[發明專利]復合型冷源干熱巖熱電發電系統與方法

有效

• 申請號: 201610496025.4
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN105958870B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 劉均榮;李博宇;羅道玉;王月英;杜鵬;史偉新;曹世杰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 北京思格頌知識產權代理有限公司11635
• 代理人: 潘珺

1.一種復合型冷源干熱巖熱電發電系統，包括：冷卻介質存儲裝置、冷卻介質地面流動管線、冷卻介質注入裝置、井下熱電發電模塊、冷卻介質流入管線、冷卻介質流出管線、負極導線和正極導線；其特征在于，所述井下熱電發電模塊位于井筒內，井下熱電發電模塊部分處于干熱巖儲層范圍內、部分處于干熱巖上覆地層范圍內；處于干熱巖儲層范圍內的井下熱電發電模塊部分直接與裸露的干熱巖儲層接觸，裸露的干熱巖儲層形成復合型冷源干熱巖熱電發電的高溫熱端；處于干熱巖上覆地層范圍內的井下熱電發電模塊部分直接與下套管固井方式完成的井筒部分接觸；冷卻介質注入裝置和冷卻介質存儲裝置位于地面，冷卻介質注入裝置通過冷卻介質地面流動管線與冷卻介質存儲裝置相連；井下熱電發電模塊的頂端設有熱電發電模塊井下散熱器，冷卻介質注入裝置與井下熱電發電模塊中的熱電發電模塊井下散熱器的入口端通過冷卻介質流入管線相連，井下熱電發電模塊中的熱電發電模塊井下散熱器的出口端通過冷卻介質流出管線與冷卻介質存儲裝置相連；冷卻介質注入裝置將冷卻介質增壓后通過冷卻介質流入管線進入井下熱電發電模塊中的熱電發電模塊井下散熱器的入口端，流經熱電發電模塊井下散熱器內部并在該處進行換熱；換熱后的冷卻介質從熱電發電模塊井下散熱器的出口端流出，通過冷卻介質流出管線流回冷卻介質存儲裝置；冷卻介質存儲裝置、冷卻介質地面流動管線、冷卻介質注入裝置、熱電發電模塊井下散熱器、冷卻介質流出管線構成閉合的冷卻介質流動循環系統，下套管固井方式完成的井筒與井下熱電發電模塊直接相接觸的部分與冷卻介質流動循環系統共同形成復合型冷源干熱巖熱電發電的低溫冷端；井下熱電發電模塊、正極導線、地面負載和負極導線依次連接形成閉合電路。

2.根據權利要求1所述的復合型冷源干熱巖熱電發電系統，其特征在于：井下熱電發電模塊，包括：熱電發電模塊井下散熱器、冷端絕緣陶瓷片、冷端金屬導體、熱電發電半導體組、熱端金屬導體組、熱端絕緣受熱構件、井下熱電發電模塊負極、井下熱電發電模塊正極；熱端絕緣受熱構件位于井下熱電發電模塊的底部，與裸露的干熱巖儲層直接接觸，所述的熱端絕緣受熱構件為圓形結構；熱端金屬導體組位于熱端絕緣受熱構件頂面并與熱端絕緣受熱構件緊密接觸；冷端絕緣放熱構件位于井下熱電發電模塊的頂部，所述的冷端絕緣放熱構件呈圓形結構，冷端絕緣放熱構件與處于干熱巖上覆地層范圍內的由下套管固井方式完成的井筒部分直接接觸；冷端金屬導體組位于冷端絕緣放熱構件下方并與冷端絕緣放熱構件緊密接觸；熱電發電模塊井下散熱器位于冷端絕緣放熱構件頂面并與冷端絕緣放熱構件緊密接觸，為井下熱電發電模塊提供換熱場所；熱電發電模塊井下散熱器的入口端通過冷卻介質流入管線與冷卻介質注入裝置相連；熱電發電模塊井下散熱器的出口端通過冷卻介質流出管線與冷卻介質存儲裝置相連。

3.根據權利要求2所述的復合型冷源干熱巖熱電發電系統，其特征在于：所述的熱電發電半導體組位于熱端金屬導體組上方、冷端金屬導體組下方；所述的熱電發電半導體組由若干組N型半導體和P型半導體交替、成對布置；由若干組N型半導體和P型半導體交替、成對組成的熱電發電半導體組的一端置于高溫熱端中，另一端置于低溫冷端中；置于高溫熱端中的N型半導體為N型半導體熱端、P型半導體為P型半導體熱端；置于低溫冷端中的N型半導體為N型半導體冷端、P型半導體為P型半導體冷端。

4.根據權利要求3所述的復合型冷源干熱巖熱電發電系統，其特征在于：所述的熱端金屬導體組由多個導體組成，用于連接置于高溫熱端中的熱電發電半導體組中的N型半導體熱端和P型半導體熱端；所述的冷端金屬導體組由多個導體組成，用于連接置于低溫冷端中的熱電發電半導體組中的N型半導體冷端和P型半導體冷端。