CN108915813A - 利用地层深处地热发电的地热电站 - Google Patents

利用地层深处地热发电的地热电站 Download PDF

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Abstract

一种利用地层深处地热发电的地热电站，包括钻孔，钻孔中设有输汽管，输汽管的管腔中设有注水管，输汽管和注水管分别固定在基座盖上，基座盖固定在钻孔的上部周边岩体上；输汽管的上端伸出钻孔上端的孔口，伸出钻孔上端孔口的输汽管的上端设有汽压表和泄压阀，管端设有出汽管接头，出汽管的出汽端口设有汽轮机，所述汽轮机通过转轴与发电机的转轴连接；所述注水管的下端伸出输汽管的下端，接近钻孔底部；钻孔的深度，达到温度不低于200℃的地层。实施本发明，一波次投入，可以长期产出受益。地层深处的热能，用之不竭、且清洁无污染。

Description

利用地层深处地热发电的地热电站
技术领域
本发明涉及一种地热电站，尤其是涉及一种利用地层深处地热进行发电的地热电站。
背景技术
当前，对地球本身蕴藏能量的利用，仅局限在地表热能（如地表温泉水、蒸汽）的开发利用，以及浅表地层埋藏的石油、煤炭、油页岩、天然气、岩等矿物的开采。
但地层深处尚蕴藏着大量热能。一般认为，地壳内的温度和压力随深度增加，每深入100米温度升高至少4℃。到11公里深处，温度应当接近400℃。由于受开发利用技术条件的限制，地层深处蕴藏的热能，迄今为止，一直未能得到开发利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能利用地层深处地热进行发电的地热电站。
本发明解决其技术问题的第一个技术方案是，一种能利用地层深处地热发电的地热电站，包括钻孔，所述钻孔中设有注水管和输汽管，所述输汽管的底端与钻孔的底部有距离；输汽管的管壁与钻孔的孔壁有间隙；所述输汽管的管腔中设有注水管，钻孔的上端设有覆盖钻孔孔口的基座盖；输汽管和注水管分别固定在基座盖上，所述注水管的外壁设有隔热层，以防止深层地热传入注水管，使水在注水管内汽化，妨碍水的注入；所述基座盖固定在钻孔的上部周边岩体上；所述输汽管的上端伸出钻孔上端的孔口，伸出钻孔上端孔口的输汽管的上端设有汽压表和泄压阀，管端设有出汽管接头，出汽管上设有出气阀门；出汽管的出汽端口设有汽轮机，所述汽轮机通过转轴与发电机的转轴连接；伸出输汽管上端管口的注水管的上端管口设有注水管接头，注水管上设有进水阀门和水压表；所述注水管的下端伸出输汽管的下端，接近钻孔底部。
钻孔的深度，应达到温度不低于200℃的地层；优选达到温度不低于250℃的地层；更优选达到温度≥300℃的地层。
本发明解决其技术问题的第二个技术方案，与前述第一个技术方案的区别是，钻孔有下部连通的大小两个，注水管置于较小的钻孔中，输汽管置于较大的钻孔中；大小两孔之间，设有间壁。注水管外壁可以不设隔热层。
进一步，基座盖的周边，设有镙孔，供通过螺栓紧固定位之用。
进一步，输汽管的上端弯曲成曲尺形。
进一步，注水管的上端弯曲成曲尺形。
本发明地热电站选址：优选地质稳定的区域板块，在区域相对最低处和岩质最优处为佳，并有水源供给保障。
实施本发明，一波次投入，可以长期产出受益。投入产出经济性将与水电、核电、煤电不相上下。而水电有资源面积限制，并有枯水期减产波动。核电需考量核原料的有限资源供给，及核安全和核废料处理问题。煤电，对环境污染过高，并属一次性有限资源，不可再生。而地热产能，没有上述诸方面的欠缺短板。地层深处的热能，用之不竭、且清洁无污染。
附图说明
图1为本发明单钻孔地热电站实施例的结构示意图；
图2为本发明双钻孔地热电站实施例的结构示意图。
标号说明
1.钻孔（1-1小钻孔，1-2大钻孔）；2.输汽管；3.注水管；4.基座盖；5.进水阀门；6.注水管接头；7.水压表；8.出汽管接头；9.出汽阀门；10.汽压表；11.泄气阀；12.汽轮机；13.发电机；14.岩壁。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1
参照图1，本单钻孔地热电站实施例包括钻孔1，所述钻孔1中设有输汽管2，输汽管2的底端与钻孔1的底部有距离；输汽管2的管壁与钻孔1的孔壁有间隙；输汽管2的管腔中设有注水管3，钻孔1的上端设有覆盖钻孔1孔口的基座盖4；输汽管2和注水管3分别固定在基座盖4上，注水管3的外壁设有隔热层，以防止深层地热传入注水管3，使水在注水管3内汽化，妨碍水的注入；基座盖4通过固定在钻孔1的上部周边岩体上；输汽管2的上端伸出钻孔1上端的孔口，伸出钻孔1上端孔口的输汽管2的上端弯曲成曲尺形，靠近管口处设有汽压表10和泄压阀11，管端设有出汽管接头8，出汽管上设有出汽阀门9；出汽管的出汽端口设有汽轮机12，汽轮机12通过转轴与发电机13的转轴连接；伸出输汽管2上端管口的注水管3的上端弯曲成曲尺形，管口设有注水管接头6，注水管上设有进水阀门5和水压表7；注水管3的下端伸出输汽管2的下端，接近钻孔底部处。
钻孔1的深度，优选达到温度不低于250℃的地层。
实施例2
参照图2，本实施例为双钻孔地热电站实施例，本实施例与实施例1的区别仅在于：钻孔1有下部连通的大小两个，注水管3置于较小的钻孔1-1中，输汽管2置于较大的钻孔1-2中；两孔之间，相隔有岩壁14。余同实施例1。
工作时，高压水流经进水阀门5进入注水管3，在注水管3的下端流出；水流在高温下汽化为蒸汽，高压强中的蒸汽呈半液化状态；经输汽管2上升，通过出气阀门9，高压喷出的蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机运转，汽轮机带动发电机进行发电。当蒸汽压过高，危及设备的安全运行时，泄压阀11会自动泄压，以保证设备的安全运行。
综上所述，本发明地热电站选址为：优选地质稳定的区域板块，在区域相对最低处和岩质最优处为佳，并有水源供给保障。

Claims (10)

1.一种利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，包括钻孔，所述钻孔中设有注水管和输汽管，所述输汽管的底端与钻孔的底部有距离；输汽管的管壁与钻孔的孔壁有间隙；所述输汽管的管腔中设有注水管，钻孔的上端设有覆盖钻孔孔口的基座盖；输汽管和注水管分别固定在基座盖上，所述注水管的外壁设有隔热层；所述基座盖固定在钻孔的上部周边岩体上；所述输汽管的上端伸出钻孔上端的孔口，伸出钻孔上端孔口的输汽管的上端设有汽压表和泄压阀，管端设有出汽管接头，出汽管上设有出汽阀门；出汽管的出汽端口设有汽轮机，所述汽轮机通过转轴与发电机的转轴连接；伸出输汽管上端管口的注水管的上端管口设有注水管接头，注水管上设有进水阀门和水压表；所述注水管的下端伸出输汽管的下端，接近钻孔底部；钻孔的深度，达到温度不低于200℃的地层。
2.如权利要求1所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，钻孔的深度，达到温度不低于250℃的地层。
3.如权利要求2所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，钻孔的深度，达到温度≥300℃的地层。
4.如权利要求1-3之一所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，钻孔有下部连通的大小两个，注水管置于较小的钻孔中，输汽管置于较大的钻孔中；大小两孔之间，设有间壁。
5.如权利要求1-3之一所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，所述基座盖的周边，设有镙孔，供通过螺栓紧固定位于钻孔周边岩层之用。
6.如权利要求1-3之一所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，输汽管的上端弯曲成曲尺形。
7.如权利要求4所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，输汽管的上端弯曲成曲尺形。
8.如权利要求1-3之一所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，注水管的上端弯曲成曲尺形。
9.如权利要求4所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，注水管的上端弯曲成曲尺形。
10.如权利要求6所述利用地层深处地热发电的地热电站，其特征在于，注水管的上端弯曲成曲尺形。
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