[發(fā)明專利]一種高效清潔利用地熱熱能的簡捷取熱方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011503798.3
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112555108A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 郭東奇;黃運波;馬曉峰;劉沖;高嵩;杜珺;杜洪巖;薛岑;王義軍;曹曉鵬;王卓
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司;中國能源建設集團有限公司工程研究院;山西意迪光華電力勘測設計有限公司
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00;F01K25/10;F24T10/13;F28D1/053
• 代理公司: 山西華炬律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

1.一種高效清潔利用地熱熱能的簡捷取熱方法，包括以下步驟：

第一步、分別制作密閉的分液箱（20）和集液箱（21），在分液箱（20）與集液箱（21）之間，等間隔地設置水平傳導超臨界CO₂工質(zhì)內(nèi)螺紋管（22），使分液箱（20）、集液箱（21）和水平傳導超臨界CO₂工質(zhì)內(nèi)螺紋管（22）連接后組成密閉的地下熱水換熱的換熱器（3），在分液箱（20）的超臨界CO₂工質(zhì)入口（23）上，連接工質(zhì)下降管道（10），在集液箱（21）的超臨界CO₂工質(zhì)出口（24）上，連接工質(zhì)上升管道（11）；

第二步、設置地下熱水水井（1），在熱水攪動電機（4）的輸出軸上，連接熱水攪動葉輪（5），將熱水攪動電機（4）和熱水攪動葉輪（5）放置到地下熱水水井（1）的地下熱水（2）中；

第三步、將第一步組裝好的超臨界CO₂與地下熱水換熱的換熱器（3）放入到地下熱水水井（1）的地下熱水（2）中；

第四步、將超臨界CO₂工質(zhì)儲液罐（7）的超臨界CO₂工質(zhì)輸出口，通過超臨界CO₂循環(huán)泵（6），與工質(zhì)下降管道（10）的上端口連接在一起，在工質(zhì)上升管道（11）的上端口與超臨界CO₂工質(zhì)儲液罐（7）的超臨界CO₂工質(zhì)輸入口之間，并聯(lián)超臨界CO₂與地上水換熱的換熱器（8）和超臨界CO₂發(fā)電機組（9）；

第五步、同時啟動超臨界CO₂循環(huán)泵（6）和熱水攪動電機（4），超臨界CO₂工質(zhì)儲液罐（7）中的超臨界CO₂工質(zhì)，經(jīng)工質(zhì)下降管道（10）進入到分液箱（20）中，再經(jīng)過水平傳導超臨界CO₂工質(zhì)內(nèi)螺紋管（22）進入到集液箱（21）中，水平傳導超臨界CO₂工質(zhì)內(nèi)螺紋管（22）中傳導的超臨界CO₂工質(zhì)與地下熱水水井（1）的地下熱水（2）進行換熱，獲得熱能的超臨界CO₂工質(zhì)通過工質(zhì)上升管道（11）上升到地面后，或通過超臨界CO₂發(fā)電機組（9）發(fā)電，或通過超臨界CO₂與地上水換熱的換熱器（8）對地上水進行加熱，再進入到超臨界CO₂工質(zhì)儲液罐（7）中，進入到超臨界CO₂工質(zhì)儲液罐（7）中的超臨界CO₂工質(zhì)，會再次經(jīng)過超臨界CO₂循環(huán)泵（6），進入到工質(zhì)下降管道（10）中；如此循環(huán)，實現(xiàn)了地下熱水水井（1）中的地下熱水（2）的熱能的高效清潔利用。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高效清潔利用地熱熱能的簡捷取熱方法，其特征在于，在工質(zhì)下降管道（10）的上端口上，設置有導流環(huán)（26），在導流環(huán)（26）上設置有十字形隔斷（27），十字形隔斷（27）與導流環(huán)外圈組成了四個扇形窗口（28）；在工質(zhì)下降管道（10）的內(nèi)側(cè)壁上設置有螺旋形下降凹槽通道（25），螺旋形下降凹槽通道（25）是沿順時針方向設置的，其螺旋方向與沿工質(zhì)下降管道（10）下降的超臨界CO₂工質(zhì)的螺旋下降方向相反，以克服下降中的超臨界CO₂工質(zhì)在工質(zhì)下降管道（10）中出現(xiàn)空心現(xiàn)象。