万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及的是万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，它的吸热蒸发器安装在深度达万米的地热井的底部，主传热蒸汽管一端连接吸热蒸发器，一端连接蒸汽轮机，蒸汽轮机连接发电机，蒸汽轮机还通过排气管连接冷却器，与冷却器连接的回液管向下插入吸热蒸发器中，回液管上安装有循环泵，回液管插入吸热蒸发器中的部位安装有单向阀；主传热蒸汽管外有真空保温管，主传热蒸汽管位于地热井内的部分，其与真空保温管之间还有辅助重力热管，辅助重力热管是真空的，其下端的吸热段深入吸热蒸发器内或环绕在吸热蒸发器外，其内装有蒸发介质。本实用新型专利技术主传热蒸汽管在上万米的传热过程中，热力损失少，做功出力大，能够有效做功发电，为利用绿色环保型地热资源开辟了新的技术道路。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

：本技术涉及的是将地表下3万多米深处蕴藏于干热岩石浆体中的巨大热能资源，通过单深井大口径重力真空热管循环管将地下高品位上千度的高温热能(地热能)远距离的传递至地面上再利用的装置，具体涉及的是万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置。 
技术介绍
：地球地表下3万多米的深度是以上千度高温形态存在的，主要是蕴藏在岩石浆体之中，而这一高温热能主要是来自地球中心部距离地面6300多公里6000多度原子核不断的衰变，所发生的热核反应通过传导、对流、辐射的形式传向地表散发至大气层太空宇宙之中负270多度的无限低温环境(依据热力学理论，热只能向冷的方向传导)，温差越大，转换的能量和功就越多，地热发电也是这样，井越深，所获取的温度值就越大，如何利用这一天然巨大的取之不尽的热能资源就是本技术的装置，要回答这一具有革命性的技术问题，就需要了解现有技术所存在的弊端和为什么不具有实际应用性。现有地热包括干热岩技术主要体现在以下几个方面，一是只能利用自然存在的天然裂缝挤出的温泉和气泉，因服务年限短热力资源分布少有局限性；二是地热井井深潜井管口径小，热通量能力低地热温度品位低，经济价值低，只局限于节能环节的应用范围；三是现有的干热岩石地热发电技术局限在2000～6000米岩层范围，层内段是低中温品位的热层，大多采取的是注水抽水双井循环方法使用的装置，此套装置资金投入大，热能损失大，做功出力少，会产生高温水结垢、失水率高、服务年限短的问题，而至今不能推广和使用；四是由于现有的钻井技术钻井费用居高不下，钻进深度有局限性，制约了获取超万米深度500～1500℃以上高品位热能的实现，正因获取这一地下高温热能的钻井技术还未出现，使众多的创新想法与方法望而却步。但本专利技术人专利技术了以高温高压空气为循环介质传递动能及热能喷射破岩的方法及技术设备使钻井口径可达1000毫米以上，堪称一场钻井技术的革命，他将以无钻杆、无钻头的方式，钻进深度可达 3万多米的钻井技术将展现在人们眼前，为大力开发地球深部万米以下的干热岩浆体中上千度巨大高品位热能资源奠定了技术保障。 
技术实现思路
：本技术的目的是提供一种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，它克服了常规注水抽水双井循环方法使用的装置，资金投入大，热能损失大，做功出力少的问题。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，它的吸热蒸发器安装在深度达万米的地热井的底部，主传热蒸汽管一端连接吸热蒸发器，一端连接蒸汽轮机，蒸汽轮机连接发电机，蒸汽轮机还通过排气管连接冷却器，与冷却器连接的回液管向下插入吸热蒸发器中，回液管上安装有循环泵，回液管插入吸热蒸发器中的部位安装有单向阀；主传热蒸汽管外有真空保温管，主传热蒸汽管位于地热井内的部分，其与真空保温管之间还有辅助重力热管，辅助重力热管是真空的，其下端的吸热段深入吸热蒸发器内或环绕在吸热蒸发器外，其内装有蒸发介质。 上述方案中的主传热蒸汽管上安装稳压罐，具体是稳压罐安装在地面与蒸汽轮机之间的传热管上。 一种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，它的吸热蒸发器安装在-->深度达万米的地热井的底部，主传热蒸汽管一端连接吸热蒸发器，一端连接放热器，放热器插入地面上的储热蓄能罐中，储热蓄能罐连接蒸汽轮机，蒸汽轮机连接发电机，蒸汽轮机还通过排气管连接冷却器，与冷却器连接的回液管连接至储热蓄能罐；主传热蒸汽管外有真空保温管，主传热蒸汽管位于地热井内的部分，其与真空保温管之间还有辅助重力热管，辅助重力热管是真空的，其下端的吸热段深入吸热蒸发器内或环绕在吸热蒸发器外，其内装有蒸发介质。 上述方案中吸热蒸发器内的蒸发介质占重力热管密闭空间环境的15％-20％左右，当主传热蒸汽管或辅助重力热管抽真空后再将上述的蒸发介质注入其中，吸热蒸发器是直径在200毫米至500毫米之间或者在500毫米以上、长度在500米至1000米之间或者在1000米以上的巨型大面积集热吸热传换器，是垂直于 地表的。 上述方案中的真空保温管与地热井之间有隔温材料。 上述方案中吸热蒸发器与地热井之间注入导热填充物，这样可以确保吸热蒸发器器壁的热传效率。 上述方案中储热蓄能罐蒸汽温度控制在250-500℃之间，冷却器的面积设计为吸热蒸发器面积10倍以上，储热蓄能罐的面积也设计为吸热蒸发器面积10倍以上。 有益效果： 1、本技术主传热蒸汽管在上万米的传热过程中，首先要客服的是地心对其所形成的引力，再就是热力损失，辅助重力热管用以克服上述主传热蒸汽管传递过程中的不利因素，使其始终伴随着热能量的补充过程，使压力、温度、速度趋向于正压膨胀平衡态范围内再推动蒸汽轮机达到有效做功发电的目的；同时本技术无需外部动力只靠单井自身热力循环，降低了投入成本，使该技术的技术方法与装置具有了广泛的实际应用与推广价值。 2、在本技术设计方案指导下，现已在大庆油田古龙1井这口6300米深井上实现(井底温度257℃)规模化设计，5500kw投资2000万元，它为万米百万级千瓦级地热干热岩发电技术提供了一项技术性实用性资料与经验，提供了可靠的保证。目前，本技术正处于保密实验中，实验正稳步进行。 3、本技术中辅助重力热管环绕在真空保温管与主传热蒸汽管之间，一是阻隔了冷源潜入，防止其传导对流发生，二是对主传热蒸汽管中高速流动着的潜热蒸汽进行二次连续再加热，确保高温高压热能潜热气体高速冲向蒸汽轮机与多管多环放热器。 附图说明：图1是本技术实施例1的装置结构示意图； 图2是图1中底部局部放大图； 图3是本技术实施例2的装置结构示意图； 图4是图3中底部局部放大图； 图5是辅助重力热管工作原理图。 1吸热蒸发器、2主传热蒸汽管、3放热器、4地热井、5储热蓄能罐、6真空保温管、7回液管、8单向阀、9辅助重力热管、10导热填充物、11排气管、12隔温材料、13蒸汽轮机、14发电机、15散热塔、16冷却器、17单向阀、18循环泵、19蒸发介质或水、20稳压罐、21抽-->真空阀组、22真空保温层 具体实施方式：结合附图对本技术做进一步说明： 实施例1： 图1是本技术实施例1的装置结构示意图，结合图2所示，这种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，它的吸热蒸发器1安装在深度达万米的地热井4的底部，吸热蒸发器1内充满蒸发介质或水19，吸热蒸发器1内的蒸发介质或水是热管密闭空间环境的15％-20％左右，吸热蒸发器1与地热井4之间填充导热填充物10，蒸发介质为低沸点介质；主传热蒸汽管2一端连接吸热蒸发器1，一端连接蒸汽轮机13，主传热蒸汽管2是吸热蒸发器1内产生的高压蒸汽高速冲向蒸汽轮机13的通道，为了保温或提供辅助伴热，保证高压蒸汽远距离运动到地面时仍能完成发电任务，主传热蒸汽管2外有真空保温管6，主传热蒸汽管2位于地热井4内的部分，其与真空保温管6之间还有辅助重力热管9，它们是远距离上万米的，辅助重力热管9是真空的，下端深入吸热蒸发器1三分之一处，上部至地表范围内即可，其内装有蒸发介质，真空保温管6上有抽真空阀，辅助重力热管9内的蒸发介质是其密闭空间环境的15％-20％左右，辅助重力热管9将主传热蒸汽管2包绕在其中，其内的蒸发介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，其特征在于：它的吸热蒸发器（１）安装在深度达万米的地热井（４）的底部，主传热蒸汽管（２）一端连接吸热蒸发器（１），一端连接蒸汽轮机（１３），蒸汽轮机（１３）连接发电机（１４），蒸汽轮机（１３）还通过排气管（１１）连接冷却器（１６），与冷却器（１６）连接的回液管（７）向下插入吸热蒸发器（１）中，回液管（７）上安装有循环泵（１８），回液管（７）插入吸热蒸发器（１）中的部位安装有单向阀（８）；主传热蒸汽管（２）外有真空保温管（６），主传热蒸汽管（２）位于地热井（４）内的部分，其与真空保温管（６）之间还有辅助重力热管（９），辅助重力热管（９）是真空的，其下端的吸热段深入吸热蒸发器（１）内或环绕在吸热蒸发器（１）外，其内装有蒸发介质。

【技术特征摘要】
1.一种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，其特征在于：它的吸热蒸发器(1)安装在深度达万米的地热井(4)的底部，主传热蒸汽管(2)一端连接吸热蒸发器(1)，一端连接蒸汽轮机(13)，蒸汽轮机(13)连接发电机(14)，蒸汽轮机(13)还通过排气管(11)连接冷却器(16)，与冷却器(16)连接的回液管(7)向下插入吸热蒸发器(1)中，回液管(7)上安装有循环泵(18)，回液管(7)插入吸热蒸发器(1)中的部位安装有单向阀(8)；主传热蒸汽管(2)外有真空保温管(6)，主传热蒸汽管(2)位于地热井(4)内的部分，其与真空保温管(6)之间还有辅助重力热管(9)，辅助重力热管(9)是真空的，其下端的吸热段深入吸热蒸发器(1)内或环绕在吸热蒸发器(1)外，其内装有蒸发介质。2.根据权利要求1所述的万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，其特征在于：所述的主传热蒸汽管(2)上安装稳压罐(20)，具体是稳压罐(20)安装在地面与蒸汽轮机(13)之间的主传热蒸汽管(2)上。3.一种万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电装置，其特征在于：它的吸热蒸发器(1)安装在深度达万米的地热井(4)的底部，主传热蒸汽管(2)一端连接吸热蒸发器(1)，一端连接放热器(3)，放热器(3)插入地面上的储热蓄能罐(5)中，储热蓄能罐(5)连接蒸汽轮机(13)，蒸汽轮机(13)连接发电机(14)，蒸汽轮机(13)还通过排气管(11)连接冷却器(16)，与冷却器(16)连接的回液管...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚智勇，
申请(专利权)人：龚智勇，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]