第五章地热发电技术 CQSONG
第五章 地热发电技术 （一） CQSONG
第一节地热能基本知识 ■什么叫地热能?地热有多大? 地球的构造是怎样的?地热温度有多高? 地热从何而来? 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? ■各种地热资源的开发技术概况
2 第一节 地热能基本知识 ◼ 什么叫地热能?地热有多大? ◼ 地球的构造是怎样的?地热温度有多高? ◼ 地热从何而来? ◼ 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? ◼ 各种地热资源的开发技术概况
什么叫地热能?地热有多大? ■所谓地热能,简单地说.就是来自地下的热能, 即地球内部的热能。 据计算,地球陆地以下五公里内,15摄氏度以上 岩石和地下水总含热量达105E25焦尔,相当于 9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准 煤计算,可满足人类几万年能源之需要 ■如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热 量作为标准来计算、那么,石油的贮存量约为煤 炭的3%,目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭 的15%,而地热能的总贮存量则为煤炭的17亿 倍
3 什么叫地热能?地热有多大？ ◼ 所谓地热能，简单地说．就是来自地下的热能， 即地球内部的热能。 ◼ 据计算，地球陆地以下五公里内，15摄氏度以上 岩石和地下水总含热量达1.05E25焦尔，相当于 9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准 煤计算，可满足人类几万年能源之需要. ◼ 如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热 量作为标准来计算、那么，石油的贮存量约为煤 炭的3％，目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭 的15％，而地热能的总贮存量则为煤炭的1.7亿 倍
地球的内部构造 地球是1O大的实:表面相为2 蠢盖好被是3￥含技为52地球 5 度分布图 1)的的地层止的生靚 度各处不一,介于10-70km 2)地幔:地球的中间部分,即地壳下面相当于鸡 也 它大部分是熔勵 地幅的厚度约为2900km,它内硅镁物质 组成,温度在1000C以上 3地核地球的中心,即地球内部相当于鸡蛋黄的部 分,地核的温度在20005000之间外核深 29005100m内核深5100M以下至地心 般认为是由铁、镍等重金属组成的
4 地球的内部构造 ◼ 地球是一个巨大的实心椭球体，它的表面积约为 5．11x108km2，体积约为1.0833x1012km2 ， 赤道半径为6378km，极半径为6357km。地球 的构造好像是一只半熟的鸡蛋，主要分为3层。温 度分布图 1)地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋 壳的部分，地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚 度各处不一，介于10—70km之间， 2)地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白 的部分，也叫做“中间层”，它大部分是熔融状态 的岩浆．地幅的厚度约为2900km,它内硅镁物质 组成，温度在1000℃以上. 3)地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部 分．地核的温度在2000—5000 ℃之间，外核深 2900—5100km，内核深5100M以下至地心， 一般认为是由铁、镍等重金属组成的
地热从何而来? 关于地球的起源问题,目前有许多不同的假说,因此, 关于地热的来源问题,也有许多不同的解释。但是, 这些解释都一致承认,地球物质中放射性元素衰变产 生的热量是地热的主要来源。 放射性元素有铀238、铀235、针232和钾40等, 这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程 ■放射性物质的原子核.无需外力的作用,就能自发地 放出电子、氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地 球内部,这些粒子和射线的动能和辐射能,在同地球 物质的碰撞过程中便转变成了热能
5 地热从何而来? ◼ 关于地球的起源问题，目前有许多不同的假说，因此， 关于地热的来源问题，也有许多不同的解释。但是， 这些解释都一致承认，地球物质中放射性元素衰变产 生的热量是地热的主要来源。 ◼ 放射性元素有铀238、铀235、针232和钾40等， 这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。 ◼ 放射性物质的原子核．无需外力的作用，就能自发地 放出电子、氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地 球内部，这些粒子和射线的动能和辐射能，在同地球 物质的碰撞过程中便转变成了热能
形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? 形成地热资源有热储层、热储体盖层、热 流体通道和热源4个要素。 ■通常我们把地热资源根据其在地下热储中 存在的个同形式,分为蒸汽型、热水型 地压型、干热岩型资源和岩浆型资源 等几类
6 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? ◼ 形成地热资源有热储层、热储体盖层、热 流体通道和热源4个要素。 ◼ 通常我们把地热资源根据其在地下热储中 存在的个同形式，分为蒸汽型、热水型、 地压型、干热岩型资源和岩浆型资源 等几类
各种地热资源的开发技术概况 ■在上述5类地热资源中,目前能为人类开发 利用的.主要是地热蒸汽和地热水两大类资 源,人类对这两类资源已有较多的应用; 干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段, 开发利用很少。 不过,仅仅是蒸汽型资源和热水型资源所包 括的热能,其储量也是极为可观的。仅按目 前可供开采的地下3km范围内的地热资源来 计算,就相当于2.9×1012t煤炭燃烧所发 出的热量
7 各种地热资源的开发技术概况 ◼ 在上述5类地热资源中，目前能为人类开发 利用的．主要是地热蒸汽和地热水两大类资 源，人类对这两类资源已有较多的应用； ◼ 干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段， 开发利用很少。 ◼ 不过，仅仅是蒸汽型资源和热水型资源所包 括的热能，其储量也是极为可观的。仅按目 前可供开采的地下3km范围内的地热资源来 计算，就相当于2.9×1012 t煤炭燃烧所发 出的热量
42地热资源 概述 1地热资源定义 地热资源是指在当的技术经济和地质外境条件 下,地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石 中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴 生成分。 目前地热资源勘探的深度可达地表以下 5000m,其中2000m以下为经济型地热资 源,2000-5000m为亚经济型地热资源
8 4-2 地热资源 一、概述 1．地热资源定义 ◼ 地热资源是指在当的技术经济和地质外境条件 下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石 中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴 生成分。 ◼ 目前地热资源勘探的深度可达地表以下 5000m，其中2000m以下为经济型地热资 源，2000—5000m为亚经济型地热资源
2.地热资源类型介绍 (1)蒸汽型资源 蒸汽型资源是指地下热储中以蒸汽为主的 对流水热系统,它以产生温度较高的过热 蒸汽为主,掺杂有少量其他气体,所含水 分很少或没有 这种千蒸汽可以直接进入汽轮机,对汽轮 机腐蚀较轻,能取得满意的工作效果 ■但这类构造需要独特的地质条件,因而资 源少、地区局限性大
9 2．地热资源类型介绍 (1)蒸汽型资源 ◼ 蒸汽型资源是指地下热储中以蒸汽为主的 对流水热系统，它以产生温度较高的过热 蒸汽为主，掺杂有少量其他气体，所含水 分很少或没有。 ◼ 这种干蒸汽可以直接进入汽轮机，对汽轮 机腐蚀较轻，能取得满意的工作效果。 ◼ 但这类构造需要独特的地质条件，因而资 源少、地区局限性大
(2)热水型资源 ■热水型资源是指地下热储中以水为主的对 流水热系统,它包括喷出地面时呈现的热 水以及水汽混合的湿蒸汽。 这类资源分布广、储量丰富,根据其温度 可分为高温(>150°C)、中温(90 150°C)和低温(90℃以下)
10 （2）热水型资源 ◼ 热水型资源是指地下热储中以水为主的对 流水热系统，它包括喷出地面时呈现的热 水以及水汽混合的湿蒸汽。 ◼ 这类资源分布广、储量丰富，根据其温度 可分为高温(>150℃)、中温(90— 150℃)和低温(90 ℃以下)