不增加机组规模的前提下，回收排汽乏热，增加供热量，增大供热面积。
[0003]高背压供热时受限于低压缸排汽压力(一般不超过54kPa)，使得加热后的热网循环水温度一般不超过80℃，不满足供热极寒期的热网供水温度要求。因此，高背压供热作为基本加热器热源常耦合尖峰加热器进行梯级加热后供热，通过高背压供热将热网循环水先进行一次加热，然后热网循环水经过尖峰加热器进行二次加热提温后再外供，尖峰加热器的汽源常采取高背压中排抽汽或者临机的高压汽源。由于高品质汽源用于供热时未经过汽轮机做功，相比于高背压供热经济性较差，引起锅炉耗煤量增加，提高了供热成本，因此，为了提高火力发电厂集中供热经济性，可采取合适的热源替代尖峰加热汽源，减少电厂高品质汽源用于供热，从而降低全厂标煤消耗量，达到节能减排的目的。
[0004]干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体，普遍埋藏于距地表2～6km，温度为150～650℃的不含水或蒸汽的干热岩体，热能赋存于各种变质岩或结晶类岩体中，这部分热量来自地球内部热核反应，现阶段，干热岩地热资源是专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体，保守估计地壳中干热岩(3—10km深处)所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。联合国有关新能源报告显示：在全球地层深度5km范围内，地热资源量相当于约4 900
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t标准煤，干热岩在地球上的蕴藏量十分丰富，若将它开采出来加以应用，可以满足人类长期使用。我国的地热资源储量约占全球总储量的16.7％，开发价值和利用潜力巨大。对于干热岩开发项目，一般是通过钻机向地下一定深度的岩层钻孔，在钻孔中安装密闭的金属地埋管换热器，地埋管换热器中循环介质与岩层换热，经地埋管换热器加热的循环介质与地面的换热装置进行热量交换，从而完成整个热量传递和供热介质循环的过程。
[0005]由此可见，若将干热岩地热能用于火电厂集中供热系统的尖峰热源，通过储热丰富的干热岩地热能替代传统的尖峰加热器的高压汽源，可有效减少高品质汽源抽汽量用于供热，降低全厂用于供热的标煤消耗量，对于双碳目标下火力发电厂节能减排具有重大的意义，然而现有技术中并没有给出类似的公开。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统，该系统能够在大量回收干热岩热量的同时，提升极寒期热网循环水供水温度，替换火电厂集中供热模式下原有高压蒸汽汽源用于尖峰加热器加热，减少全厂供热标煤消耗量，提升火电机组供热经济性，对于火电厂节能减排具有重要的意义。
[0007]为达到上述目的，本技术所述的高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统包括高背压凝汽器、凝汽器、钻井、地埋管换热器、尖峰加热器、加压泵及热用户；
[0008]汽轮机组的排汽口经高背压凝汽器的放热侧与凝汽器的入口相连通，凝汽器的出口与低加回热系统相连通；
[0009]热用户的出口经高背压凝汽器的吸热侧及尖峰加热器的吸热侧与热用户的入口相连通；
[0010]钻井内设置有地埋管换热器，其中，地埋管换热器的出口经加压泵与尖峰加热器的放热侧入口相连通，尖峰加热器的放热侧出口与地埋管换热器的入口相连通。
[0011]汽轮机组的排汽口经第一阀门与高背压凝汽器的放热侧相连通。
[0012]高背压凝汽器的放热侧经第二阀门与凝汽器的入口相连通。
[0013]凝汽器的出口经凝结水泵与低加回热系统相连通。
[0014]热用户的出口经热网循环水泵与高背压凝汽器的吸热侧相连通。
[0015]高背压凝汽器的吸热侧经第三阀门与尖峰加热器的吸热侧相连通。
[0016]尖峰加热器的吸热侧经第四阀门与热用户的入口相连通。
[0017]地埋管换热器的出口经加压泵及第五阀门与尖峰加热器的放热侧入口相连通。
[0018]本技术具有以下有益效果：
[0019]本技术所述的高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统在具体操作时，干热岩热量通过两级换热用于热网循环水二次加热，一级换热是干热岩通过地埋管换热器与循环介质换热，二级换热是循环介质与热网循环水进行换热，最终实现将干热岩地热能热量传递给热网循环水。当高背压供热机组检修或事故停机无法供热时，则采用干热岩直接加热热网循环水对外供热。因此，本技术通过干热岩地热能补充供热量，减少汽轮机尖峰汽源抽汽量，增加汽轮机做功能力，降低燃煤机组供热耗煤量，干热岩地热能对应的尖峰加热器工作状态可根据对外供热需求随时进行调整，供热灵活性好，供热可靠性和安全性高。
附图说明
[0020]图1为本技术的结构示意图。
[0021]其中，1为高背压凝汽器、2为凝汽器、3为凝结水泵、4为钻井、5为地埋管换热器、6为尖峰加热器、7为加压泵、8为热用户、9为热网循环水泵。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的
实施例仅仅是本技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本技术公开的概念。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0023]在附图中示出了根据本技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0024]参考图1，本技术所述的高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统包括高背压凝汽器1、凝汽器2、凝结水泵3、钻井4、地埋管换热器5、尖峰加热器6、加压泵7、热用户8及热网循环水泵9；
[0025]汽轮机组的排汽口经第一阀门、高背压凝汽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统，其特征在于，包括高背压凝汽器(1)、凝汽器(2)、钻井(4)、地埋管换热器(5)、尖峰加热器(6)、加压泵(7)及热用户(8)；汽轮机组的排汽口经高背压凝汽器(1)的放热侧与凝汽器(2)的入口相连通，凝汽器(2)的出口与低加回热系统相连通；热用户(8)的出口经高背压凝汽器(1)的吸热侧及尖峰加热器(6)的吸热侧与热用户(8)的入口相连通；钻井(4)内设置有地埋管换热器(5)，其中，地埋管换热器(5)的出口经加压泵(7)与尖峰加热器(6)的放热侧入口相连通，尖峰加热器(6)的放热侧出口与地埋管换热器(5)的入口相连通。2.根据权利要求1所述的高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统，其特征在于，汽轮机组的排汽口经第一阀门与高背压凝汽器(1)的放热侧相连通。3.根据权利要求2所述的高背压供热耦合干热岩地热能提温的梯级加热系统，其特征在于，高背压凝汽器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利，田忠玉，王洋，俞骏，余小兵，王春燕，李圣，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，
类型：新型
国别省市：