[發明專利]一種用于地熱發電系統的能源交換裝置

有效

• 申請號: 202011017426.X
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112145383B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 陳殿成;馬永濤;葉倩文
• 申請（專利權）人: 北京興馬陽光新能源科技有限公司
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00;F22B31/08
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 沈立

本發明公開了一種用于地熱發電系統的能源交換裝置，屬于地熱發電裝置領域，一種用于地熱發電系統的能源交換裝置，本方案通過直接的熱交換實現對地熱能的應用，地熱蒸汽和熱交換介質之間通過導熱網和導熱纖維簇實現熱交互，而導熱網和導熱纖維簇的設計可以大幅增加熱傳導裝著的比表面積，增加熱傳導效率，即增加地熱蒸汽的熱利用率，利用纏繞部表面存在的填充纖維一方面可以增加導熱纖維簇與倒刺之間的連接強度，另一方面也可以有效相鄰纏繞部之間的連接強度，可以實現在不影響地熱利用率的前提下，使用導熱裝置進行熱交換，同時不易發生蒸汽夾雜的石屑對導熱裝置造成損壞，大幅增加導熱裝置的使用壽命。

技術領域

本發明涉及地熱發電裝置領域，更具體地說，涉及一種用于地熱發電系統的能源交換裝置。

背景技術

地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量，地熱發電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用于發電。地熱發電和火力發電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能，然后帶動發電機發電。所不同的是，地熱發電不象火力發電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發電的過程，就是把地下熱能首先轉變為機械能，然后再把機械能轉變為電能的過程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地熱發電的方式劃分為蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩大類。

相較于新能源發電中的中太陽能發電和風力發電，地熱能發電雖然受地理因素影響較大，即好的地熱能井大多位于大陸板塊的交界處，即地質活動較為頻繁的地區，但是一旦地熱能發電裝置建好則能夠長時間運行，不會受到環境影響，可以進行穩定的能源供給，因此在部分地熱能較為充沛的國家的和地區，對地熱能的研究和研發熱情也始終較高。

正常情況下，為了增加地熱能的利用效率，通常不會對從地熱層上升的蒸汽氣流進行清理，而蒸汽在上升的過程中易夾帶著石屑等雜物，當地熱管和蒸汽管之間直接通過翅片等導熱裝置進行熱交換的話，這些石屑等雜物極易造成導熱裝置損壞，而選用不接觸式的熱交換的話，又會影響人交換效率，影響地熱利用率。

發明內容

1.要解決的技術問題

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種用于地熱發電系統的能源交換裝置，它可以實現在不影響地熱利用率的前提下，使用導熱裝置進行熱交換，同時不易發生蒸汽夾雜的石屑對導熱裝置造成損壞，大幅增加導熱裝置的使用壽命。

2.技術方案

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。

一種用于地熱發電系統的能源交換裝置，包括相互匹配的地熱管和蒸汽管，所述地熱管和蒸汽管之間設有絕熱箱，且絕熱箱與地熱管和蒸汽管之間分別固定連接有密封圈，所述地熱管和蒸汽管的一端分別貫穿絕熱箱，所述蒸汽管內固定連接有與自身相配的導熱網，所述導熱網的一端與蒸汽管的內壁固定連接，所述導熱網的另一端依次貫穿蒸汽管和地熱管的側壁，并延伸至地熱管內，所述導熱網遠離蒸汽管的一端固定連接有導熱纖維簇，所述導熱纖維簇包括多個彈性纖維，所述彈性纖維包括連接部和纏繞部，所述連接部與纏繞部固定連接，所述連接部呈直線狀，所述纏繞部呈三維螺旋狀，所述地熱管的內壁固定連接有倒刺，所述導熱纖維簇遠離導熱網的一端纏繞在倒刺上，可以實現在不影響地熱利用率的前提下，使用導熱裝置進行熱交換，同時不易發生蒸汽夾雜的石屑對導熱裝置造成損壞，大幅增加導熱裝置的使用壽命。

進一步的，所述導熱纖維簇內設有螺旋彈性桿，所述螺旋彈性桿位于纏繞部內部，螺旋彈性桿可以有效增加纏繞部的彈性，使纏繞部在受到外力沖擊后依舊可以保持三維螺旋狀，不易影響導熱纖維簇與倒刺之間的連接。