一种井下地热涡轮发电系统的制作方法

本发明涉及一种井下地热涡轮发电系统，属于发电技术领域。

背景技术：

随着这些年人们对电需求量越来越大，能源短缺的问题也越发的棘手。而传统的火力发电需要消耗大量的煤炭和石油等化石燃料，在燃烧的过程中会产生很多的废气，对环境造成严重的影响，人们开始关注地热能这一替代能源。因为地热能是一种绿色环保，低碳清洁并且可以循环利用的新型能源，我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9%，可采储量相当于4626.5亿t标准煤，我国的高温地热资源(热储温度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾，开发的潜力很大。根据可利用地热资源的特点以及采用技术方案的不同，我国目前地热发电主要划分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地下热岩四种发电方式，这些方式大都是通过吸收井下地热能传输到地面上再进行发电，但是在将热能传输到地面上的过程中会发生能量的散失，导致地热能的利用率比较低，因此直接在井下实现地热能发电，不仅可以减少能量的损失，提高热能的利用率，还可以节约发开成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提高对地热能的利用率并且节约投入成本，提出了一种井下地热涡轮发电系统，本发明是通过下述技术方案来实现。

一种井下地热涡轮发电系统主要由加水管，水箱，套管，保温套，注水管，回水管，加热铜管，压力阀门，闪蒸器，多级涡轮发电机，冷凝器，配电箱以及电缆组成。其特征在于：井筒内安装套管至靠近井底的位置为井底留出一定的空间，在套管内部安装保温套；保温套的内部从下到上依次放置压力阀门，闪蒸器和多级涡轮发电机，这样做一是为了便于安装和拆卸，二是为了保证在发电的过程中，蒸汽不会慢慢由于温度的降低而变成液态，保温套下端要与套管的下端在同一水平线；液体从冷凝器流出并进入连接的注水管，流进井底连接的吸热铜管，在管内不断地加热生成蒸气，最后汇通在一起，流入回水管；回水管连接保温套内的压力阀门，当蒸汽达到规定压力时，压力阀门打开，蒸汽进入闪蒸器使蒸汽中混合的水分彻底地气化变成蒸汽，而后传入多级涡轮发电机实现能量的转换，将地热能转变为电能，进而再由电缆将电能输送到地面的配电箱，另一方面，蒸汽则流入冷凝器冷凝为液体继续参与再次循环发电。

所述保温套的8个通孔要沿着圆周方向均匀分布，每个之间的角度为45度，这样可以增加注水管的注水量。

所述的液体只在井下循环，在冷凝器中冷凝后直接进入注水管，不需要存储到容器中等待再次循环，更加的方便快捷，加水管和水箱只需在最开始循环的时候，向冷凝器加入液体以开启循环，其次就是当循环过程中发现液体量不足，及时向冷凝器中补充。

所述的多级涡轮发电机不仅可以替代了地面的汽轮机，而且能够更好的利用套管中的轴向空间，来增加发电量。

有益效果：

与现有的技术不同，本发明不需要将地热能吸收到地面上来，能够直接在地下实现能量的转化，地热能转化为电能传输到地面上，这样不仅能够降低将地热能传输到地面的过程中热能的散失提高对热能的利用率，同时还可以降低投入的成本，节约大量的资金。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是保温套的径向截面图。

图中：1加水管2水箱3套管4保温套5注水管6回水管7加热铜管8压力阀门9闪蒸器10多级涡轮发电机11冷凝器12配电箱13电缆。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

结合图1及图2进一步详细的描述本发明的技术方案：如图1所示，一种井下地热涡轮发电系统主要由加水管1，水箱2，套管3，保温套4，注水管5，回水管6，加热铜管7，压力阀门8，闪蒸器9，多级涡轮发电机10，冷凝器11，配电箱12和电缆13组成。其特征在于：井筒内安装套管3至靠近井底的位置为井底留出一定的空间，在套管3内部安装保温套4；保温套4的内部从下到上依次放置压力阀门8，闪蒸器9和多级涡轮发电机10，这样做一是为了便于安装和拆卸，二是为了保证在发电的过程中，蒸汽不会慢慢由于温度的降低而变成液态，保温套4下端要与套管3的下端在同一水平线；液体从冷凝器12流出然后流入连接的注水管5，流进井底连接的吸热铜管7，液体在在管内不断地吸收地热能变成蒸气，最后汇通在一起，流入回水管6，回水管6的直径要大于注水管5的，防止因为回水管直径过小导致回水堵塞；回水管6连接保温套4内的压力阀门8，当蒸汽达到规定压力时压力阀门8打开，设置这个阀门的目的是保证蒸汽有足够的动力向上完成循环；蒸汽进去闪蒸器9，进入闪蒸器使蒸汽中混合的水分彻底地气化也变成蒸汽；而后传入多级涡轮发电机10实现能量的转换，将地热能转变为电能，进而再由电缆13输送到地面的配电箱12，另一方面，蒸汽则流入冷凝器11冷凝为液体继续参与再次循环发电。

在本实例中，所述保温套4的8个通孔要沿着圆周方向均匀分布，每个之间的角度为45度，为了增加注水管的注水量。

在本实例中，液体只在井下循环，在冷凝器12中冷凝后直接进入注水管5，不需要存储起来，更加的方便快捷，加水管1和水箱2是在最开始循环的时候，向冷凝器11加入液体开启循环，其次就是当循环过程中发现液体量不足，及时向冷凝器中补充。

在本实例中，所述的多级涡轮发电机10代替了地面上所用的汽轮机，而且更好的利用套管3的轴向空间，用来增加发电量。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种井下地热涡轮发电系统主要由加水管，水箱，套管，保温套，注水管，回水管，加热铜管，压力阀门，闪蒸器，多级涡轮发电机，冷凝器，配电箱以及电缆组成。井筒内安装套管至靠近井底的位置为井底留出一定的空间，在套管内部安装保温套；保温套的内部从下到上依次放置压力阀门，闪蒸器和多级涡轮发电机，保温套下端要与套管的下端在同一水平线；液体从冷凝器流出并进入连接的注水管，流进井底连接的吸热铜管，在管内不断地加热生成蒸气，最后汇通在一起，流入回水管；回水管连接保温套内的压力阀门，当蒸汽达到规定压力时，压力阀门打开，蒸汽进入闪蒸器使蒸汽中混合的水分彻底地气化变成蒸汽，而后传入多级涡轮发电机实现能量的转换，将地热能转变为电能，进而再由电缆将电能输送到地面的配电箱，另一方面，蒸汽则流入冷凝器冷凝为液体继续参与再次循环发电。

技术研发人员：张晓东;郝仁杰;杨文武;余鑫;杨林;林梦;程政浩
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2018.02.01
技术公布日：2019.10.22