一种干热岩发电系统的制作方法

文档序号:14234680阅读:1087来源:国知局

本实用新型属于地热能开发技术领域,特别是涉及干热岩发电系统。



背景技术:

目前,地热发电站均利用较高的地热温度进行发电,按照我国地热国家标准GB11615-89的规定,只有地热温度在90℃~150℃之间,才能用于发电,对于现有的地热发电而言,存在如下的不足:

1.成本高昂:现有的地热发电温度需要达到90℃~150℃时,其地热井的钻井深度将达到5000米左右,按照平均2670元/米进行计算,仅钻井成本就将达到1335万元/孔,成本高昂。

2、目前现有技术中都是直接将常温水注入干热岩井中,然后水会通过井及压裂缝隙后再回流如出口井或出口管中,而这种经过地下缝隙或者地下井的水一方面会携带大量杂质,另外水在长时间循环经过高温后也会形成CaCO3等沉淀物,从而堵塞管道或碎坏设备。如果不采取将常温水直径注入井中在通过压裂缝隙而采用热交换器时,由于热交换器不能与干热岩层充分接触,因此热交换效率又会大大降低。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种新型的干热岩发电系统,解决了现有技术中的干热岩发电系统热交换效率低,易发生堵塞的技术问题。

具体技术方案是,所述干热岩发电系统,包括单井工质、介质输入管、热交换器、介质输出管、高压泵、热能发电机、水域和热传导介质,介质输入管、热交换器、介质输出管、高压泵和热能发电机相连通;单井工质底部设置水域,热交换器设置在水域里。单井工质由地表直入干热岩层,介质输入管、热交换器和介质输出管设置在单井工质内,并且热交换器设置在干热岩层;在单井工质的底部设置有一空腔然后再里面注入水形成一定深度的水域,然后热交换器设置在水域里;热传导介质通过介质输入管进入热交换器,因为热交换器设置在水域里,而水域又设置在干热岩层,因此可以充分的进行热交换,然后经过加热的热交换介质在高压泵的作用下被抽出单井工质外然后通过热能发电机,将热能转换成电能,然后再次通过介质输入管进入热交换器进行重复利用。

进一步的所述单井工质的底部还设置有压裂缝隙,压裂缝隙与水域相连通。

进一步的所述的干热岩发电系统还包括一个液位器。

进一步的热传导介质为液态热传导介质。

进一步的所述热传导介质为液态金属。

进一步的所述热传导介质为气态热传导介质。

有益效果:

1、通过将热交换器设置在高温水域里从而大大提高热交换效率,另外通过直接将热传导介质设置在干热岩发电系统的介质输入管、热交换器、介质输出管、高压泵和热能发电机所形成的循环系统内,不在与干热岩直接接触,从而避免了杂质的带入及沉淀矿物质的形成。

2、通过在单井工质的底部设置有压裂缝隙从而增大水域与干热岩的热交换效率。

3、液位器的设置可以方便及时的查看水域的水位。

4、液态热传导介质的比热容较高发电效率也最优。

5、传导介质液态金属的设置使热传导效率更高且比热容也相对较高,显著提高热能发电机的发电效率。

6、热传导介质为气态热传导介质的设置使整个干热岩发电系统还能够满足低温发电的利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,这些附图所直接得到的技术方案也应属于本实用新型的保护范围。

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:1、单井工质;2、介质输入管;3、介质输出管;4、高压泵;5、热能发电机;6、热交换器;7、压裂缝隙;8、液位器;9、水域;10、热传导介质。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

实施例1如图1所示,所述干热岩发电系统,包括单井工质1、介质输入管2、热交换器6、介质输出管3、高压泵4、热能发电机5、水域9和热传导介质10,介质输入管2、热交换器6、介质输出管3、高压泵4和热能发电机5相连通形成热传导介质循环装置;单井工质1底部设置水域9,热交换器6设置在水域9里。单井工质1由地表直入干热岩层,介质输入管2、热交换器6和介质输出管3设置在单井工质1内,并且热交换器6设置在干热岩层;在单井工质1的底部设置有一空腔然后再里面注入水形成一定深度的水域9,然后热交换器设置在水域9里,也就是水域9淹没热交换器6;热传导介质10通过介质输入管2进入热交换器6,因为热交换器6设置在水域9里,而水域9又设置在干热岩层,因此可以充分的进行热交换,然后经过加热后的热交换介质10在高压泵4的作用下被抽出单井工质1外然后通过热能发电机5,将热能转换成电能,然后再次通过介质输入管2进入热交换器6进行重复加热循环利用。通过将热交换器设置在高温水域里从而大大提高热交换效率,另外通过直接将热传导介质设置在干热岩发电系统的介质输入管、热交换器、介质输出管、高压泵和热能发电机所形成的循环系统内,不在与干热岩直接接触,从而避免了杂质的带入及沉淀矿物质的形成。

实施例2,如图1所示所述干热岩发电系统,包括单井工质1、介质输入管2、热交换器6、介质输出管3、高压泵4、热能发电机5、水域9和蒸馏水10,介质输入管2、热交换器6、介质输出管3、高压泵4和热能发电机5相连通形成热传导介质循环装置;单井工质1底部设置水域9,热交换器6设置在水域9里。进一步的所述单井工质1的底部还设置有压裂缝隙7,压裂缝隙7与水域9相连通。单井工质1由地表直入干热岩层,介质输入管2、热交换器6和介质输出管3设置在单井工质1内,并且热交换器6设置在干热岩层;在单井工质1的底部设置有一空腔然后再里面注入水形成一定深度的水域9,然后热交换器设置在水域9里,也就是水域9淹没热交换器6;蒸馏水10通过介质输入管2进入热交换器6,因为热交换器6设置在水域9里,而水域9又设置在干热岩层,因此可以充分的进行热交换,然后经过加热后的蒸馏水10在高压泵4的作用下被抽出单井工质1外然后通过热能发电机5,将热能转换成电能,然后再次通过介质输入管2进入热交换器6进行重复加热循环利用。通过将热交换器6设置在高温水域9里从而大大提高热交换效率,另外通过直接将蒸馏水10设置在干热岩发电系统的介质输入管2、热交换器6、介质输出管3、高压泵4和热能发电机5所形成的循环系统内,不在与干热岩直接接触,从而避免了杂质的带入及沉淀矿物质的形成;通过在单井工质1的底部设置压裂缝隙7从而增大水域9与干热岩的热交换效率。

实施例3如图1所示,在上述技术方案的基础上进一步的所述的干热岩发电系统还包括一个设置在单井工质1内干热岩层水域9水面的液位器8。液位器的设置可以方便及时的查看水域的水位。在发现水位过低或过高时可以及时调整水位,更加实用。

实施例4在上述技术方案的技术上进一步的热传导介质10为液态热传导介质。液态热传导介质比热容较大,因此再热量也较大从而使整个系统热能至电能的转化效率也能得到明显提高。

实施例5在上述实施例4的基础上行进一步的所述热传导介质为液态金属,如液态汞或者液态钠钾合金,优选钠钾合金比热容较大并且是热的良导体,使热能发电机5的发电效率也能得到大幅提成。

实施例6在上述实施例3的基础上进一步的所述热传导介质10为气态热传导介质,现有技术中的干热岩发电大都利用高温发电如温度一般在90℃以上,而通过使用气体热传导介质可以使热能发电机利用气体热导体发电,从而可以实现低温发电。

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