一种超导地热发电方法与流程

文档序号:11817274阅读:399来源:国知局

本发明涉及一种高温金属超导管的热传递技术,特别是一种超导地热发电方法。



背景技术:

人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等,地热资源较大规模的开发利用始于20世纪中。

美国是增强型地热系统研究最早的国家, 1972年美国芬顿山打了两口约4000m深斜井,首次进行功率达2300kW,美国能源部报告显示,到2050年,美国应用增强地热系统可实现装机1亿kW; 英国在康沃尔群实施的干热岩研究项目是迄今为止世界第二大干热岩试验工程,项目始于1977年,2009年由欧盟赞助;英国计划在康沃尔群开展“伊甸园项目”,耗资8700万英镑,该项目热储位于地表下4km,整个站址有望为英国提供高达10%的电力需求;澳大利亚是另外一个EGS研究进展较快的国家,该国有7家公司从事EGS活动,其中以地球动力学公司业绩最为显著。该公司在澳大利亚的库珀盆地进行电站试验,并曾到中国寻求合作机会;曰本、德国、法国等国家均对EGS进行试验电站的注水试验,并取得一定的成绩;

目前中国地热研究进展对EGS的研究起步较晚,2007年中国能源研究会地热专业委员会与澳大利亚Petratherm公司签订合作协议,对我国东南沿海和西藏、云南两大地热潜力区域进行研究待开发,2010年世界地热大会统计,全世界共有78个国家正在开发利用地热技术,27个国家利用地热发电,总装机容量为10715MW,年发电量67246GW·h,平均利用系数72%,开发利用这一可再生清洁能源,对全球气候变化,进一步推动地热能源,特别是在中国浅层地热能的普及推广应用。

  地热发电是地热利用的最重要方式,高温地热流体应首先应用于发电,地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不像火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。

地热发电的过程,就是把地下热能量输送到地面,在将热能通过热能机系统转变为机械能,在通过系统工程设备,把机械能转变为电能的一个程序电网的过程。为实现抽取地热而不损失地热温度时,我们开发了金属超导管。目前能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,目前现有技术可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两类。

为此我们进一步研究出一种超导地热发电方法。金属超导管是由真空和化学介质合成的密封管体,把金属超导管的一端与地热层相溶,通过金属超导管体,迅速将热能传递到地面上进行热效能转换,通过汽轮机蒸汽的热能量转变为机械能,再把机械能转换为电能的一种地层传热方法。



技术实现要素:

  地热发电是地热利用的最重要方式,高温地热流体应首先应用于发电,地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电,所不同的是地热发电不象火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能,地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能,首先需要有载热体把地下的热能带到地面上来,目前能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水,按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类;

为此高温超导金属管替代了现在的载热体,并解决了蒸汽型地热发电和热水型地热发电的复杂工程,提高了热能的效率,将地热直接采暖装机系统发电,并供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好,备受各国重视。

针对上述现有技术的不足之处,本发明提供了一种高温超导地热发电方法,由真空和化学介质合成的密封金属超导管体,把赖高温金属超导管的一端与地热层相溶,通过保温金属超导管体,迅速将热能传递到地面上进行热能转换,通过汽轮机蒸汽的热能转变为机械能,再把机械能转换为电能的一种地层传热方法。

超导金属热管传递速度快,具有高效提升热效率运用量,从而完全解决上述蒸汽型地热发电和热水型地热发电的不足问题。

本发明采用的技术方案是:运用高温超导金属管替代了现在的载热体,包括金属管体,管体内具有真空密封腔,其特征在于:所述真空密封腔内设有金属丝,真空密封腔中填充超导液。

作为优选,所述金属管一端由特殊赖高温金属段结构而成。

作为优选,所述金属管的表面涂抹一层保温材料。

附图说明

图1为本发明一种结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示,一种超导地热发电方法,包括高温金属管体1,管体1内具有真空密封腔,所述真空密封腔内,设有金属发热丝2,真空密封腔中填充超导液;

所述管体1可以为赖高温特殊金属管段,它与地热相溶,超导金属管身是保温体。

该管体1可以为方圆型管,超导金属热管与蒸汽机3连接,蒸汽送至汽轮机4做功;蒸汽进入汽轮机4做功后进入凝汽器6,再通过热交换器5而完成发电8循环。

利用上述热管发热装置的一种热管散热方法,其特征在于:通过保温金属超导管体1,迅速将热能传递到地面上进行热能转换,通过汽轮机3蒸汽的热能转变为机械能4,再把机械能4转换为电能5的一种地层传热方法。

用于上述结构装置是取代现有载热体的复杂结构,达到科学高效运用的目的。

从上叙述中我们可以明确看出,本发明的热管发热装置比其它现有技术的传热,更具有优良的导热率,热传递速度更快,热损失更小。

为了举例说明本发明的实现,描述了上述的具体实施方式和运用方法。但是本发明的其它变化和修改,对于本领域技术人员是显而易见的,在本发明所公开的实质和基本原则范围内的任何修改、变化或者仿效变换,都属于本发明的权利要求保护范围。

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