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海外地區(qū)

拉夫特河地熱電站

  1.地理位置
  愛達荷州境內有81條山脈、10條大河和2000多個湖泊。愛達華州南部的拉夫特河(Raft river)向東北方向逐漸流經拉夫特河地熱電站所在的拉夫特河地熱田。州境中部、東部及東北部全是落基山脈盤亙之地。波拉峰海拔3859米,為州內最高點。斯內克河發(fā)源于東南部山區(qū),切穿北落基山脈時形成許多峽谷,著名的斯內克河谷深達1.6公里,為北美洲最深的峽谷。沿河有一系列瀑布,肖肖尼瀑布高達65米。博伊色附近的月球火山口國家公園的死火山口和火山錐呈現(xiàn)一派荒漠景象。該州屬大陸性氣候。北部年降水量平均510毫米,南部為300毫米。地勢高低對溫度有重大影響。劉易斯頓海拔217米,年平均氣溫11.1℃;蒙彼利埃海拔1828米,均溫5.5℃。斯內克河中游地區(qū)均溫12.8℃。作物生長期從120天到300天不等。

 
 
  2.地質背景
  拉夫特河地熱田熱儲層,處在一個盆地中,這個盆地西部以一個小角度的斷層為界限,東邊則是由黑松山(Black Pine Mountains)和一個二次斷層分界。熱儲的蓋層為第三系的沉積層,基底巖石大約厚度為1600m,在這個深度被一個東北向的線性構造—解理構造(Narrows Structure)所貫穿,人們認為這個結構是基底剪切作用產生的。熱源為前寒武紀二長花崗巖。開始,人們認為熱液是通解理構造涌上來,然后通過其他的褶皺和斷層蔓延整個沉積構造?,F(xiàn)在的人們則認為有兩個熱源補給區(qū),一個來自西北方向沿著馬井斷層分布的補給區(qū),另外一個則是來自東南方向的,可能是與變窄構造有關聯(lián)。

  拉夫特河地熱電站地熱來源圖
 
  3.地熱電站發(fā)展歷史
  19世紀七十年代,由于拉夫特河地熱田開發(fā)出的地熱液的溫度比較低,當地人們專門設計了一個雙循環(huán)發(fā)電機。但是由于技術問題,一直沒能投入使用。于是美國能源部就試圖為拉夫特河地熱電站的雙循環(huán)地熱發(fā)電開辟新的領域,并在這個工程上消耗了將近13million美金。這次設計的雙循環(huán)發(fā)電機只從1981年秋天運轉到了1982年的春天,最后于1982年六月十五號停止運行。在電站停止運行期間地熱井地熱電站的設備都處于關閉狀態(tài),到了20年后的2002年美國地熱收購了拉夫特河地區(qū)的開發(fā)權,包括之前的五個生產井、注入井、檢測井等。在2002年到2011年間,美國地熱對當地繼續(xù)進行鉆井勘探地熱等,并結合當代的高新技術優(yōu)化了拉夫特地熱發(fā)電站雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),并開始正常運行。
 
  4.地面發(fā)電系統(tǒng)
  最新的USGeo拉夫特河發(fā)電站坐落在起初的電站南南東方向約600m的地方。這個最新的發(fā)電機組的能量對流系統(tǒng)是一個部分回熱,二級,雙壓力雙循環(huán)發(fā)電機組。有兩個單獨的單元,每一個單元都有兩個軸向流動的渦輪來驅動同一個中心發(fā)電機。一個四室的水冷卻塔為殼管冷凝器(shell-and-tube condensers)提供冷卻提供冷卻水。補充水是從水井中獲取的,而且需要及時處理來維持冷卻塔中的水的質量。138℃的鹵水以大約3.15×106kg/s的速度泵向蒸發(fā)器和預熱器,循環(huán)工質異戊烷(i-C5H12)就是在蒸發(fā)器和預熱器中吸收溫度的。換熱器只在高壓循環(huán)中才使用。
 
 
拉夫特河地熱電站地面系統(tǒng)
 
 
拉夫特河地熱發(fā)電站發(fā)電原理圖