[发明专利]海洋温差能和地热能联合发电系统

说明书

技术领域

本发明属于新能源联合发电技术领域，特别是涉及一种海洋温差能和地热能联合发电系统。

背景技术

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℃以上。理论上热水温差在16.6℃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℃ , 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1MW时，厂用电约占50%，当电功率为100MW时，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℃以上的高温状态，只有不到1％处于100℃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，这是大规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”的非常规地热能是一种地下普遍存在的地热能源。提取干热岩中的热量，只要打两口以上的深井, 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10%~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。

发明内容

本发明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。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是： 

本发明是一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口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60~80米的平整场地中；该海洋温差发电子系统采用低沸点工质闭式循环系统，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60~80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口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一个阀门。