[發明專利]一種將低沸點介質用于中低溫地熱井取熱的系統

無效

• 申請號: 201110262188.3
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102359441A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 徐毅
• 申請（專利權）人: 徐毅
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00;F24J3/08;F01K25/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明涉及一種從地熱井中取熱的裝置，尤其涉及一種將低沸點介質用于中低溫地熱井取熱的系統。

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背景技術

隨著石油、天然氣等不可再生資源的快速消耗，開發利用新能源，尤其是可再生能源越來越受到人們的關注。可再生能源包括太陽能、水能、生物質能、風能、海洋能以及地熱能等。地熱資源賦存于地下，是一種潔凈的礦產資源。地熱能的潛在價值非常可觀，從地心不斷向外留出的熱量相當于44萬億瓦/年，這些熱量，即使只有一少部分被開發利用，也能輕易滿足世界大部分能源要求。地熱資源按照溫度劃分，可分為高溫（＞150℃）、中溫（90～150℃）、低溫（＜90℃）三種類型。我國是一個以中低溫地熱資源為主的國家，近10年來地熱直接利用均以每年10％速率增長，目前以直接利用設備裝機容量的產量居世界之首。2008年我國地熱資源利用使全國二氧化碳減排2500萬噸，相當于860多萬輛汽車尾氣的排放量。而中低溫地熱資源的開采利用存在一個問題，即中低溫地熱井不能直接形成蒸汽將地熱能量帶出。

傳統的地熱開采利用，一般采用閃蒸加壓等方法，然而閃蒸設備尺寸大、易腐蝕并且效率低，不能被廣泛利用。所以，目前，還沒有適合廣泛推廣的地熱開采裝置出現，這嚴重地制約了地熱開采領域的發展。

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發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種將低沸點介質用于中低溫地熱井取熱的系統，這種系統利用低沸點介質的氣液轉換將地熱井內的熱量取出并利用，形成新能源。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

本發明包括井下換熱器、蒸汽收集器、蒸汽利用裝置、壓縮機、低沸點介質儲罐和介質泵，其中，所述井下換熱器的液態介質入口與所述介質泵的出口連接，所述井下換熱器的蒸汽出口與所述蒸汽收集器的入口連接，所述蒸汽收集器的出口與所述蒸汽利用裝置的入口連接，所述蒸汽利用裝置的出口與所述壓縮機的氣態介質入口連接，所述壓縮機的液態介質出口與所述低沸點介質儲罐的入口連接，所述低沸點介質儲罐的出口與所述介質泵的入口連接。

使用時，將井下換熱器置于地熱井內的熱水中，液態的低沸點介質在介質泵的作用下進入井下換熱器內，在地熱井內的熱水的作用下，液態介質沸騰變為高溫蒸汽，同時吸熱，然后高溫蒸汽被蒸汽收集器吸收并儲存，供蒸汽利用裝置使用。在高溫蒸汽經過蒸汽利用裝置后其溫度會降低，但還是處于氣態狀態，然后經過壓縮機壓縮后在高壓作用下會變成液態，并供介質泵輸送給井下換熱器，形成循環。因為地熱井內的熱量是很大的，基本不會存在熱量被全部吸走的問題，只能對地熱井內的水起到降溫的目的，所以本發明能夠持續不斷或根據需要間斷地提供蒸汽利用裝置所需的高溫蒸汽，同時還能使地熱井內的水溫降低，有利于解除因其溫度過高而引發的熱膨脹危害。

具體地，所述低沸點介質儲罐內的低沸點介質為液氨、甲胺、戊烷、乙醇、乙醚、環氧乙烷、氯乙烷、乙胺或乙醛，也可以為其它介質，只要滿足低沸點的要求即可。

根據實際需要，所述蒸汽利用裝置可以為汽輪發電機，所述汽輪發電機的蒸汽入口與所述所述蒸汽收集器的出口連接，所述汽輪發電機的蒸汽出口與所述壓縮機的氣態介質入口連接。這適用于溫度比較高一點的地熱井，因為汽輪發電機所需蒸汽的壓力要大一些。

所述蒸汽利用裝置還可以為地面換熱器，所述地面換熱器的蒸汽入口與所述蒸汽收集器的出口連接，所述地面換熱器的蒸汽出口與所述壓縮機的氣態介質入口連接；所述地面換熱器的冷水入口與冷水泵的出口連接，所述地面換熱器的熱水出口與熱水儲罐的入口連接。這適用于溫度不高的地熱井，所需的蒸汽壓力不用很大，而經過地面換熱器后的熱水蓄于熱水儲罐中，可以直接使用，如冬天供暖，也可以另作它用，如：所述熱水儲罐的出口與吸收式制冷機的熱水入口連接，所述吸收式制冷機的冷水出口與所述冷水泵的入口連接。這樣，熱水儲罐內的熱水在經過吸收式制冷機后，使吸收式制冷機內的冷水變成凍水，凍水在夏天就可派上用場了，如：所述吸收式制冷機的凍水出口與空調器的凍水入口連接，這樣凍水的冷量被空調器直接利用，用風扇即可直接吹出冷風，節省了一般空調壓縮機所需的電能，并擴大了熱能的應用范圍。