[實用新型]一種增強型地熱系統開發試驗裝置

有效

• 申請號: 201320785301.0
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN203658074U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張建;李清方;陸詩建;趙帥;劉海麗;尚明華;龐會中;張媛媛;于惠娟;陸胤君;黃少偉;吳魯寧;張磊;江平;黃平;許增德
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程設計有限公司;山東賽瑞石油科技發展有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

技術領域

本發明涉及干熱巖熱能回收領域，特別涉及以二氧化碳為工質的干熱巖熱能回收體系。具體地說是一種增強型地熱系統開發試驗裝置。?

背景技術

地熱是一種來自地球內部的能量。據估算，儲存于地球內部的熱量約為全球煤炭儲量的1.7億倍，每年從地球內部經地表散失的熱量相當于1000億桶石油的熱量。在新能源和可再生能源大家族中，地熱是具有競爭力的能源之一。?

干熱巖是指一般溫度大于200℃，埋深數千米，內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。儲存于干熱巖中的熱量需要通過人工壓裂形成增強型地熱系統才能得以開采。加強干熱巖地熱資源的勘探開發是推動中國地熱資源規?；茫绕涫堑責岚l電快速發展與突破的關鍵所在。?

以水作為干熱巖熱傳導流可能引起干熱巖裂隙結構的改變或熱流通道的堵塞，而二氧化碳的物理和化學性質對于運行EGS系統十分有利。二氧化碳膨脹性大，粘度較低，作為溶劑對巖石礦物的溶解有效性很低。二氧化碳是全球變暖、產生極端氣候災害的主要原因之一，將捕集純化的二氧化碳作為干熱巖熱能開發工質，不僅可以加速能量抽取和有效消除結垢，實現地熱能的有效利用，而且契合溫室氣體地質儲存這一設想。將二氧化碳作為干熱巖熱能開發工質，可同時實現經濟效益及環境效益。?

發明內容

本發明的目的是提供了一種增強型地熱系統開發試驗裝置，該系統以二氧化碳為干熱巖熱傳導流，是一種熱能利用率高、能量消耗低、處理效果好的地熱能開發模擬系統。?

本發明的技術方案是通過以下方式實現的：?

本發明包括二氧化碳鋼瓶、二氧化碳超臨界輸送裝置、模擬干熱巖反應器、二氧化碳透平機、高壓變頻柱塞泵、換熱器、溫度傳感器、壓力傳感器、流量調節閥、壓力調節閥、計算機、PLC數據采集系統，其特征在于來自二氧化碳鋼瓶的二氧化碳經過二氧化碳流量調節閥和壓力調節閥進行流量控制及壓力調節后進入二氧化碳超臨界輸送裝置增至高壓進入模擬干熱巖反應器進行升溫，升溫后的高溫高壓二氧化碳流進入二氧化碳透平機，二氧化碳透平機帶動發電機或動力機器進行能量轉化；二氧化碳透平機出來的較低品位的二氧化碳通過換熱器與工業用水進行熱交換，經過熱交換之后的二氧化碳被高壓變頻柱塞泵送回模擬干熱巖反應器進行循環，在高壓柱塞泵進入模擬干熱巖反應器管路中設置有二氧化碳循環流量調節閥及止回閥，分別用于控制調節二氧化碳流量及防止二氧化碳逆流。

在模擬干熱巖反應器的熱介質進口和出口之間設有流量調節閥和壓力調節閥，在模擬干熱巖反應器的二氧化碳進口和出口管路上設有溫度傳感器和壓力傳感器，流量調節閥、壓力調節閥、溫度傳感器和壓力傳感器，各自的信號線與計算機相聯，計算機與PLC數據采集系統相聯。?

?本發明具有以下優點:?

1、采用二氧化碳作為干熱巖熱能循環工質，流動性好，熱效率高，能減少或杜絕后續設備的腐蝕和堵塞。

2、經過干熱巖反應器的超臨界狀態的二氧化碳依次經過蒸汽透平機及工業用水換熱器進行能量的二級利用，可用于干熱巖發電及工業水加熱，充分利用二氧化碳攜帶的熱能，提高熱能利用率。經過工業水換熱器換熱后的二氧化碳重新返回至模擬干熱巖反應器進行重復循環熱能攜帶，節省了二氧化碳資源。?

3、計算機及PLC數據采集系統，能實現模擬干熱巖反應器溫度、模擬干熱巖反應器出口二氧化碳溫度及壓力、循環二氧化碳溫度及壓力的在線監控。?

附圖說明

附圖1為本發明的流程示意圖。?

附圖1標記說明：1－二氧化碳鋼瓶、2－二氧化碳流量調節閥、3—壓力調節閥、4－二氧化碳超臨界輸送裝置、5－模擬干熱巖反應器、6－溫度調節閥、7－二氧化碳透平機、8－換熱器、9－工業水流量調節閥、10—高壓變頻柱塞泵、11－二氧化碳循環流量調節閥、12－止回閥、13—計算機、14—PLC數據采集系統。?

具體實施方式

為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例對本發明作更詳細的說明:?