超临界二氧化碳热动力技术应用于地热发电的研究及展望
本文论述了将美国宇航局(NASA)开发的温控及供能系统与汽轮机及喷射泵组合,形成喷气式发动机的热动力系统,应用于超临界二氧化碳地热流体发电.该系统有别于现有的高温二氧化碳跨临界布雷顿循环或已经成熟运用于地热发电的有机朗肯循环,显著提高了热动力转化效率,降低了系统对热源品位的要求.该项技术关键是通过轴流式汽轮机与凯瑟琳轮结合,利用超临界二氧化碳传热流体与另一种有机工质完成热动力转化.其热动力设计流程旨在找到一种能够利用温度更低、深度更浅的热储进行高效发电的一般性方法,从而降低地热钻井的深度和成井难度,降低地热发电单位成本,提升地热发电的可行性与设计弹性,同时节约地热电站冷却水的用量,合理利用地热资源,兼顾好地下水的保护和地表生态环境的修复与改善.并最终在杭州湾大开发等区域规划实现并普及EGS地热发电及地热能利用. 深岩地热发电的研究仍处在刚起步阶段，但该装置己经显示显著提高了有机朗肯循环-跨临界二氧化碳复合循环的系统效率，提升效率的关键点包括:通过分别调节双组分工质的温度与压力，增加了进入汽轮机口的气流的温度;利用超临界二氧化碳的自冷却效应降低气流离开汽轮机组的温度，并使得汽轮机组出口温度尽可能地低;最大程度地将流体的内能、动能与势能转化为热动力系统的机械能。使用双组分蒸汽提升系统的有机朗肯循环的效率;增大了反动式汽轮机的推力。通过调整双组分工质的压力、流量和温度，让该系统原型机能够适应不同的地热热储的环境，更加具有普适性。地热成井的成本占整个地热工程总成本的一半以上。因此，通过提高中低温地热发电系统终端的效率降低发电系统对热源最低温度的要求，减少地热钻井的最小深度，从而有力地增强该类型工程地热系统的的可行性，有助于在浙江省尽早实现真正的地热发电，助推我国二氧化碳减排与新能源的开发利用。
地热发电 超临界二氧化碳动力 有机朗肯循环 发电效率
周康 赵国斌 Hassan Jafari 吴俊翔
浙江普朗特洛新能源有限责任公司,浙江杭州310000
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393-398
2017-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）