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    重庆时时彩综合走势图百度: 一种将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统.pdf

    关 键 词:
    一种 沸点 介质 用于 低温 地热 井取热 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110262188.3

    申请日:

    2011.09.06

    公开号:

    CN102359441A

    公开日:

    2012.02.22

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F03G 4/00申请公布日:20120222|||实质审查的生效IPC(主分类):F03G 4/00申请日:20110906|||公开
    IPC分类号: F03G4/00; F24J3/08; F01K25/10 主分类号: F03G4/00
    申请人: 徐毅
    发明人: 徐毅
    地址: 610000 四川省成都市金牛区金沙路16号1栋1单元2楼2号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110262188.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2013.12.04|||2012.04.04|||2012.02.22

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统,包括井下换热器、蒸汽收集器、蒸汽利用装置、压缩机、低沸点介质储罐和介质泵,其中,所述井下换热器的液态介质入口与所述介质泵的出口连接,所述井下换热器的蒸汽出口与所述蒸汽收集器的入口连接,所述蒸汽收集器的出口与所述蒸汽利用装置的入口连接,所述蒸汽利用装置的出口与所述压缩机的气态介质入口连接,所述压缩机的液态介质出口与所述低沸点介质储罐的入口连接,所述低沸点介质储罐的出口与所述介质泵的入口连接。本发明利用井下热水的热量将井下换热器内的液态介质变为高温蒸汽,并让它成为多种设备的能源,过程简单、能耗低、无污染,是对现有能源的有力补充。

    权利要求书

    1: 一种将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在于 : 包括井下换热器、 蒸汽收集器、 蒸汽利用装置、 压缩机、 低沸点介质储罐和介质泵, 其中, 所述井下换热器的液 态介质入口与所述介质泵的出口连接, 所述井下换热器的蒸汽出口与所述蒸汽收集器的入 口连接, 所述蒸汽收集器的出口与所述蒸汽利用装置的入口连接, 所述蒸汽利用装置的出 口与所述压缩机的气态介质入口连接, 所述压缩机的液态介质出口与所述低沸点介质储罐 的入口连接, 所述低沸点介质储罐的出口与所述介质泵的入口连接。
    2: 根据权利要求 1 所述的将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在于 : 所述低沸点介质储罐内的低沸点介质为液氨、 甲胺、 戊烷、 乙醇、 乙醚、 环氧乙烷、 氯乙烷、 乙 胺或乙醛。
    3: 根据权利要求 1 所述的将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在于 : 所述蒸汽利用装置为汽轮发电机, 所述汽轮发电机的蒸汽入口与所述蒸汽收集器的出口连 接, 所述汽轮发电机的蒸汽出口与所述压缩机的气态介质入口连接。
    4: 根据权利要求 1 所述的将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在于 : 所述蒸汽利用装置为地面换热器, 所述地面换热器的蒸汽入口与所述蒸汽收集器的出口连 接, 所述地面换热器的蒸汽出口与所述压缩机的气态介质入口连接 ; 所述地面换热器的冷 水入口与冷水泵的出口连接, 所述地面换热器的热水出口与热水储罐的入口连接。
    5: 根据权利要求 4 所述的将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在于 : 所述热水储罐的出口与吸收式制冷机的热水入口连接, 所述吸收式制冷机的冷水出口与所 述冷水泵的入口连接。
    6: 根据权利要求 1 所述的将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在于 : 所述蒸汽利用装置包括汽轮发电机、 地面换热器、 热水储罐和吸收式制冷机, 所述汽轮发电 机的蒸汽入口与所述蒸汽收集器的出口连接, 所述汽轮发电机的蒸汽出口与所述地面换热 器的蒸汽入口连接, 所述地面换热器的蒸汽出口与所述压缩机的气态介质入口连接 ; 所述 地面换热器的冷水入口与所述冷水泵的出口连接, 所述地面换热器的热水出口与所述热水 储罐的入口连接, 所述热水储罐的出口与所述吸收式制冷机的热水入口连接, 所述吸收式 制冷机的冷水出口与所述冷水泵的入口连接。
    7: 根据权利要求 5 或 6 所述的将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统, 其特征在 于: 所述吸收式制冷机的冻水出口与空调器的冻水入口连接。

    说明书


    一种将低沸点介质用于中低温地热井取热的系统

        技术领域 本发明涉及一种从地热井中取热的装置, 尤其涉及一种将低沸点介质用于中低温 地热井取热的系统。
         背景技术 随着石油、 天然气等不可再生资源的快速消耗, 开发利用新能源, 尤其是可再生能 源越来越受到人们的关注。 可再生能源包括太阳能、 水能、 生物质能、 风能、 海洋能以及地热 能等。地热资源赋存于地下, 是一种洁净的矿产资源。地热能的潜在价值非??晒?, 从地 心不断向外留出的热量相当于 44 万亿瓦 / 年, 这些热量, 即使只有一少部分被开发利用, 也能轻易满足世界大部分能源要求。地热资源按照温度划分, 可分为高温 (> 150℃) 、 中温 (90 ~ 150℃) 、 低温 (< 90℃) 三种类型。我国是一个以中低温地热资源为主的国家, 近 10 年来地热直接利用均以每年 10%速率增长, 目前以直接利用设备装机容量的产量居世界之 首。 2008 年我国地热资源利用使全国二氧化碳减排 2500 万吨, 相当于 860 多万辆汽车尾气 的排放量。而中低温地热资源的开采利用存在一个问题, 即中低温地热井不能直接形成蒸 汽将地热能量带出。
         传统的地热开采利用, 一般采用闪蒸加压等方法, 然而闪蒸设备尺寸大、 易腐蚀并 且效率低, 不能被广泛利用。 所以, 目前, 还没有适合广泛推广的地热开采装置出现, 这严重 地制约了地热开采领域的发展。
         发明内容 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种将低沸点介质用于中低温地 热井取热的系统, 这种系统利用低沸点介质的气液转换将地热井内的热量取出并利用, 形 成新能源。
         本发明通过以下技术方案来实现上述目的 : 本发明包括井下换热器、 蒸汽收集器、 蒸汽利用装置、 压缩机、 低沸点介质储罐和介质 泵, 其中, 所述井下换热器的液态介质入口与所述介质泵的出口连接, 所述井下换热器的蒸 汽出口与所述蒸汽收集器的入口连接, 所述蒸汽收集器的出口与所述蒸汽利用装置的入口 连接, 所述蒸汽利用装置的出口与所述压缩机的气态介质入口连接, 所述压缩机的液态介 质出口与所述低沸点介质储罐的入口连接, 所述低沸点介质储罐的出口与所述介质泵的入 口连接。
         使用时, 将井下换热器置于地热井内的热水中, 液态的低沸点介质在介质泵的作 用下进入井下换热器内, 在地热井内的热水的作用下, 液态介质沸腾变为高温蒸汽, 同时吸 热, 然后高温蒸汽被蒸汽收集器吸收并储存, 供蒸汽利用装置使用。 在高温蒸汽经过蒸汽利 用装置后其温度会降低, 但还是处于气态状态, 然后经过压缩机压缩后在高压作用下会变
         成液态, 并供介质泵输送给井下换热器, 形成循环。因为地热井内的热量是很大的, 基本不 会存在热量被全部吸走的问题, 只能对地热井内的水起到降温的目的, 所以本发明能够持 续不断或根据需要间断地提供蒸汽利用装置所需的高温蒸汽, 同时还能使地热井内的水温 降低, 有利于解除因其温度过高而引发的热膨胀危害。
         具体地, 所述低沸点介质储罐内的低沸点介质为液氨、 甲胺、 戊烷、 乙醇、 乙醚、 环 氧乙烷、 氯乙烷、 乙胺或乙醛, 也可以为其它介质, 只要满足低沸点的要求即可。
         根据实际需要, 所述蒸汽利用装置可以为汽轮发电机, 所述汽轮发电机的蒸汽入 口与所述所述蒸汽收集器的出口连接, 所述汽轮发电机的蒸汽出口与所述压缩机的气态介 质入口连接。这适用于温度比较高一点的地热井, 因为汽轮发电机所需蒸汽的压力要大一 些。
         所述蒸汽利用装置还可以为地面换热器, 所述地面换热器的蒸汽入口与所述蒸汽 收集器的出口连接, 所述地面换热器的蒸汽出口与所述压缩机的气态介质入口连接 ; 所述 地面换热器的冷水入口与冷水泵的出口连接, 所述地面换热器的热水出口与热水储罐的入 口连接。这适用于温度不高的地热井, 所需的蒸汽压力不用很大, 而经过地面换热器后的 热水蓄于热水储罐中, 可以直接使用, 如冬天供暖, 也可以另作它用, 如: 所述热水储罐的出 口与吸收式制冷机的热水入口连接, 所述吸收式制冷机的冷水出口与所述冷水泵的入口连 接。这样, 热水储罐内的热水在经过吸收式制冷机后, 使吸收式制冷机内的冷水变成冻水, 冻水在夏天就可派上用场了, 如: 所述吸收式制冷机的冻水出口与空调器的冻水入口连接, 这样冻水的冷量被空调器直接利用, 用风扇即可直接吹出冷风, 节省了一般空调压缩机所 需的电能, 并扩大了热能的应用范围。 所述蒸汽利用装置还可以同时包括汽轮发电机、 地面换热器、 热水储罐和吸收式 制冷机, 所述汽轮发电机的蒸汽入口与所述蒸汽收集器的出口连接, 所述汽轮发电机的蒸 汽出口与所述地面换热器的蒸汽入口连接, 所述地面换热器的蒸汽出口与所述压缩机的气 态介质入口连接 ; 所述地面换热器的冷水入口与所述冷水泵的出口连接, 所述地面换热器 的热水出口与所述热水储罐的入口连接, 所述热水储罐的出口与所述吸收式制冷机的热水 入口连接, 所述吸收式制冷机的冷水出口与所述冷水泵的入口连接。这适用于温度很高的 地热井, 其高温蒸汽的压力足够大, 以至于可以先后为汽轮发电机和地面换热器提供压力 和热能后还能保持气态状态。
         本发明的有益效果在于 : 本发明利用井下热水的热量将井下换热器内的液态介质变为高温蒸汽, 并让它成为多 种设备的能源, 过程简单、 能耗低、 无污染, 是对现有能源的有力补充 ; 与传统的闪蒸加压取 热法相比, 本发明设备简单、 尺寸小、 占地面积小、 易于安装建造、 不受环境影响 ; 综上, 本发 明提供了一种新能源开采的可能, 而且适合大面积推广, 为解决不可再生能源日渐枯竭的 问题打下了坚实的基础。
         附图说明
         图 1 是本发明的结构示意图。 具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明 : 如附图所示, 本发明包括井下换热器 2、 蒸汽收集器 4、 蒸汽利用装置、 压缩机 11、 低沸 点介质储罐 12 和介质泵 5, 其中, 井下换热器 2 的液态介质入口与介质泵 5 的出口连接, 井 下换热器 2 的蒸汽出口与蒸汽收集器 4 的入口连接, 蒸汽收集器 4 的出口与所述蒸汽利用 装置的入口连接, 所述蒸汽利用装置的出口与压缩机 11 的气态介质入口连接, 压缩机 11 的 液态介质出口与低沸点介质储罐 12 的入口连接, 低沸点介质储罐 12 的出口与介质泵 5 的 入口连接。
         所述蒸汽利用装置可以有很多种选择, 可以为发电设备, 可以为制冷设备, 可以为 供暖设备, 可以为一种设备, 可以为几种设备结合, 总之, 根据地热井所能提供的热量和实 际需要来确定到底配置哪些蒸汽利用装置。本实施例中以几种设备结合使用为例, 如附图 所示, 其蒸汽利用装置结构如下 : 包括汽轮发电机 6、 地面换热器 7、 热水储罐 8 和吸收式制 冷机 9, 汽轮发电机 6 的蒸汽入口与蒸汽收集器 4 的出口连接, 汽轮发电机 6 的蒸汽出口与 地面换热器 7 的蒸汽入口连接, 地面换热器 7 的蒸汽出口与压缩机 11 的气态介质入口连 接; 地面换热器 7 的冷水入口与冷水泵 10 的出口连接, 地面换热器 7 的热水出口与热水储 罐 8 的入口连接, 热水储罐 8 的出口与吸收式制冷机 9 的热水入口连接, 吸收式制冷机 9 的 冷水出口与冷水泵 10 的入口连接。这适用于温度很高的地热井, 其高温蒸汽的压力足够 大, 以至于可以先后为汽轮发电机 6 和地面换热器 7 提供压力和热能后还能保持气态状态。
         结合附图, 使用时, 将井下换热器 2 置于地热井 1 内的热水中, 液态的低沸点介质 3 在介质泵 5 的作用下进入井下换热器 2 内, 在地热井 1 内的热水的作用下, 液态的低沸点 介质 3 沸腾变为高温蒸汽, 同时吸热, 然后高温蒸汽被蒸汽收集器 4 吸收并进入汽轮发电机 6 的蒸汽入口, 高温蒸汽会带动汽轮发电机 6 运行发电, 所发电力可以直接通过电网供给用 户, 也可通过大型蓄电池储存备用 ; 汽轮发电机 6 的蒸汽出口出来的高温蒸汽进入地面换 热器 7 后, 将地面换热器 7 内的冷水变成热水并储存到热水储罐 8 中, 可以直接使用, 如冬 天供暖, 也可以另作它用, 如: 热水储罐 8 内的热水在经过吸收式制冷机 9 后, 使吸收式制冷 机 9 内的冷水变成冻水, 冻水的冷量被空调器直接利用, 用风扇即可直接吹出冷风, 节省了 一般空调压缩机所需的电能, 并扩大了热能的应用范围。
         在高温蒸汽经过汽轮发电机 6 和地面换热器 7 后, 其温度会降低, 但还是处于气态 状态, 然后经过压缩机 11 压缩后在高压作用下会变成液态, 并供介质泵 5 输送给井下换热 器 2, 形成循环。 因为地热井 1 内的热量是很大的, 基本不会存在热量被全部吸走的问题, 只 能对地热井 1 内的水起到降温的目的, 所以本发明能够持续不断或根据需要间断地提供汽 轮发电机 6 和地面换热器 7 所需的高温蒸汽, 同时还能使地热井 1 内的水温降低, 有利于解 除因其温度过高而引发的热膨胀危害。
         上述设备中, 地热井 1 为中低温地热井, 地热温度不超过 150℃; 井下换热器 2 为常 规的换热管 ; 低沸点介质 3 为液氨, 常压下的沸点为 -33.5℃ ; 地面换热器 7 为管壳式换热 器, 其结构为固定管板式换热器 ; 吸收式制冷机 9 为单级氨水吸收式制冷机 ; 压缩机 11 为 活塞式压缩机 ; 介质泵 5 和冷水泵 10 为常规的螺杆泵 ; 井下换热器 2、 蒸汽收集器 4、 地面换 热器 7、 低沸点介质储罐 12 及所有和低沸点介质 3 接触的连接管道都使用耐氨腐蚀的含钼 不锈钢材料 ; 汽轮发电机 6 为常规汽轮发电机。
         结合附图, 本发明可以有很多不同的选择和组合, 如: 低沸点介质 3 为还可以为甲胺、 戊烷、 乙醇、 乙醚、 环氧乙烷、 氯乙烷、 乙胺和乙醛中的任何一种 ; 地面换热器 7 还可以为 浮头式换热器或 U 形管换热器 ; 吸收式制冷机 9 还可以为溴化锂吸收式制冷机 ; 压缩机 11 还可以为螺杆式压缩机、 滑片式压缩机、 转子式压缩机、 离心式压缩机、 轴流式压缩机或喷 射式压缩机 ; 介质泵 5 和冷水泵 10 还可以为容积式泵、 叶轮式泵或喷射式泵。在此不一一 举例, 但只要与本发明的结构相同, 则均应视为侵犯本发明专利的权利。

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