一种地热能梯级利用的热电联产装置与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109296416A(43)申请公布日2019.02.01(21)申请号201811361257.4F01K17/02(2006.01)(22)申请日2018.11.15F01D15/10(2006.01)F24T10/10(2018.01)(71)申请人中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司地址102209北京市昌平区北七家镇未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼(72)发明人彭烁周贤李启明钟迪王保民(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.F01K13/00(2006.01)F01K27/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种地热能梯级利用的热电联产装置与方法(57)摘要本发明提供的一种地热能梯级利用的热电联产装置与方法，包括地热井、气液分离器、汽轮机、冷凝器、一级蒸发器、膨胀机、换热器和回灌井，其中，地热井的地热水出口连接气液分离器的入口，气液分离器的高温水蒸气出口连接汽轮机的入口，汽轮机的出口经过冷凝器连接回灌井的入口；气液分离器的高温液体出口连接一级蒸发器的水入口，一级蒸发器的高温有机工质出口连接膨胀机的入口，膨胀机的低温有机工质出口连接一级蒸发器的低温有机工质入口；一级蒸发器的低温水出口连接换热器的热侧入口，换热器的热侧出口连接回灌井的入口；换热器还连接外接设备；本系统将这部分热水利用起来，实现地热能的综合梯级利用，提高地热能的能量利用效率；同时进行发电和供热，实现热电联产。CN109296416ACN109296416A权利要求书1/1页1.一种地热能梯级利用的热电联产装置，其特征在于，包括地热井(1)、气液分离器(2)、汽轮机(3)、冷凝器(4)、一级蒸发器(5)、膨胀机(6)、换热器(12)和回灌井(15)，其中，地热井(1)的地热水出口连接气液分离器(2)的入口，气液分离器的高温水蒸气出口连接汽轮机(3)的入口，汽轮机(3)的出口经过冷凝器(4)连接回灌井(15)的入口；气液分离器(2)的高温液体出口连接一级蒸发器(5)的水入口，一级蒸发器(5)的高温有机工质出口连接膨胀机(6)的入口，膨胀机(6)的低温有机工质出口连接一级蒸发器(5)的低温有机工质入口；一级蒸发器(5)的低温水出口连接换热器(12)的热侧入口，换热器(12)的热侧出口连接回灌井(15)的入口；换热器(12)还连接外接设备。2.根据权利要求1所述的一种地热能梯级利用的热电联产装置，其特征在于，膨胀机(6)的低温有机工质出口和一级蒸发器(5)的低温有机工质入口之间设置有凝汽器(7)。3.根据权利要求1所述的一种地热能梯级利用的热电联产装置，其特征在于，膨胀机(6)的低温有机工质出口和一级蒸发器(5)的低温有机工质入口之间设置有第一储罐(8)。4.根据权利要求3所述的一种地热能梯级利用的热电联产装置，其特征在于，第一储罐(8)和一级蒸发器(5)的低温有机工质入口之间设置有工质泵(9)。5.根据权利要求1所述的一种地热能梯级利用的热电联产装置，其特征在于，一级蒸发器(5)的低温水出口连接有二级蒸发器(10)，其中，一级蒸发器(5)的低温水出口连接二级蒸发器(10)的水入口，二级蒸发器(10)的制冷剂出口连接换热器(12)的热侧入口，换热器(12)的热侧出口连接用于储存制冷剂的第二储罐(13)的入口，第二储罐(13)的出口连接二级蒸发器(10)的制冷剂的入口；二级蒸发器(10)的出水口连接回灌井(15)的入口。6.一种地热能梯级利用的热电联产方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种地热能梯级利用的热电联产装置，包括以下步骤：地热水从地热井(1)中抽出送至气液分离器(2)中进行气液分离，气液分离器(2)的高温蒸气送至汽轮机(3)中做功发电；汽轮机(3)的乏汽排入至冷凝器(4)内进行降温排至回灌井(15)内；气液分离器(2)的高温液体水送至一级蒸发器(5)内对有机工质进行加热，升温后的有机工质进入膨胀机(6)做功发电，之后再进入一级蒸发器(5)内循环使用；经过一级蒸发器(5)降温后的液体水，进入换热器(12)进行热交换，再次降温后的液体水送至回灌井(15)内；通过换热器(12)对外供热。7.根据权利要求6所述的一种地热能梯级利用的热电联产方法，其特征在于，一级蒸发器(5)的低温水出口连接有二级蒸发器(10)，其中，一级蒸发器(5)的低温水出口连接二级蒸发器(10)的水入口，二级蒸发器(10)的制冷剂出口连接换热器(12)的热侧入口，换热器(12)的热侧出口连接用于储存制冷剂的第二储罐(13)的入口，第二储罐(13)的出口连接二级蒸发器(10)的制冷剂的入口；二级蒸发器(10)的出水口连接