本发明涉及地热发电技术领域,特别是一种高效有机朗肯循环地热发电系统。
背景技术:
在有机朗肯循环(orc)地热发电系统设计中,由于地热蒸汽和地热水的压力、流量、焓值等参数不同,往往分别进入两个独立的热交换器,作为热源依次加热有机工质,最终产生饱和工质蒸气并进入透平机做功,从而达到发电目的。换热后的地热流体混合后进入地热尾水回灌系统,最终被送至回灌井进行回灌。
上述现有系统设计存在以下不足:
通常情况下,由于生产井附近不具备建厂条件,电厂厂址与井口相隔一定的距离,有时能达数公里。为了避免流体对输送管线的冲刷和振动,往往将汽水分离器设在井口附近,将分离出的地热蒸汽和热水通过不同的管线分别送入电厂。到达电厂的蒸汽往往是饱和蒸汽,蒸汽通过蒸发器与有机工质换热,因此换热后产生的冷凝水实际仍接近饱和状态,具有较高热值。而常规设置方案是将冷凝水与换热后的地热水混合,直接进行回灌。其结果是,地热流体能量利用不充分,造成了资源浪费,且系统发电效率较低,热经济性较差。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,提供了一种高效有机朗肯循环地热发电系统。
本发明采用的技术方案如下:一种高效有机朗肯循环地热发电系统,包括生产井、与生产井连接的汽水分离器、回灌井、透平机、与透平机连接的发电机、空冷岛、蒸发器、二级热量利用装置、1#预热器,所述汽水分离器通过地热流体管道分别与蒸发器和1#预热器连接,所述蒸发器通过地热流体管道与二级热量利用装置连接,所述二级热量利用装置和1#预热器均通过地热流体管道连接至回灌井;所述蒸发器通过有机工质管道依次与透平机、空冷岛连接,所述空冷岛通过有机工质管道分别与1#预热器和二级热量利用装置连接,所述1#预热器和二级热量利用装置通过有机工质管道均与蒸发器连接。
进一步的,所述二级热量利用装置包括冷凝水扩容器、2#预热器和3#预热器,所述蒸发器通过地热流体管道与冷凝水扩容器连接,所述冷凝水扩容器通过地热流体管道分别与2#预热器和3#预热器连接,所述2#预热器和3#预热器通过地热流体管道均与回灌井连接;所述空冷岛通过有机工质管道分别与2#预热器和3#预热器连接,所述2#预热器和3#预热器通过有机工质管道均与蒸发器连接。
进一步的,所述空冷岛与1#预热器、2#预热器、3#预热器之间的有机工质管道设置了工质泵。
与现有技术相比,采用上述技术方案的有益效果为:采用本发明的技术方案,使蒸发器出口的冷凝水进入二级热量利用装置,实现了地热能源阶梯性利用。二级热量利用装置采用冷凝水扩容器进行降压扩容,继而产生二次蒸汽和热水,再分别进入两级独立的预热器(2#和3#预热器),依次加热有机工质。两级换热后的地热尾水,联同1#预热器出口尾水,进行混合并回灌。本发明实现深度阶梯性能源利用,能有效提高系统发电效率,产生较好的经济效益。
附图说明
图1是本发明一种高效有机朗肯循环地热发电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示,一种高效有机朗肯循环地热发电系统,包括生产井、与生产井连接的汽水分离器、回灌井、透平机、与透平机连接的发电机、空冷岛、蒸发器、二级热量利用装置、1#预热器,所述汽水分离器通过地热流体管道分别与蒸发器和1#预热器连接,所述汽水分离器和蒸发器之间是传输地热蒸汽,所述汽水分离器与1#预热器之间传输地热水,所述蒸发器通过地热流体管道与二级热量利用装置连接,所述二级热量利用装置和1#预热器均通过地热流体管道连接至回灌井;所述蒸发器通过有机工质管道依次与透平机、空冷岛连接,所述空冷岛通过有机工质管道分别与1#预热器和二级热量利用装置连接,所述1#预热器和二级热量利用装置通过有机工质管道均与蒸发器连接。本实施例的技术方案,蒸发器出口的冷凝水进入二级热量利用装置,两级换热后的地热尾水,联同1#预热器出口尾水,进行混合并回灌。该系统针对地热流体不同参数,进行深度阶梯性能源利用,节约了地热资源,能有效提高系统发电效率,产生较好的经济效益。
优选地,所述二级热量利用装置包括冷凝水扩容器、2#预热器和3#预热器,所述蒸发器通过地热流体管道与冷凝水扩容器连接,所述冷凝水扩容器通过地热流体管道分别与2#预热器和3#预热器连接,所述冷凝水扩容器与2#预热器之间传输地热水,所述冷凝水扩容器和3#预热器之间传输地热蒸汽,所述2#预热器和3#预热器通过地热流体管道均与回灌井连接;所述空冷岛通过有机工质管道分别与2#预热器和3#预热器连接,所述2#预热器和3#预热器通过有机工质管道均与蒸发器连接。蒸发器出口的冷凝水进入冷凝水扩容器进行降压扩容,继而产生二次蒸汽和热水,再分别进入两级独立的预热器(2#和3#预热器),依次加热有机工质。两级换热后的地热尾水,联同1#预热器出口尾水,进行混合并回灌。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员,在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进,都应该属于本发明权利要求保护的范围。