一种地热能综合采集装置的制作方法

本实用新型涉及一种地热能综合采集装置，属于地热发电技术领域。

背景技术：

目前，在地热能利用技术中，一般是直接利用地下热水或蒸汽进行发电。另外还存在一种地下干热高温岩体，没有热水或蒸汽，这种地热能源利用难度较大。现有技术中公开的方法是钻两个相邻的深井至高温岩体，一个井注入冷水，利用高温岩体将冷水加热成热水或蒸汽，再从另一个井抽出热水或蒸汽进行发电。但该种方法效率低，水损耗极大，无法推广使用。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种地热能综合采集装置，具体方案为：

一种地热能综合采集装置，包括集热器和低沸点介质发电系统，所述集热器包括不锈钢质的壳体，壳体为筒形，壳体上部设置有横向的列管式换热器；壳体顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口与换热器的壳程连通，换热器上部连接有竖向的余热蒸汽管，余热蒸汽管与换热器的壳程连通；壳体底部设有补水进口，壳体外圆周设置有多根补水管，补水管连接至补水进口；所述余热蒸汽管的外圆周设置有多根回流管，回流管的底部与补水管连通，回流管与余热蒸汽管之间设置有温差发电板；所述低沸点介质发电系统设有介质进出管路，介质进出管路与换热器的管程连通；所述余热蒸汽管的顶部连接有凝汽器，凝汽器的出水口与回流管顶部连通。

进一步的，所述集热壳体的外圆周壁设有竖向的凹槽，所述补水管嵌设于凹槽内。

进一步的，所述回流管设有增压泵。

进一步的，所述回流管为u型管，u型管的两端与外部循环水系统连通。

位于地下三千米的高温岩体温度一般为300～500℃，用其加热冷水产生的蒸汽过热度低，而普通的蒸汽发电系统对蒸汽品质要求高，蒸汽温度低时对汽轮机损害大，且发电效率低。本方案将利用高温岩体加热产生的蒸汽经过换热，用于低沸点介质发电系统发电，再对换热后的余热蒸汽利用温差发电板进行发电，对高温岩体能源进行综合采集，水损耗小，且能量利用率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中余热蒸汽管的截面示意图；

图3为本实用新型中回流管的结构示意图；

图4为本实用新型中集热器壳体的截面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实例，详细说明本实用新型专利的方案。

如图1-4，一种地热能综合采集装置，包括集热器1和低沸点介质发电系统2，集热器1包括不锈钢质的壳体3，壳体为筒形，在设置时，通过钻井至高温岩体，并在高温岩体上钻取与壳体尺寸适应的热井，将壳体放置于热井内，用于采集高温岩体的热量，不锈钢质的壳体传热效率高，且耐高温耐腐蚀。壳体上部设置有横向的列管式换热器4；壳体顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口与换热器的壳程连通，换热器上部连接有竖向的余热蒸汽管5，余热蒸汽管5与换热器的壳程连通；壳体底部设有补水进口，壳体外圆周设置有多根补水管6，补水管6连接至补水进口；余热蒸汽管的外圆周设置有多根回流管7，回流管的底部与补水管连通，回流管与余热蒸汽管5之间设置有温差发电板8；低沸点介质发电系统2设有介质进出管路9，介质进出管路9与换热器4的管程连通；余热蒸汽管5的顶部连接有凝汽器10，凝汽器10的出水口13与回流管7顶部连通。集热器吸收高温岩体的热量，集热器内的水加热成蒸汽，蒸汽在换热器对低沸点介质进行加热，推动低沸点介质发电系统发电，换热后的蒸汽温度降低，本方案再通过温差发电板，利用余热蒸汽管和回水管之间的温差进行发电，提高发电效率。

上述方案中，集热器壳体3的外圆周壁设有竖向的凹槽，补水管6嵌设于凹槽内，该设计可以使集热器达到保形效果，使集热器的外壁与高温岩体紧密贴合。补水管6同样采用不锈钢质，补水管设于集热壳体的外圆周处，可以先与高温岩体换热后再进入集热器内。为了保证冷凝水顺利回流至集热器内，回流管设有增压泵11。另外，回流管7为u型管，u型管的两端与外部循环水系统12连通，通过阀门的开闭，可以利用外部循环水进行补水，并起到调节回流管(温差发电板冷端)温度的作用。

技术特征：

1.一种地热能综合采集装置，包括集热器和低沸点介质发电系统，其特征在于：所述集热器包括不锈钢质的壳体，壳体为筒形，壳体上部设置有横向的列管式换热器；壳体顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口与换热器的壳程连通，换热器上部连接有竖向的余热蒸汽管，余热蒸汽管与换热器的壳程连通；壳体底部设有补水进口，壳体外圆周设置有多根补水管，补水管连接至补水进口；所述余热蒸汽管的外圆周设置有多根回流管，回流管的底部与补水管连通，回流管与余热蒸汽管之间设置有温差发电板；所述低沸点介质发电系统设有介质进出管路，介质进出管路与换热器的管程连通；所述余热蒸汽管的顶部连接有凝汽器，凝汽器的出水口与回流管顶部连通。

2.根据权利要求1所述的地热能综合采集装置，其特征在于：所述壳体的外圆周壁设有竖向的凹槽，所述补水管嵌设于凹槽内。

3.根据权利要求1所述的地热能综合采集装置，其特征在于：所述回流管设有增压泵。

4.根据权利要求1所述的地热能综合采集装置，其特征在于：所述回流管为u型管，u型管的两端与外部循环水系统连通。

技术总结
本实用新型涉及一种地热能综合采集装置，包括集热器和低沸点介质发电系统，所述集热器包括不锈钢质的壳体，壳体为筒形，壳体上部设置有横向的列管式换热器；壳体顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口与换热器的壳程连通，换热器上部连接有竖向的余热蒸汽管，余热蒸汽管与换热器的壳程连通；壳体底部设有补水进口，壳体外圆周设置有多根补水管，补水管连接至补水进口；所述余热蒸汽管的外圆周设置有多根回流管，回流管的底部与补水管连通，回流管与余热蒸汽管之间设置有温差发电板；所述低沸点介质发电系统设有介质进出管路，介质进出管路与换热器的管程连通。本方案能对高温岩体能源进行综合采集，水损耗小，且能量利用率高。

技术研发人员：张前进;张云飞;李战;毛超超;杨宇;田吾超;王彦崇
受保护的技术使用者：张前进
技术研发日：2020.06.17
技术公布日：2021.05.25