一种基于中深层地热的热电联供系统的制作方法

1.本实用新型属于中深层地热能利用技术领域，涉及一种基于中深层地热的热电联供系统。

背景技术：

2.近年来地热资源因其清洁可再生的特点，越来越受到社会的重视。地热能与太阳能、风能等其他几种新能源技术相比，其具有稳定性高、品质好、储藏量大、热储温度高、遍布区域广等优点。中深层地热目前主要应用在供热及发电等领域。
3.地热能，尤其是中深层地热能，由于热储温度高，可以用在低温发电领域。目前地热发电多采用的方法为双循环发电系统，该系统也称为有机工质朗肯循环系统。一般以低沸点有机物为循环介质，该介质在系统中吸收来自地热流体中的热量后，蒸发产生有机质蒸汽，蒸汽进入透平膨胀机膨胀做功，推动膨胀机旋转，进一步带动发电机发电。
4.但是目前采用的有机朗肯循环发电系统存在以下几个问题：有机朗肯循环涉及到循环介质的相变，存在潜热的吸收和释放，热量消耗相对较大；设置蒸发器和冷凝器，循环过程中要补充热能还要释放热能；发电效率较低；没法实现热电联供。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种基于中深层地热的热电联供系统，具有不需要介质相变、能耗较低、热效率高、运行稳定，可以同时实现热电联供的特点。
6.本实用新型所采用的技术方案是，一种基于中深层地热的热电联供系统，包括地热生产井，地热生产井通过热水管路连接至再生塔，再生塔通过顶部压力气体管线连接至透平膨胀机，透平膨胀机连接发电机；再生塔底部通过减压管线连接至换热器，换热器通过再吸收管路连接吸收塔，吸收塔底部设置溶剂循环管线与再生塔连接；透平膨胀机通过回用管线连接吸收塔；再生塔通过供热用水管线连接板式换热器，板式换热器连接热泵机组，热泵机组连接换热器，换热器连接地热回灌井；板式换热器和热泵机组分别连接用户侧。
7.进一步地，减压管线通过再生塔第三接口与再生塔连接，减压管线上还安装有减压阀。
8.进一步地，溶剂循环管线上还安装有工质泵。
9.进一步地，热泵机组包括热泵蒸发器和热泵冷凝器。
10.进一步地，压力气体管线通过再生塔第一接口连接至再生塔，热水管路通过再生塔第四接口与再生塔连接。
11.进一步地，溶剂循环管线一端通过吸收塔第三接口连接吸收塔，另一端通过再生塔第二接口连接至再生塔。
12.进一步地，再生塔内部填充吸收剂溶液，蛇形管换热器沉浸在吸收剂溶液中，蛇形管换热器一端与再生塔第四接口连接，另一端通过再生塔第五接口与供热用水管线连接。
13.进一步地，吸收塔内顶部安装有喷淋装置，喷淋装置通过吸收塔第一接口与再吸
收管路连接。
14.进一步地，吸收塔内还安装有水平设置的多层孔板，孔板带有多排通孔。
15.进一步地，回用管线通过吸收塔第二接口与吸收塔连接。
16.本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型可以实现对地热能的梯级利用，提高地热能的利用效率；该系统可以实现地热能发电与供热联供，同时满足区域热需求及电力需求；采用吸收式的循环过程，相对于有机朗肯循环，结构配置更为简单。
附图说明
18.图1是本实用新型基于中深层地热的热电联供系统流程示意图；
19.图2是本实用新型基于中深层地热的热电联供系统的吸收塔内部孔板结构示意图。
20.图中，1.地热生产井，2.再生塔，2-1.蛇形管换热器，2-2.再生塔第一接口，2-3.再生塔第二接口，2-4.再生塔第三接口，2-5.再生塔第四接口，2-6. 再生塔第五接口，3.板式换热器，4.热泵机组，4-1.热泵蒸发器，4-2.热泵冷凝器，5.换热器，6.工质泵，7.减压阀，8.吸收塔，8-1.孔板，8-2.吸收塔第一接口，8-3.吸收塔第二接口，8-4.吸收塔第三接口，8-5.喷淋装置，9.透平膨胀机，10.发电机，11.地热回灌井。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
22.如图1-2所示：一种基于中深层地热的热电联供系统，包括地热生产井 1，地热生产井1通过热水管路连接至再生塔2，再生塔2通过顶部压力气体管线连接至透平膨胀机9，透平膨胀机9连接发电机10；再生塔2底部通过减压管线连接至换热器5，所述换热器5通过再吸收管路连接吸收塔8，所述吸收塔8底部设置溶剂循环管线与再生塔2连接；透平膨胀机9通过回用管线连接吸收塔8；再生塔2通过供热用水管线连接板式换热器3，板式换热器3连接热泵机组4，热泵机组4连接换热器5，换热器5连接地热回灌井11；板式换热器3和热泵机组4分别连接用户侧。
23.减压管线通过再生塔第三接口2-4与再生塔2连接，减压管线上还安装有减压阀7。减压阀7和换热器5，用于平衡再生塔2和吸收塔8中的压力，同时用于对吸收剂进行冷却。
24.溶剂循环管线上还安装有工质泵6。
25.热泵机组4包括热泵蒸发器4-1和热泵冷凝器4-2。板式换热器3、热泵机组4及换热器5可根据不同环节中对温度及热量的不同需求，实现对地热水热量的梯级利用，对地热能实现最大化利用后回灌。
26.压力气体管线通过再生塔第一接口2-2连接至再生塔2，热水管路通过再生塔第四接口2-5与再生塔2连接。再生塔2用于提供一个较高的温度和压力环境，使吸收剂的溶解度降低，溶解在其中的co2析出后，用于驱动透平膨胀机9做功。再生塔第一接口2-2用于析出后的较高压力的co2排出。
27.溶剂循环管线一端通过吸收塔第三接口8-4连接吸收塔8，另一端通过再生塔第二接口2-3连接至再生塔2。吸收塔第三接口8-4用于吸收co2后的饱和吸收剂的排出。再生塔
第二接口2-3用于在吸收塔8中吸收了co2 后的饱和吸收剂的接入。
28.再生塔2内部填充吸收剂溶液，蛇形管换热器2-1沉浸在吸收剂溶液中，蛇形管换热器2-1一端与再生塔第四接口2-5连接，另一端通过再生塔第五接口2-6与供热用水管线连接。蛇形管换热器2-1沉浸在吸收剂溶液中，用于实现高温的地热水与吸收剂溶液的热交换。再生塔第四接口2-5和再生塔第五接口2-6用于地热水的引入及换热后地热水的排出。
29.吸收塔8内顶部安装有喷淋装置8-5，喷淋装置8-5通过吸收塔第一接口8-2与再吸收管路连接。吸收塔8用于在较低温度时，实现吸收剂对二氧化碳进行吸收作用，
30.吸收塔8内还安装有水平设置的多层孔板8-1，孔板8-1带有多排通孔。孔板8-1用于由下向上流动的气体和由上向下流动的吸收剂进行充分的逆流接触，实现对co2的充分吸收。
31.回用管线通过吸收塔第二接口8-3与吸收塔8连接。第二接口8-3用于做功后的co2收集。
32.本装置的工作过程如下：
33.地热井1为中深层地热井，深度为2000～3000m，用于为系统运行提供热水或热量。由地热生产井1中抽取的高温地热水，一般水温大于90℃。
34.地热井中大于90℃的热水进入蛇形管换热器2-1中，蛇形管换热器2-1 沉浸在吸收剂溶液中，并且与吸收剂发生热交换，再生塔2中的吸收了co2的饱和吸收剂溶液在温度升高时溶解度下降，当温度大于75℃时候，溶解度急速降低，吸收在其中的co2快速溢出，在再生塔2的上部空间聚集并产生压力，一般再生塔2中的压力可以达到1.0mpa左右，溢出的co2通过塔顶压力气体管线通到透平膨胀机9中进行膨胀做功，驱动透平膨胀机9旋转，同时带动发电机10转动，产生电能。
35.做功后的co2通过吸收塔8的底部吸收塔第二接口8-3进入塔内进行回用。由塔底向上，依次穿过孔板8-1，并且与从喷淋装置8-5中喷出的，通过孔板从上向下流动的吸收剂，在塔内充分逆流接触，完成吸收过程。
36.从吸收塔中吸收了co2的饱和溶剂聚集在吸收塔8的底部，并由设置在吸收塔8下部的吸收塔第三接口8-4排出，在工质泵6的作用下，被输送到再生塔2中部的再生塔第二接口2-3，并由此进入再生塔2中进行换热再生。
37.为了保证吸收剂的吸收能力，一般通过换热器5后的吸收剂会被降至 25℃左右。吸收塔8中的压力一般在0.2～0.3mpa左右。
38.地热井高温热水经过再生塔2换热后，温度降低至60℃后经再生塔第五接口2-6排出后，被引入到板式换热器3中，为用户提供50℃的供热用热水，经过板式换热器3后的地热水温度进一步降低后，通入热泵机组4对热量进行进一步的利用，经过热泵机组4后地热水温度降至20℃左右，在引入换热器5中用于对再生后的吸收剂进行冷却，之后进入回灌井11中进行回灌。

技术特征：

1.一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，包括地热生产井(1)，地热生产井(1)通过热水管路连接至再生塔(2)，再生塔(2)通过顶部压力气体管线连接至透平膨胀机(9)，透平膨胀机(9)连接发电机(10)；再生塔(2)底部通过减压管线连接至换热器(5)，所述换热器(5)通过再吸收管路连接吸收塔(8)，所述吸收塔(8)底部设置溶剂循环管线与再生塔(2)连接；透平膨胀机(9)通过回用管线连接吸收塔(8)；再生塔(2)通过供热用水管线连接板式换热器(3)，板式换热器(3)连接热泵机组(4)，热泵机组(4)连接换热器(5)，换热器(5)连接地热回灌井(11)；板式换热器(3)和热泵机组(4)分别连接用户侧。2.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述减压管线通过再生塔第三接口(2-4)与再生塔(2)连接，减压管线上还安装有减压阀(7)。3.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述溶剂循环管线上还安装有工质泵(6)。4.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述热泵机组(4)包括热泵蒸发器(4-1)和热泵冷凝器(4-2)。5.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述压力气体管线通过再生塔第一接口(2-2)连接至再生塔(2)，热水管路通过再生塔第四接口(2-5)与再生塔(2)连接。6.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述溶剂循环管线一端通过吸收塔第三接口(8-4)连接吸收塔(8)，另一端通过再生塔第二接口(2-3)连接至再生塔(2)。7.根据权利要求5所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述再生塔(2)内部填充吸收剂溶液，蛇形管换热器(2-1)沉浸在吸收剂溶液中，蛇形管换热器(2-1)一端与再生塔第四接口(2-5)连接，另一端通过再生塔第五接口(2-6)与供热用水管线连接。8.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述吸收塔(8)内顶部安装有喷淋装置(8-5)，喷淋装置(8-5)通过吸收塔第一接口(8-2)与再吸收管路连接。9.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述吸收塔(8)内还安装有水平设置的多层孔板(8-1)，孔板(8-1)带有多排通孔。10.根据权利要求1所述的一种基于中深层地热的热电联供系统，其特征在于，所述回用管线通过吸收塔第二接口(8-3)与吸收塔(8)连接。

技术总结

本实用新型公开了一种基于中深层地热的热电联供系统，包括地热生产井，地热生产井通过热水管路连接至再生塔，再生塔通过顶部压力气体管线连接至透平膨胀机，透平膨胀机连接发电机；再生塔底部通过减压管线连接至换热器，换热器通过再吸收管路连接吸收塔，吸收塔底部设置溶剂循环管线与再生塔连接；透平膨胀机通过回用管线连接吸收塔；再生塔通过供热用水管线连接板式换热器，板式换热器连接热泵机组，热泵机组连接换热器，换热器连接地热回灌井；板式换热器和热泵机组分别连接用户侧。板式换热器和热泵机组分别连接用户侧。板式换热器和热泵机组分别连接用户侧。