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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明提供一种sCO2‑地热与太阳能、苦咸水淡化耦合的系统及方法，该系统包括压气机Ⅰ、分流调控单元、冷凝器、回热器、地热能换热器、太阳能加热器、透平、阀门Ⅰ、电‑热‑水调控单元、换热器Ⅰ、换热器Ⅱ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、电能调控单元、压气机Ⅱ、注入井、地热井、注出井、分离器、泄压阀、流量调节单元、咸水淡化处理系统、燃煤电厂，在利用超临界二氧化碳驱采地热的同时，耦合了太阳能加热系统和咸水淡化系统，提升了中低温地热能的品位，实现了地热能利用的同时，还能有效处理处理开采过程中产生的苦咸水，并利用分流调控单元和电‑热‑水调控单元，提高了循环过程中热能的利用率，实现了地热能和太阳能的梯级利用，兼具了经济与环境效益。

主权项：1.一种sCO2-地热与太阳能、苦咸水淡化耦合的系统，其特征在于，包括压气机Ⅰ1、分流调控单元2、冷凝器3、回热器4、地热能换热器5、太阳能加热器6、透平7、阀门Ⅰ8、电-热-水调控单元9、换热器Ⅰ10、换热器Ⅱ11、阀门Ⅱ12、阀门Ⅲ13、电能调控单元14、压气机Ⅱ15、注入井16、地热井17、注出井18、分离器19、泄压阀20、流量调节单元21、咸水淡化处理系统22、燃煤电厂23，其中：所述压气机包含有压气机Ⅰ1和压气机Ⅱ15，压气机Ⅰ1的出口与分流调控单元2的上侧入口相连，压气机Ⅱ15的入口与泄压阀20的低压出口相连，燃煤电厂23向压气机Ⅰ1中输出二氧化碳工质，利用压气机Ⅰ1将二氧化碳工质加压至超临界态后输出至分流调控单元2中；燃煤电厂23向压气机Ⅱ15输出二氧化碳工质，利用压气机Ⅱ15将二氧化碳工质加压至超临界态后通过注入井16注入地下地热井17处；所述压气机Ⅰ1、分流调控单元2、冷凝器3、回热器4、地热能换热器5、太阳能加热器6、透平7、电-热-水调控单元9组成混合热源发电循环，用于耦合地热能与太阳能，利用超临界二氧化碳作为循环工质通过透平7进行循环发电，所述压气机Ⅱ15、注入井16、地热井17、注出井18、分离器19、地热能换热器5、分流调控单元2、泄压阀20组成采热循环，用于采集地热，利用超临界二氧化碳作为循环工质采集地热能，通过地热能换热器5将地热能传递给混合热源发电循环；所述分流调控单元2包括上侧入口、上侧出口Ⅰ、上侧出口Ⅱ、下侧入口和下侧出口，其中，分流调控单元2的上侧入口与压气机Ⅰ1的出口相连，上侧出口Ⅰ与回热器4的冷侧入口相连，上侧出口Ⅱ与地热能换热器5的冷侧入口相连，分流调控单元2的下侧出口与泄压阀20相连，下侧入口与地热能换热器5的热侧出口相连；所述透平7，与太阳能加热器6相连，利用经过太阳能加热器6的高温高压的超临界二氧化碳工质做功发电，透平7设有一个或多个压力出口，通过调节不同出口的开关去调节出口压力和温度；所述电-热-水调控单元9，包括阀门Ⅰ8、换热器Ⅰ10、换热器Ⅱ11、阀门Ⅱ12、阀门Ⅲ13以及电能调控单元14，透平7的不同压力气体出口与阀门Ⅰ8连接，阀门Ⅰ8通过调控透平7不同压力出口的开关程度以控制透平7发电量和透平7的出口气体温度，阀门Ⅰ8出口的温度较低的流股与换热器Ⅰ10的热侧入口相连，生活用水由阀门Ⅱ12控制，从换热器Ⅰ10的冷侧入口流入，与阀门Ⅰ8出口的二氧化碳工质进行换热，温度较高的流股则通过换热器Ⅱ11加热矿井水，利用阀门Ⅲ13控制矿井水和温度较高流股的换热量，被加热后的矿井水用于与苦咸水混合进行咸水淡化处理，参与了不同换热过程的多个流股共同流入回热器4中，用于加热从分流调控单元2输出的部分超临界二氧化碳；电能调控单元14吸收透平7做功所转化的电能，并将电能输出给压气机Ⅰ1和压气机Ⅱ15驱动其运行；所述分离器19，用于分离注出井18排出的苦咸水、超临界二氧化碳工质和杂质气体，分离出的超临界二氧化碳工质进入地热能换热器5中进行换热，分离出的苦咸水通过流量调节单元21与经换热器Ⅱ11加热后的矿井水的混合，之后将混合后的流体送入咸水淡化处理系统22中进行咸水淡化，分离出的杂质气体则被送出系统；所述咸水淡化处理系统22，利用苦咸水与经换热器Ⅱ11加热后的矿井水混合后的流体自身的热量进行咸水淡化，生成的淡水作为工业用水供给燃煤电厂23使用。

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