具體解釋潮汐能 地?zé)崮?核能
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具體解釋潮汐能 地?zé)崮?核能【專(zhuān)家解說(shuō)】:潮汐能 一、定義、應(yīng)用及意義因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象,潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量成為潮汐能。潮
【專(zhuān)家解說(shuō)】:潮汐能 一、定義、應(yīng)用及意義
因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象,潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量成為潮汐能。潮汐能是以勢(shì)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能,是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能與動(dòng)能。
海洋的潮汐中蘊(yùn)藏著巨大的能量。在漲潮的過(guò)程中,洶涌而來(lái)的海水具有很大的動(dòng)能,而隨著海水水位的升高,就把海水的巨大動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能;在落潮的過(guò)程中,海水奔騰而去,水位逐漸降低,勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說(shuō),與潮差的平方和水庫(kù)的面積成正比。和水利發(fā)電相比,潮汐能的能量密度低,相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13~15m,但一般說(shuō)來(lái),平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。潮汐能是因地而異的,不同的地區(qū)常常有不同的潮汐系統(tǒng),他們都是從深海潮波獲取能量,但具有各自獨(dú)特的特征。景觀抄襲很復(fù)雜,但對(duì)于任何地方的潮汐都可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。
潮汐能的利用方式主要是發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形,建筑水堤,形成水庫(kù),以便于大量蓄積海水,并在壩中或壩旁建造水利發(fā)電廠房,通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。只有出現(xiàn)大潮,能量集中時(shí),并且在地理?xiàng)l件適于建造潮汐電站的地方,從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場(chǎng)所并不是到處都有,但世界各國(guó)都已選定了相當(dāng)數(shù)量的適宜開(kāi)發(fā)潮汐電站的站址。
發(fā)展像潮汐能這樣的新能源,可以間接使大氣中的CO2含量的增加速度減慢。潮汐是一種世界性的海平面周期性變化的現(xiàn)象,由于受月亮和太陽(yáng)這兩個(gè)萬(wàn)有引力源的作用,海平面每晝夜有兩次漲落。潮汐作為一種自然現(xiàn)象,為人類(lèi)的航海、捕撈和曬鹽提供了方便,更值得指出的是,它還可以轉(zhuǎn)變成電能,給人帶來(lái)光明和動(dòng)力。
二、發(fā)電原理及發(fā)電形式
潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類(lèi)似,通過(guò)出水庫(kù),在漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在水庫(kù)內(nèi),以勢(shì)能的形式保存,然后,在落潮時(shí)放出海水,利用高、低潮位之間的落差,推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。差別在于海水與河水不同,蓄積的海水落差不大,但流量較大,并且呈間歇性,從而潮汐發(fā)電的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點(diǎn)。潮水的流動(dòng)與河水的流動(dòng)不同,它是不斷變換方向的,潮汐發(fā)電有以下三種形式:
?。?)單池單向發(fā)電
?。?)單池雙向發(fā)電
(3)雙池雙向發(fā)電
三、應(yīng)用現(xiàn)狀與應(yīng)用前景
到目前為止,由于常規(guī)電站廉價(jià)電費(fèi)的競(jìng)爭(zhēng),建成投產(chǎn)的商業(yè)用潮汐電站不多。然而,由于潮汐能蘊(yùn)藏量的巨大和潮汐發(fā)電的許多優(yōu)點(diǎn),人們還是非常重視對(duì)潮汐發(fā)電的研究和試驗(yàn)。
據(jù)海洋學(xué)家計(jì)算,世界上潮汐能發(fā)電的資源量在10億千瓦以上,也是一個(gè)天文數(shù)字。潮汐能普查計(jì)算的方法是,首先選定適于建潮汐電站的站址,再計(jì)算這些地點(diǎn)可開(kāi)發(fā)的發(fā)電裝機(jī)容量,疊加起來(lái)即為估算的資源量。
20世紀(jì)初,歐、美一些國(guó)家開(kāi)始研究潮汐發(fā)電。第一座具有商業(yè)實(shí)用價(jià)值的潮汐電站是1967年建成的法國(guó)郎斯電站。該電站位于法國(guó)圣馬洛灣郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米,平均潮差8米。一道750米長(zhǎng)的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車(chē)輛的公路橋,壩下設(shè)置船閘、泄水閘和發(fā)電機(jī)房。郎斯潮汐電站機(jī)房中安裝有24臺(tái)雙向渦輪發(fā)電機(jī),漲潮、落潮都能發(fā)電??傃b機(jī)容量24萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量5億多度,輸入國(guó)家電網(wǎng)。
1968年,前蘇聯(lián)在其北方摩爾曼斯克附近的基斯拉雅灣建成了一座800千瓦的試驗(yàn)潮汐電站。1980年,加拿大在芬地灣興建了一座2萬(wàn)干瓦的中間試驗(yàn)潮汐電站。試驗(yàn)電站、中試電站,那是為了興建更大的實(shí)用電站做論證和準(zhǔn)備用的。
世界上適于建設(shè)潮汐電站的20幾處地方,都在研究、設(shè)計(jì)建設(shè)潮汐電站。其中包括:美國(guó)阿拉斯加州的庫(kù)克灣、加拿大芬地灣、英國(guó)塞文河口、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達(dá)爾文范迪門(mén)灣、印度坎貝河口、俄羅斯遠(yuǎn)東鄂霍茨克海品仁灣、韓國(guó)仁川灣等地。隨著技術(shù)進(jìn)步,潮汐發(fā)電成本的不斷降低,進(jìn)入2l世紀(jì),將不斷會(huì)有大型現(xiàn)代潮汐電站建成使用。
我國(guó)潮汐能的理論蘊(yùn)藏量達(dá)到1.1億千瓦,在我國(guó)沿海,特別是東南沿海有很多能量密度較高,平均潮差4~5m,最大潮差7~8m。其中浙江、福建兩省蘊(yùn)藏量最大,約占全國(guó)的80.9%。我國(guó)的江夏潮汐實(shí)驗(yàn)電站,建于浙江省樂(lè)清灣北側(cè)的江夏港,裝機(jī)容量3200kW,于1980年正式投入運(yùn)行。
潮汐發(fā)電的主要研究與開(kāi)發(fā)國(guó)家包括法國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、中國(guó)和英國(guó)等,它是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW。
我國(guó)水力資源的蘊(yùn)藏量達(dá)6.8億kW,約占全世界的1/6,居世界第1位,建成后的長(zhǎng)江三峽水電站將是世界上最大的水力發(fā)電站,裝機(jī)容量1820萬(wàn)kW [編輯本段]潮汐能的開(kāi)發(fā)利用 潮汐能是一種不消耗燃料、沒(méi)有污染、不受洪水或枯水影響、用之不竭的再生能源。在海洋各種能源中,潮汐能的開(kāi)發(fā)利用最為現(xiàn)實(shí)、最為簡(jiǎn)便。我國(guó)早在20世紀(jì)50年代就已開(kāi)始利用潮汐能,在這一方面是世界上起步較早的國(guó)家。1956年建成的福建省浚邊潮汐水輪泵站就是以潮汐作為動(dòng)力來(lái)?yè)P(yáng)水灌田的。到了1958年,潮汐電站便一下子在全國(guó)遍地開(kāi)花。據(jù)當(dāng)年10月份召開(kāi)的“全國(guó)第一次潮力發(fā)電會(huì)議”(也是世界上第一次全國(guó)性開(kāi)發(fā)利用潮力發(fā)電的會(huì)議)統(tǒng)計(jì),已建成的潮汐電站就有41座,在建的還有88座。裝機(jī)容量有大到144千瓦的,也有小到僅為5千瓦的。主要都用于照明和帶動(dòng)小型農(nóng)用設(shè)施。如1959年建成的浙江溫嶺縣沙山潮汐動(dòng)力站,1961年進(jìn)一步建為電站,裝機(jī)容量?jī)H40千瓦,每年可發(fā)電10萬(wàn)千瓦·時(shí),原建和改建總投資僅4萬(wàn)元(人民幣,下同)。據(jù)1986年統(tǒng)計(jì),其發(fā)電累計(jì)收入已超過(guò)投資的10多倍。目前我國(guó)尚在運(yùn)行的潮汐電站還有近10座,其中浙江樂(lè)清灣的江廈潮汐電站,造價(jià)與600千瓦以下的小水電站相當(dāng),第一臺(tái)機(jī)組于1980年開(kāi)始發(fā)電,1985年底全面建成,年發(fā)電量可達(dá)1070萬(wàn)千瓦·時(shí),每千瓦·時(shí)電價(jià)只要0.067元。每年自身經(jīng)濟(jì)效益,包括發(fā)電67萬(wàn)元,水產(chǎn)養(yǎng)殖74萬(wàn)元和農(nóng)墾收入190萬(wàn)元,共計(jì)可達(dá)330萬(wàn)元。社會(huì)效益,以每千瓦·時(shí)電可創(chuàng)社會(huì)產(chǎn)值5萬(wàn)元計(jì),可達(dá)5000萬(wàn)元。這是我國(guó),也是亞洲最大的潮汐電站,僅次于法國(guó)朗斯潮汐電站和加拿大安納波里斯潮汐電站,居世界第三位。因此利用潮汐發(fā)電并不神秘,也并非遙不可及。
潮汐能是潮差所具有的勢(shì)能,開(kāi)發(fā)利用的基本方式同建水電站差不多:先在海灣或河口筑堤設(shè)閘,漲潮時(shí)開(kāi)閘引水入庫(kù),落潮時(shí)便放水驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)組發(fā)電,這就是所謂“單庫(kù)單向發(fā)電”。這種類(lèi)型的電站只能在落潮時(shí)發(fā)電,一天兩次,每次最多5小時(shí)。
為提高潮汐的利用率,盡量做到在漲潮和落潮時(shí)都能發(fā)電,人們便使用了巧妙的回路設(shè)施或雙向水輪機(jī)組,以在漲潮進(jìn)水和落潮出水時(shí)都能發(fā)電,這就是“單庫(kù)雙向發(fā)電”,像上述江廈潮汐電站就屬這種類(lèi)型。
然而,這兩種類(lèi)型都不能在平潮(沒(méi)有水位差)或停潮時(shí)水庫(kù)中水放完的情況下發(fā)出電壓比較平穩(wěn)的電力。于是人們又想出了配置高低兩個(gè)不同的水庫(kù)來(lái)進(jìn)行雙向發(fā)電,這就是“雙庫(kù)雙向發(fā)電”。這種方式不僅在漲落潮全過(guò)程中都可連續(xù)不斷發(fā)電,還能使電力輸出比較平穩(wěn)。它特別適用于那些孤立海島,使海島可隨時(shí)不間斷地得到平穩(wěn)的電力供應(yīng)。像浙江省玉環(huán)縣茅蜒島上的海山潮汐電站就屬這種類(lèi)型。它有上下兩個(gè)蓄潮水庫(kù),并配有小型抽水蓄能電站。這樣,它每月可發(fā)電25天,產(chǎn)電10000千瓦·時(shí)。為了抽水蓄能,它每月要以3千瓦·時(shí)換1千瓦·時(shí)的代價(jià)用去5000千瓦·時(shí)電來(lái)獲得供電的持續(xù)性和均衡性,故有一定的電力損失。
從總體上看,現(xiàn)今潮能開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)難題已基本解決,國(guó)內(nèi)外都有許多成功的實(shí)例,技術(shù)更新也很快。
作為國(guó)外技術(shù)進(jìn)步標(biāo)志的法國(guó)朗斯潮汐發(fā)電站,1968年建成,裝有24臺(tái)具有能正反向發(fā)電的燈泡式發(fā)電機(jī)組,轉(zhuǎn)輪直徑為5.35米,單機(jī)容量1萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量達(dá)5.4億千瓦·時(shí)。1984年建成的加拿大安納波利斯潮汐電站,裝有1臺(tái)容量為世界最大的2萬(wàn)千瓦單向水輪機(jī)組,轉(zhuǎn)輪直徑為7.6米,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)在水輪機(jī)葉片外緣,采用了新型的密封技術(shù),冷卻快,效率高,造價(jià)比法國(guó)燈泡式機(jī)組低15%,維修也很方便。
我國(guó)自行設(shè)計(jì)的潮汐電站中,江廈電站比較正規(guī),技術(shù)也較成熟。該電站原設(shè)計(jì)裝6臺(tái)單機(jī)容量為500千瓦的燈泡式機(jī)組,實(shí)際上只安裝了5臺(tái),總?cè)萘烤瓦_(dá)到了3200千瓦。單機(jī)容量有500千瓦、600千瓦和700千瓦三種規(guī)格,轉(zhuǎn)輪直徑為2.5米。在海上建筑和機(jī)組防銹蝕、防止海洋生物附著等方面也以較先進(jìn)的辦法取得了良好效果。尤其是最后兩臺(tái)機(jī)組,達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平,具有雙向發(fā)電、泄水和泵水蓄能多種功能,采用了技術(shù)含量較高的行星齒輪增速傳動(dòng)機(jī)構(gòu),這樣既不用加大機(jī)組體積,又增大了發(fā)電功率,還降低了建筑的成本。
潮汐發(fā)電利用的是潮差勢(shì)能,世界上最高的潮差也不過(guò)10多米,在我國(guó)潮差高才達(dá)9米,因此不可能像水力發(fā)電那樣利用幾十米、百余米的水頭發(fā)電,潮汐發(fā)電的水輪機(jī)組必須適應(yīng)“低水頭、大流量”的特點(diǎn),水輪做得較大。但水輪做大了,配套設(shè)施的造價(jià)也會(huì)相應(yīng)增大。于是,如何解決這個(gè)問(wèn)題,就成為反映其技術(shù)水平高低的一種標(biāo)志。1974年投產(chǎn)的廣東甘竹灘洪潮電站就是一個(gè)成功的代表。它的特點(diǎn)是洪潮兼蓄,只要有0.3米高的落差就能發(fā)電,甘竹灘電站的總裝機(jī)容量為5000千瓦,平均年發(fā)電1030萬(wàn)千瓦·時(shí)。它的轉(zhuǎn)輪直徑為3米,加上大量采用水泥代用構(gòu)件,成本較低,對(duì)民辦小型潮汐電站很有借鑒意義。
潮汐發(fā)電雖然并不神秘,但仍須尊重客觀規(guī)律,才能獲得成功,取得良好效益。否則,光憑主觀愿望和熱情,雖然一時(shí)可以建成許多潮汐電站,但最后往往會(huì)因?yàn)閷?shí)用價(jià)值不大而被放棄。
地?zé)崮堋睪eothermal Energy〕是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來(lái)自地球內(nèi)部的熔巖,并以熱力形式存在,是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)7000攝氏度,而在80至100公英里的深度處,溫度會(huì)降至650攝氏度至1200攝氏度。透過(guò)地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼,熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱,這些加熱了的水最終會(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈?jiǎn)單和最合乎成本效益的方法,就是直接取用這些熱源,并抽取其能量。地?zé)崮苁强稍偕Y源。 [編輯本段]劃分 離地球表面5000米深,15℃以上的巖石和液體的總含熱量,據(jù)推算約為14.5×1025焦耳(J),約相當(dāng)于4948萬(wàn)億噸(t)標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。地?zé)醽?lái)源主要是地球內(nèi)部長(zhǎng)壽命放射性同位素?zé)岷朔磻?yīng)產(chǎn)生的熱能。按照其儲(chǔ)存形式,地?zé)豳Y源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和熔巖型5大類(lèi)。
地?zé)豳Y源按溫度的劃分。中國(guó)一般把高于150℃的稱(chēng)為高溫地?zé)幔饕糜诎l(fā)電。低于此溫度的叫中低溫地?zé)幔ǔV苯佑糜诓膳?、工農(nóng)業(yè)加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖及醫(yī)療和洗浴等。截止1990年底,世界地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用于發(fā)電的總裝機(jī)容量為588萬(wàn)千瓦,地?zé)崴闹械蜏刂苯永眉s相當(dāng)于1137萬(wàn)千瓦。 [編輯本段]分布 地?zé)崮芗蟹植荚跇?gòu)造板塊邊緣一帶,該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果熱量提取的速度不超過(guò)補(bǔ)充的速度,那么地?zé)崮鼙闶强稍偕?。地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。據(jù)估計(jì),每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)于100PW·h。不過(guò),地?zé)崮艿姆植枷鄬?duì)來(lái)說(shuō)比較分散,開(kāi)發(fā)難度大。
據(jù)美國(guó)地?zé)豳Y源委員會(huì)(GRC)1990年的調(diào)查,世界上18個(gè)國(guó)家有地?zé)岚l(fā)電,總裝機(jī)容量5827.55兆瓦,裝機(jī)容量在100兆瓦以上的國(guó)家有美國(guó)、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國(guó)的地?zé)豳Y源也很豐富,但開(kāi)發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。
世界地?zé)豳Y源主要分布于以下5個(gè)地?zé)釒В? ①環(huán)太平洋地?zé)釒?。世界最大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界,即從美國(guó)的阿拉斯加、加利福尼亞到墨西哥、智利,從新西蘭、印度尼西亞、菲律賓到中國(guó)沿海和日本。世界許多地?zé)崽锒嘉挥谶@個(gè)地?zé)釒?,如美?guó)的蓋瑟斯地?zé)崽铮鞲绲钠樟型?、新西蘭的懷臘開(kāi)、中國(guó)臺(tái)灣的馬槽和日本的松川、大岳等地?zé)崽铩? ?、诘刂泻!⑾柴R拉雅地?zé)釒?。歐亞板塊與非洲、印度板塊的碰撞邊界,從意大利直至中國(guó)的滇藏。如意大利的拉德瑞羅地?zé)崽锖椭袊?guó)西藏的羊八井及云南的騰沖地?zé)崽锞鶎龠@個(gè)地?zé)釒А? ③大西洋中脊地?zé)釒?。大西洋板塊的開(kāi)裂部位,包括冰島和亞速爾群島的一些地?zé)崽铩? ④紅海、亞丁灣、東非大裂谷地?zé)釒?。包括肯尼亞、烏干達(dá)、扎伊爾、埃塞俄比亞、吉布提等國(guó)的地?zé)崽铩? ?、萜渌?zé)釁^(qū)。除板塊邊界形成的地?zé)釒?,在板塊內(nèi)部靠近邊界的部位,在一定的地質(zhì)條件下也有高熱流區(qū),可以蘊(yùn)藏一些中低溫地?zé)幔缰衼?、東歐地區(qū)的一些地?zé)崽锖椭袊?guó)的膠東、遼東半島及華北平原的地?zé)崽铩?[編輯本段]利用 地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類(lèi),而對(duì)于不同溫度的地?zé)崃黧w可能利用的范圍如下:
1、200~400℃直接發(fā)電及綜合利用;
2、150~200℃雙循環(huán)發(fā)電,制冷,工業(yè)干燥,工業(yè)熱加工;
3、100~150℃雙循環(huán)發(fā)電,供暖,制冷,工業(yè)干燥,脫水加工,回收鹽類(lèi),罐頭食品;
4、50~100℃供暖,溫室,家庭用熱水,工業(yè)干燥;
5、20~50℃沐浴,水產(chǎn)養(yǎng)殖,飼養(yǎng)牲畜,土壤加溫,脫水加工。
現(xiàn)在許多國(guó)家為了提高地?zé)崂寐剩捎锰菁?jí)開(kāi)發(fā)和綜合利用的辦法,如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供,熱電冷三聯(lián)產(chǎn),先供暖后養(yǎng)殖等。 [編輯本段]作用 人類(lèi)很早以前就開(kāi)始利用地?zé)崮?,例如利用溫泉沐浴、醫(yī)療,利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。但真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源,并進(jìn)行較大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用卻是始于20世紀(jì)中葉。
1.地?zé)岚l(fā)電
地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崂玫淖钪匾绞?。高溫地?zé)崃黧w應(yīng)首先應(yīng)用于發(fā)電。 地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。所不同的是,地?zé)岚l(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地?zé)崮堋5責(zé)岚l(fā)電的過(guò)程,就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,然后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。要利用地下熱能,首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來(lái)。目前能夠被地?zé)犭娬纠玫妮d熱體,主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類(lèi)型、溫度、壓力和其它特性的不同,可把地?zé)岚l(fā)電的方式劃分為蒸汽型地?zé)岚l(fā)電和熱水型地?zé)岚l(fā)電兩大類(lèi)。
(1)蒸汽型地?zé)岚l(fā)電
蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電,但在引入發(fā)電機(jī)組前應(yīng)把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。這種發(fā)電方式最為簡(jiǎn)單,但干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限,且多存于較深的地層,開(kāi)采技術(shù)難度大,故發(fā)展受到限制(參考《資源》欄目有關(guān)文章)。主要有背壓式和凝汽式兩種發(fā)電系統(tǒng)。
?。?)熱水型地?zé)岚l(fā)電
熱水型地?zé)岚l(fā)電是地?zé)岚l(fā)電的主要方式。目前熱水型地?zé)犭娬居袃煞N循環(huán)系統(tǒng):a、閃蒸系統(tǒng)。閃蒸系統(tǒng)如圖1所示。當(dāng)高壓熱水從熱水井中抽至地面,于壓力降低部分熱水會(huì)沸騰并“閃蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽輪機(jī)做功;而分離后的熱水可繼續(xù)利用后排出,當(dāng)然最好是再回注人地層。 b、雙循環(huán)系統(tǒng)。雙循環(huán)系統(tǒng)的流程如圖2所示。地?zé)崴紫攘鹘?jīng)熱交換 器,將地?zé)崮軅鹘o另一種低沸點(diǎn)的工作流體,使之沸騰而產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后進(jìn)入凝汽器,再通過(guò)熱交換器而完成發(fā)電循環(huán)。地?zé)崴畡t從熱交換器回注人地層。這種系統(tǒng)特別適合于含鹽量大、腐蝕性強(qiáng)和不凝結(jié)氣體含量高的地?zé)豳Y源。發(fā)展雙循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是開(kāi)發(fā)高效的熱交換器。
2.地?zé)峁┡? 將地?zé)崮苤苯佑糜诓膳?、供熱和供熱水是僅次于地?zé)岚l(fā)電的地?zé)崂梅绞?。因?yàn)檫@種利用方式簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好,備受各國(guó)重視,特別是位于高寒地區(qū)的西方國(guó)家,其中冰島開(kāi)發(fā)利用得最好。該國(guó)早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個(gè)地?zé)峁嵯到y(tǒng),現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善,每小時(shí)可從地下抽取7740t80℃的熱水,供全市11萬(wàn)居民使用。由于沒(méi)有高聳的煙囪,冰島首都已被譽(yù)為“世界上最清潔無(wú)煙的城市”。此外利用地?zé)峤o工廠供熱,如用作干燥谷物和食品的熱源, 用作硅藻土生產(chǎn)、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產(chǎn)過(guò)程的熱源也是大有前途的。目前世界上最大兩家地?zé)釕?yīng)用工廠就是冰島的硅藻土廠和新西蘭的紙槳加工廠。我國(guó)利用地?zé)峁┡凸崴l(fā)展也非常迅速,在京津地區(qū)已成為地?zé)崂弥凶钇毡榈姆绞健? 3.地?zé)釀?wù)農(nóng)
地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地?zé)崴喔绒r(nóng)田,可使農(nóng)作物早熟增產(chǎn);利用地?zé)崴B(yǎng)魚(yú),在28℃水溫下可加速魚(yú)的育肥,提高魚(yú)的出產(chǎn)率;利用地?zé)峤ㄔ鞙厥?,育秧、種菜和養(yǎng)花;利用地?zé)峤o沼氣池加溫,提高沼氣的產(chǎn)量 等。 將地?zé)崮苤苯佑糜谵r(nóng)業(yè)在我國(guó)日益廣泛,北京、天津、西藏和云南等地都建有面積大小不等的地?zé)釡厥?。各地還利用地?zé)岽罅Πl(fā)展養(yǎng)殖業(yè),如培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖非洲鯽魚(yú)、鰻魚(yú)、羅非魚(yú)、羅氏沼蝦等。
4.地?zé)嵝嗅t(yī)
地?zé)嵩卺t(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人的前景,目前熱礦水就被視為一種寶貴的資源,世界各國(guó)都很珍惜。由于地?zé)崴畯暮苌畹牡叵绿崛〉降孛妫郎囟容^高外,常含有一些特殊的化學(xué)元素,從而使它具有一定的醫(yī)療效果。如合碳酸的礦泉水供飲用,可調(diào)節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度;含鐵礦泉水飲用后,可治療缺鐵貧血癥; 氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等。 由于溫泉的醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)的特殊的地質(zhì)、地貌條 件,使溫泉常常成為旅游勝地,吸引大批療養(yǎng)者和旅游者。在日本就有1500多個(gè)溫泉療養(yǎng)院,每年吸引1億人到這些療養(yǎng)院休養(yǎng)。我國(guó)利用地?zé)嶂委熂膊〉臍v史悠久,含有各種礦物元素的溫泉眾多,因此充分發(fā)揮地?zé)岬尼t(yī)療作用,發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。
未來(lái)隨著與地?zé)崂孟嚓P(guān)的高新技術(shù)的發(fā)展,將使人們能更精確地查明更多的地?zé)豳Y源;鉆更深的鉆井將地?zé)釓牡貙由钐幦〕觯虼说責(zé)崂靡脖貙⑦M(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的階段。
地?zé)崮茉趹?yīng)用中要注意地表的熱應(yīng)力承受能力,不能形成過(guò)大的覆蓋率,這會(huì)對(duì)地表溫度和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響!
因此,需要我們充分計(jì)算!
5. 中國(guó)地?zé)崮艿陌l(fā)展預(yù)測(cè)
根據(jù)我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀、資源潛力評(píng)估和國(guó)家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè),地?zé)岙a(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo)、任務(wù)初期,中期,遠(yuǎn)期三個(gè)階段。
一、長(zhǎng)期目標(biāo)與任務(wù)
1)高溫地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)達(dá)到75~100MW
主要藏滇高溫地?zé)峥碧介_(kāi)發(fā)200~250℃以上深部熱儲(chǔ)。力爭(zhēng)單井地?zé)岚l(fā)電潛力達(dá)到
10MW以上,單機(jī)發(fā)電10MW以上。
2.地?zé)岵膳_(dá)到2200~2500m2
主要在北方京、津、冀地區(qū),環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)、京九產(chǎn)業(yè)帶、東北松遼盆地、陜中盆地、寧夏銀川平原地區(qū)發(fā)展地?zé)岵膳?、地?zé)岣呖萍嫁r(nóng)業(yè),建立地?zé)崾痉秴^(qū)。單井地?zé)岵膳こ塘?zhēng)達(dá)到15萬(wàn)m2?!? 二、中期目標(biāo)與任務(wù)
1.高溫地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)達(dá)到40~50MW
主要在西藏羊八井開(kāi)發(fā)利用已有深部高溫?zé)醿?chǔ),使ZK4001地?zé)峋靡岳茫囟?50℃以上,發(fā)電10MW);
積極建設(shè)西藏羊易地?zé)犭娬?,擬定裝機(jī)12MW;
在滇西騰沖高溫地?zé)崽锪?zhēng)完成250℃以上1~2口地?zé)嵘a(chǎn)井施工,發(fā)電潛力12MW以上。
2.地?zé)岵膳_(dá)到1500萬(wàn)m2
主要在京津冀,京九沿線(xiàn)的山東西部,松遼盆地的大慶地區(qū)建立地?zé)崾痉秴^(qū)。
單井地?zé)岵膳_(dá)10~15萬(wàn)m2,單個(gè)地?zé)岵膳瘏^(qū)50~100萬(wàn)m2。在已開(kāi)發(fā)的地?zé)崽锝⑸a(chǎn)回灌系統(tǒng)。
三、初期目標(biāo)與任務(wù)
1.高溫地?zé)岚l(fā)電
主要在羊八井地?zé)犭娬?,?duì)現(xiàn)有地?zé)岚l(fā)電裝備進(jìn)行完善、優(yōu)化,穩(wěn)發(fā)25MW;
力爭(zhēng)利用ZK4001孔高溫地?zé)崃黧w ,增發(fā)、滿(mǎn)發(fā)、達(dá)到總裝機(jī)30MW;
努力完成滇西騰沖高溫地?zé)峋┕?,打?50℃地?zé)崃黧w,力爭(zhēng)發(fā)電潛力達(dá)到12MW。
2.地?zé)岵膳_(dá)到950萬(wàn)m2
主要在京津地區(qū)、京九沿線(xiàn)的山東西部,松遼盆地的大慶地區(qū),完善、優(yōu)化已有地?zé)峁峁こ?,選點(diǎn)建立示范區(qū)。
總之,至2010年地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用總量:地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)達(dá)到75~100MW,地?zé)岵膳_(dá)到2500m2。熱能利用總計(jì)約相當(dāng)于1500萬(wàn)噸標(biāo)煤當(dāng)量?!? 四、存在的障礙
1.地?zé)峁芾眢w制和開(kāi)發(fā)利用工程、項(xiàng)目的適合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行機(jī)制沒(méi)有建立起來(lái),舊的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)管理體制、運(yùn)行機(jī)制還沒(méi)有完成改變,影響地?zé)岙a(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展;
2.地?zé)豳Y源的勘探、開(kāi)發(fā)具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)和知識(shí)密集的新興產(chǎn)業(yè),化解風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)制和社會(huì)保障制度尚未建立起來(lái),影響投資者、開(kāi)發(fā)者的信心、影響了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展;
3.系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不健全和完善。 [編輯本段]現(xiàn)狀 作為一種高效節(jié)能的可再生能源技術(shù),地源熱泵技術(shù)近年來(lái)引起社會(huì)的重視。目前,我國(guó)除青海、云南、貴州等少數(shù)省區(qū)外,其他省區(qū)都在不同程度地推廣地源熱泵技術(shù)。目前,全國(guó)已安裝地源熱泵系統(tǒng)的建筑面積超過(guò)3000萬(wàn)平方米。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2006年底,中國(guó)地源熱泵市場(chǎng)年銷(xiāo)售額已超過(guò)50億元,并以20%的速度在增長(zhǎng)。
地?zé)崮苁侵冈诋?dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下能夠科學(xué)、合理的開(kāi)發(fā)出來(lái)的,地殼巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。
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