[發(fā)明專利]一種水熱型地?zé)峋C合利用系統(tǒng)及能量分配管控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110235939.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN112984847B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣方明;陳娟雯;黃文博;曹文炅;岑繼文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號(hào): F24T10/20
• 分類號(hào): F24T10/20;F24T10/40
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

本發(fā)明涉及一種基于超長(zhǎng)重力熱管的水熱型地?zé)峋C合利用系統(tǒng)及能量分配管控方法，該系統(tǒng)通過將超長(zhǎng)熱管管體蒸發(fā)段內(nèi)插于地下熱水開采井內(nèi)，形成地?zé)崴_采及超長(zhǎng)熱管采熱循環(huán)。地?zé)崴鲃?dòng)不斷向超長(zhǎng)熱管蒸發(fā)段提供熱量，溫度下降至適宜溫度后輸運(yùn)至溫泉洗浴設(shè)施。超長(zhǎng)熱管管體向地面熱利用裝置輸送高溫蒸汽，結(jié)合蒸汽調(diào)節(jié)閥等部件實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制開采地?zé)徇M(jìn)行發(fā)電/供熱/制冷等環(huán)節(jié)的能流占比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的熱力循環(huán)。本發(fā)明充分利用了超長(zhǎng)熱管采熱和溫泉洗浴熱利用的優(yōu)勢(shì)，可以規(guī)避傳統(tǒng)的水熱直采熱利用模式對(duì)溫泉旅游的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的損害，實(shí)現(xiàn)地?zé)崴母咝ЬC合開采模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地?zé)崮荛_發(fā)及利用領(lǐng)域，具體涉及一種水熱型地?zé)峋C合利用系統(tǒng)及能量分配管控方法。

背景技術(shù)

水熱型地?zé)崮苁且哉魵饧耙簯B(tài)水為主的地?zé)豳Y源，主要蘊(yùn)含在天然出露的溫泉和通過人工鉆井直接開采利用的地?zé)崃黧w中，是目前地?zé)峥碧介_發(fā)的主體。水熱型地?zé)豳Y源的在我國(guó)東南沿海及川滇藏地區(qū)分布面廣、數(shù)量多、熱水量豐富，但大部分單個(gè)地?zé)崽镆?guī)模較小，溫度為中(90-150℃)低溫、且以低溫為主，開采深度總體比較淺，多數(shù)在千米之內(nèi)，個(gè)別一千五到三千米。水熱型地?zé)豳Y源埋藏淺、開發(fā)難度低，開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)效益好，但開采和利用技術(shù)較為粗獷和落后。目前水熱型地?zé)岬睦梅绞绞谴肢E型抽水洗浴為主，部分地?zé)釛l件好的水熱型地?zé)岵捎贸槿〉叵聼崴蛘羝M(jìn)行熱利用。其中，溫泉洗浴等商業(yè)利用模式，經(jīng)濟(jì)效益好，具有廣泛的社會(huì)認(rèn)可度，但溫泉洗浴本身用熱量不大，對(duì)于溫度高于60℃的地?zé)崴ǔＰ枰M(jìn)行降溫處理，造成了地?zé)豳Y源，尤其是溫度較高的地?zé)豳Y源的浪費(fèi)。另一方面，采用取水供熱的利用模式，不可避免地帶來地?zé)崴某掷m(xù)開采以及尾水的隨意排放問題，不但會(huì)造成地下水位下降，還可引發(fā)嚴(yán)重的熱污染、化學(xué)污染等環(huán)境問題。當(dāng)前，地?zé)峁?制冷/發(fā)電方面需求巨大，利用水熱型地?zé)豳Y源進(jìn)行高效的綜合利用是未來的必然發(fā)展方向。

熱管利用管內(nèi)工質(zhì)的在熱端和冷端的相變及流動(dòng)，可以將熱量迅速地從高溫段傳輸?shù)降蜏囟巍峁芫哂休^高的傳熱率、優(yōu)良的等溫性等特征，是目前最有效的傳熱設(shè)備之一。專利ZL201710343194.9及ZL201910328413.5等公開了可進(jìn)行中深部地?zé)衢_采的超長(zhǎng)重力熱管，突破了積液、氣液卷攜等瓶頸，實(shí)現(xiàn)熱管內(nèi)的傳熱穩(wěn)定性和高效性，但由于管外為低導(dǎo)熱的地下巖體，管外熱阻較大程度限制了該熱管采熱系統(tǒng)性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)所存在的至少一技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水熱型地?zé)峋C合利用系統(tǒng)及能量分配管控方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水熱型地?zé)峋C合利用系統(tǒng)，包括地?zé)崴_采組件、熱管組件和地面熱利用裝置；

所述熱管組件包括熱管管體，所述熱管管體用于插入水熱型地?zé)釤醿?chǔ)的地?zé)崴a(chǎn)井內(nèi)，熱管管體外壁面與地?zé)崴a(chǎn)井內(nèi)壁面形成間隙，為地?zé)崴牧鞯溃凰鰺峁芄荏w內(nèi)設(shè)置有工質(zhì)，熱管管體的工質(zhì)出口端和地面熱利用裝置的工質(zhì)入口端相連通，地面熱利用裝置的工質(zhì)出口端和熱管管體的工質(zhì)入口端相連通，以使得工質(zhì)在熱管管體和地面熱利用裝置之間循環(huán)流動(dòng)；

所述地?zé)崴_采組件包括增壓泵，地?zé)崴谠鰤核米饔孟拢鬟^熱管管體外壁面與地?zé)崴a(chǎn)井內(nèi)壁面形成的間隙并與熱管管體換熱，之后抽取至地面，輸送至地?zé)崴盟b置，剩余的地?zé)崴M(jìn)行回收利用。

優(yōu)選地，所述熱管組件還包括蒸汽調(diào)節(jié)閥和液體回流調(diào)節(jié)閥；所述蒸汽調(diào)節(jié)閥連接在熱管管體的工質(zhì)出口端和地面熱利用裝置的工質(zhì)入口端之間；所述液體回流調(diào)節(jié)閥連接在地面熱利用裝置的工質(zhì)出口端和熱管管體的工質(zhì)入口端之間。

優(yōu)選地，所述熱管組件還包括工質(zhì)儲(chǔ)液罐，工質(zhì)儲(chǔ)液罐連接在地面熱利用裝置的工質(zhì)出口端和液體回流調(diào)節(jié)閥的入口端之間。

優(yōu)選地，所述地?zé)崴盟b置為溫泉洗浴設(shè)施。

優(yōu)選地，所述地?zé)崴_采組件還包括溫泉流量調(diào)節(jié)閥，所述溫泉流量調(diào)節(jié)閥連接在增壓泵的出水口和溫泉洗浴設(shè)施的進(jìn)水口之間。