海洋温差能和地热能联合发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海洋温差能和地热能联合发电系统，它主要由蓄水池、海洋温差发电子系统、水处理子系统、注水操作台和地热发电子系统组成。冷海水管连通蓄水池，温海水管穿过低于海平面的海洋温差发电子系统后与地热发电子系统的注水井相连通。海洋温差发电子系统依靠海水的压差作用和采用高效冷凝管等技术实现全流程无泵运行，地热发电子系统采用冷海水作为冷却水源以维持更低的冷凝温度。因此本发明专利技术不仅实现了提高海洋温差净发电效率的目的，而且同时提高了地热发电效率，联合发电系统的能量利用率得到大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源联合发电
，特别是涉及ー种海洋温差能和地热能联合发电系统。
技术介绍
能源是人类生存及经济发展所不可缺少的。地球表面积的70%是海洋，而海洋是巨大的能源库。太阳注入地球表面的能量大约2/3用于加热海面表层海水，其与深水的 温差超过20°C以上。理论上热水温差在16. 6°C即可用于发电，因此南北纬度在20度以内的热带海洋都适合温差发电。据计算南北纬20度之间的海洋洋面，要将其中一半用来发电，水温仅平均下降1°C，能获得600亿kW的电能，相当于目前全世界所产生的全部电能。同时利用海洋温差能发电不消耗燃料，不排放污染物，而且储藏丰富，取之不竭，还可得到许多副产品。当今海洋温差发电的主要方式有闭式循环系统和开式循环系统，其中闭式循环系统最为成熟，已经基本上达到商业化水准，而开式循环系统的主要困难是低压汽轮机的效率太低。闭式循环系统的主要组件包括蒸发器、冷凝器、汽轮机、工作流体泵以及温海水泵与冷海水泵。此系统中所有泵的动力消耗占了相当大的一部分发电功率，据计算当海洋温差发电设备电功率为IMW时，厂用电约占50%，当电功率为100MW吋，厂用电仍需占20%，因此减少泵的耗功对于提高海洋温差发电系统的净发电效率具有极其重大的意义。另外，地球的内部储藏巨大的热量。据估计全球99%的物质处于1000°C以上的高温状态，只有不到1%处于100°c以下，尽管其中可利用部分很小，但仅利用现有技术可以开发利用的地热能就大于目前所有化石能源储量30倍以上。同时地热能蕴藏于地层内，不易受外部自然环境因素的影响，易于实现可控制的持续开采，提供持续稳定的能源供应，这是大規模能源供应网络运行所必须具备的条件。常规地热能发电需要大量自然资源，包括天然蒸汽和热水等，这些自然资源通常只能在火山区才能找到，因此在世界大部分地区无法利用地热能发电。而被称为“干热岩石”的非常规地热能是ー种地下普遍存在的地热能源。提取干热岩中的热量，只要打两ロ以上的深井，在其中一口井中注入冷水并使其穿过热岩石，然后将其取回地表，即可获得发电所需热能，而且这种做法可反复进行。此方法技术含量高，对地热地质条件要求低，取得的地热能利用价值大，可直接产生稳定的电能供应，是今后开发利用地热能的方向。目前地热电站效率很低，只有109^15%，由于地热电站通常以地表水作为冷却水源对汽轮机排汽进行冷凝，冷却水温度较高，不仅制约了地热电站效率的提高，同时要求地热电站必须修建出力比火电厂大得多的冷却系统。因此采用温度更低的水作为冷却水源对于提高地热电站的经济效益具有十分重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够同时有效地利用海洋温差能和地热能的联合发电系统，该系统不仅实现提高海洋温差净发电效率的目的，而且同时可以提高地热发电效率。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术解决方案是 本专利技术是ー种海洋温差能和地热能联合发电系统。它包括蓄水池、海洋温差发电子系统、水处理子系统、注水操作台和地热发电子系统；所述的蓄水池设有连通至海水深处的冷海水管；所述的海洋温差发电子系统设有连通至海水表层的温海水管，该温海水管依次穿过海洋温差发电子系统、水处理子系统、注水操作台后与地热发电子系统的注水井输送管连接。 所述的蓄水池底面低于海平面15-25米，蓄水池盖面安装保温隔热板；冷海水管穿过海堤内部连通到蓄水池底部，并在冷海水管的出口设置阀门；所述的地热发电子系统的冷却水管道进ロ布置在蓄水池的空间内。所述的海洋温差发电子系统布置在蓄水池旁并且低于蓄水池底面6(T80米的平整场地中；该海洋温差发电子系统采用低沸点エ质闭式循环系统，它包括蒸发器、汽轮机、高效冷凝管及其贮液箱；蒸发器布置在场地0米水平面上，汽轮机布置在场地上方6(T80米的水平面上，高效冷凝管曲折或盘旋地布置在蓄水池中央的空间内；温海水管穿过海堤内部进入场地空间，并以曲折或盘旋的方式穿过蒸发器，然后依次连接水处理子系统的管路和注水操作台的管路，最后与地热发电子系统的注水井输送管道相连接；整条温海水管水平放置，并在进入场地空间的温海水管前端管道上设置阀门；蒸发器出口的蒸汽管道与汽轮机的进汽管道连接，汽轮机的排汽管道与蓄水池内的高效冷凝管上部连接，高效冷凝管下部连通贮液箱，贮液箱的出口通过管道与蒸发器的进ロ连接且在该管道上设置调节阀门。所述的水处理子系统由给水主管路和旁路组成；所述的给水主管路上设置阀门，给水旁路上设置水处理设备，并在水处理设备前后管路上各设置ー个阀门。所述的注水操作台由注水主管路及其旁路组成；在注水主管路上设置阀门，注水旁路上设置启动水泵，并在启动水泵前后管路上各设置ー个阀门。所述的地热发电子系统采用干热岩技术的低沸点エ质闭式循环系统，它包括蒸发器、汽轮机、冷凝器、エ质流体泵和冷却水泵；地热发电子系统的取水井输送管道曲折或盘旋穿过蒸发器后连通大海；地热发电子系统的冷却水管道的进ロ布置在蓄水池空间内，冷却水管曲折或盘旋穿过冷凝器后连通大海，冷却水管上设置冷却水泵。采用上述方案后，本专利技术的海水温差发电子系统在考虑如何減少泵的耗功这个问题上，注重依靠海水的重力做功和压差做功替代泵的耗功。具体技术主要体现在3个方面 一、由于海洋温差发电子系统布置在海平面以下，温海水依靠重力作用可以自流到蒸发器进行放热过程，故新系统不使用温海水泵。ニ、蓄水池底面低于海平面，冷海水依靠压差作用可以自流到蓄水池。海洋温差发电子系统的汽轮机排汽通过布置在蓄水池内的高效冷凝管进行冷却过程，故新系统采用高效冷凝管取代独立系统的冷凝器，并且不使用冷海水泵。三、海洋温差发电子系统的高效冷凝管及其贮液箱布置在蒸发器的上方，贮液箱内的凝结液依靠重力作用可以自流到蒸发器进行吸热过程，故新系统不使用エ质流体泵。因此，本专利技术的海洋温差发电子系统与独立的海洋温差发电系统的不同之处在于新系统采用高效冷凝管取代独立系统的冷凝器，并取消独立系统的エ质流体泵以及温海水泵和冷海水泵。本专利技术的海洋温差发电子系统可以实现全流程无泵运行，净发电效率得到大幅度的提高。本专利技术的地热发电子系统在考虑如何降低冷却水的温度这个问题上，采用温度很低的冷海水替代地表水作为冷却水源。由于两种水源温度相差大约在10°c 15°C之间，因此新系统可以维持较低的冷凝温度，从而有效提高地热发电系统的能量转换效率。从另ー方面来考虑，地热电站的冷凝器真空度根据实际运行情况不可能太高，很低的冷却水温度可以使凝汽器采用较高的温升来降低所需的冷却水量，因此地热电站冷却系统的建设费用也将大为減少。 综上所述，本专利技术的优点是结合海洋温差能和地热能的特点进行了联合发电的新模式。海洋温差发电子系统可以实现全流程无泵运行，地热发电子系统可以维持更低的冷凝温度。该联合发电系统不仅实现提高海洋温差净发电效率的目的，而且同时进ー步提高了地热发电效率。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进ー步的说明。附图说明图I是本专利技术的系统结构示意 图2是本专利技术的工作原理图。具体实施例方式如图I所示。本专利技术是ー种海洋温差能和地热能联合发电系统，它主要由蓄水池I、海洋温差发电子系统2、水处理子系统3、注水操作台4和地热发电子系统5组成。所述的蓄水池I布置在海堤10附近，蓄水池底面11低于海平面15-25米，蓄水池盖面安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种海洋温差能和地热能联合发电系统，其特征在于它包括蓄水池、海洋温差发电子系统、水处理子系统、注水操作台和地热发电子系统；所述的蓄水池设有连通至海水深处的冷海水管；所述的海洋温差发电子系统设有连通至海水表层的温海水管，该温海水管依次穿过海洋温差发电子系统、水处理子系统、注水操作台后与地热发电子系统的注水井输送管连接。2.根据权利要求I所述的海洋温差能和地热能联合发电系统，其特征在于所述的蓄水池底面低于海平面15-25米，蓄水池盖面安装保温隔热板；冷海水管穿过海堤内部连通到蓄水池底部，并在冷海水管的出口设置阀门；所述的地热发电子系统的冷却水管道进ロ布置在蓄水池的空间内。3.根据权利要求I所述的海洋温差能和地热能联合发电系统，其特征在于所述的海 洋温差发电子系统布置在蓄水池旁并且低于蓄水池底面6(T80米的平整场地中；该海洋温差发电子系统采用低沸点エ质闭式循环系统，它包括蒸发器、汽轮机、高效冷凝管及其贮液箱；蒸发器布置在场地O米水平面上，汽轮机布置在场地上方6(T80米的水平面上，高效冷凝管曲折或盘旋地布置在蓄水池中央的空间内；温海水管穿过海堤内部进入场地空间，并以曲折或盘旋的方式穿过蒸发器，然后依次连接水处理子系统的管路和注水操作台的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宏舟，陈志强，蔡佳莹，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：