[發明專利]一種用于干熱巖地熱開采的循環發電方法

在審

• 申請號: 201910731024.7
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110345029A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 王浩森;喬慶;明燦;郭愛鵬;李杰宇
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于干熱巖地熱開采循環發電方法，其特征在于：

所述干熱巖地熱開采循環發電方法包括地熱能提取系統(5)內能-機械能轉化系統(18)傳熱介質水平回流通道(3)地下發電工廠(2)和重力勢能-機械能轉化系統(19)，地熱能提取系統(5)依次連接內能-機械能轉化系統(18)、傳熱介質水平回流通道(3)和重力勢能-機械能轉化系統(19)最后傳熱介質再回流到地熱能提取系統(5)中，內能-機械能轉化系統(18)和重力勢能-機械能轉化系統(19)的轉軸(9)(21)通過徑向嚙合齒輪(12)和縱向嚙合齒輪(13)與地下發電工廠(2)的兩臺發電機(11)相連；

所述地熱能提取系統(5)主要由能量交換空間(20)，單向導流閥(17)，能量交換空間(20)與傳熱介質上升管道(4)和傳熱介質回流管道(6)相通，傳熱介質在能量交換空間(20)中完成干熱巖地熱能量的連續開采，在高溫下不斷汽化并沿著傳熱介質上升管道(4)不斷上流，在傳熱介質水平回流通道(3)中不斷液化的傳熱介質經傳熱介質回流管道(6)回流到能量交換空間(20)中，繼續進行干熱巖地熱能量的連續開采，且由于單向導流閥(17)的存在，傳熱介質只能單向地不斷在汽化和液化之間不斷往復循環。

2.根據權利要求1所述的干熱巖地熱開采循環發電方法，其特征在于：

所述內能機械能轉換系統(18)主要由傳熱介質上升管道(4)、扇葉(10)、傳動軸(9)組成，在能量交換空間(20)不斷汽化的傳熱介質，沿著傳熱介質上升管道(4)不斷上流，并推動扇葉(10)帶著傳動軸(9)不斷轉動，將傳熱介質的內能不斷轉化為機械能和重力勢能。

所述地下發電廠(2)中轉軸(9)通過徑向嚙合齒輪(12)和縱向嚙合齒輪(13)與地下發電工廠(2)的發電機(11)相連，將機械能轉化為電能。

3.根據權利要求2所述的干熱巖地熱開采循環發電方法，其特征在于：

所述傳熱介質水平回流通道(3)主要由水平管道和單向導流閥(8)組成，經理論計算和現場實際測量會得到一個傳熱介質的液化溫度，在這個溫度的高度設置傳熱介質水平回流通道(3)。液化后的傳熱介質會沿著傳熱介質水平回流通道(3)，在傳熱介質水平回流通道內(3)將重力勢能轉化為機械能，進而在地下發電廠(2)發電；

所述單向導流閥(8)，主要起單向導流作用，防止在傳熱介質水平回流通道內液化的傳熱介質向傳熱介質上升管道(4)方向流動，保證干熱巖地熱開采的能量循環系統連續運轉。

4.根據權利要求3所述的干熱巖地熱開采循環發電方法，其特征在于：

所述重力勢能-機械能轉化系統(19)主要由傳熱介質回流管道(6)、扇葉(10)、傳動軸(21)組成。在傳熱介質水平回流通道(3)不斷液化的傳熱介質，沿著傳熱介質回流管道(6)不斷回流，并推動扇葉(10)帶著傳動軸(21)不斷轉動，將傳熱介質的重力勢能不斷轉化為機械能，在地下發電廠(2)中轉軸(21)通過徑向嚙合齒輪(12)和縱向嚙合齒輪(13)與地下發電工廠(2)的發電機(11)相連，將機械能轉化為電能。

5.根據權利要求4所述的干熱巖地熱開采循環發電方法，其特征在于：

所述地下發電工廠(2)主要由包括發電機(11)、徑向嚙合齒輪(12)、縱向嚙合齒輪(13)組成。主要用于將傳熱介質上升管道(4)和傳熱介質回流管道(6)中轉軸(9)(21)的機械能轉化為電能，通過在傳熱介質上升管道(4)和傳熱介質回流管道(6)中設置兩個單獨的轉軸(9)(21)和一組扇葉(10)，達到不斷轉化傳熱介質中能量的作用，而由于地熱能提取系統的存在，傳熱介質中的內能又可以不斷補充，從而達到連續開采深部干熱巖地熱的目的。