主题：【科普】地热发电 -- 马鹿
家园 【科普】地热发电 最开始想写地热发电是看了萨苏家的太阳能发电, 又因为目前在做新能源的commercial side的咨询工作, 所以顿时有写的念头, 当然拖拖拉拉数周, 终于...
地球的地壳下面有熔化的岩石-岩浆. 热量就来自那里. 除了热源, 还有两个重要因素才能形成可以利用的地热.1)大量供应的可以渗透的裂缝水网, 2) 可以封住热流逃逸和冷的地下水的入侵的岩石盖. 热源也许是部分熔化的岩浆或者新近固化的但是仍然很热的岩浆.一般来说都是跟火山活动相连.
降水渗入地下遇到热的岩石变成了热水,这些热水聚集在一起形成了热水库. 最高温度可以达到370度. 最热的热水库在环太平洋的火圈上(fire of ring),比如在美国阿拉斯加,加州, 俄勒冈州.扩张中心(spreading centers),大陆裂谷区(continental rift zones), 和热区(hot spots)比如内华达州有数百的热区, 该州北部基本都是.
常见的地热发电有三种:
干蒸汽(Dry steam)电厂:直接使用地下的热源蒸汽(>235摄氏度)来推动汽轮机做功. 第一台地热电厂建于1904年, 在意大利的Tuscany Larderello. 原来的电厂二战时期被毁掉, 后重建扩建, 目前仍在使用中.
闪蒸汽(flash steam) 电厂: 这个方式适合150-300摄氏度的地下热源.
flash是指通过 production well从地下打上来的高压热水在传送到电厂的时候由于压力降低有30%-40% 变成蒸汽(water flash to steam).这些蒸汽进入分离器进行分离,分离出来的蒸汽送汽轮机做功, 分离剩下的水与做完功的尾气送冷凝器冷凝,冷凝器出口的冷凝水再通过injection well送回热源区由地热再加热, 这个过程是单闪single flash发电. 如果分离出来的高压蒸汽进去汽轮机的高压缸做功, 低压蒸汽进入低压缸做功, 这个方式是双闪double flash发电.
大多数地热电厂使用这个方式. 这样的闪蒸汽发电跟常规电厂差不多, 每三年大修一次.
二元binary电厂: (热源为100-150摄氏度, 最低可到74度)从名字上可以理解涉及了两种介质. 地热不是直接进入汽轮机做功, 而是去加热低气化点的碳氢化合物, 然后被加热了的碳氢化合物去吹动涡轮机做功, 从而带动发电机转动而发电. 二元发电适合热源的水温度不高的地方, 并且不需要三年一次的大修, 只是每年的routine检查. 平时也称呼这个二元发电为organic 有机发电. 可以说这个方式是无任何释放物质的.
有些电厂使用闪蒸气和二元联合发电来提高热能到电能的转换效率. 就是先分离蒸汽进行闪蒸气发电,剩下的水再和汽轮机的冷凝器出口的水一起进行二元发电.
地热发电有个指标是availability,就是电厂多少时间是可以发电. 一般这个指数>95%, 指95%时间available. 在开始发电的前几年应该是92%-95%, 然后稳定在至少95%. 顺便嘀咕几句电厂卖电给电网的合同除了是每度多少钱, 对电厂这项是发电收益generation revenue. 还有一项是电厂发电能不能达到额定装机容量的百分之多少,比如80%以上. 对电厂这项叫容量收益capacity revenue.
参考文献:
1. http://www.need.org/needpdf/infobook_activities/SecInfo/GeothermalS.pdf
2. http://geothermal.marin.org/
3. http://www.geo-energy.org/publications/reports/Geothermal%20Technology%20-%20Part%20II%20(Surface).pdf
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本帖一共被 2 帖 引用 (帖内工具实现)- 复 【科普】地热发电
家园 地热是放射性元素衰变时产生的么？ 一般认为，地热是由于地球物质中所含的放射性元素衰变产生的热量.
放射性元素衰变能维持几十亿年？
家园 怎么不可能 至少用放射性元素测算地球岩石年龄，很多地方都在30亿年。
又如钍232的半衰期是13亿年，而铷82的半衰期则将近50亿年。
- 复 怎么不可能
家园 能否量化一下表达，比如衰变一克钍能产生多少热量？ 或衰变一克铷能产生多少热量？
以目前地热惊人的热量，反算出来放射性元素的含量会不会和目前地球元素含量比矛盾？
家园 另外 我记得前段时间，国内的大理石板建材就有放射性超标的问题。算是一个注脚。
家园 good question 我不是学地质的。没法给你算。
这里有个链接。自己看。
http://www.physorg.com/news62952904.html
For all this, however, Marone says, the vast majority of the heat in Earth's interior—up to 90 percent—is fueled by the decaying of radioactive isotopes like Potassium 40, Uranium 238, 235, and Thorium 232 contained within the mantle. These isotopes radiate heat as they shed excess energy and move toward stability. "The amount of heat caused by this radiation is almost the same as the total heat measured emanating from the Earth."Radioactivity is present not only in the mantle, but in the rocks of Earth's crust. For example, Marone explains, a 1-kilogram block of granite on the surface emanates a tiny but measurable amount of heat (about as much as a .000000001 watt light bulb) through radioactive decay.
That may not seem like much. But considering the vastness of the mantle, it adds up, Marone says.
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家园 google在太阳能热涡轮、高空风能、地热都押宝1千万 http://www.google.org/egs/
http://www.sciam.com/article.cfm?id=google-invests-in-geothermal
好像google并不看好火热的太阳能光电转换
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家园 花了再说。你知道我看不懂这些的。 - 复 【科普】地热发电
家园 鹿鹿，我们城市现在大搞建设，树林草皮全推了被覆盖上了水泥表面。 鹿鹿，我们城市现在大搞建设，树林草皮全推了被覆盖上了水泥表面，夏天热的要死，地表温度有50度，可不可以把这些能量收集起来进行发电呢？