CN201909484U - 一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置，主要由井下换热器(1)，地面换热器(2)，闪蒸器(3)和发电机组(4)组成，其特征在于：井下换热器(1)蒸气出口端和地面换热器(2)的进汽端接通，地面换热器(2)的出液端和井下换热器(1)接通，形成封闭循环结构，冷凝水管(5)和地面换热器(2)的进汽端连接，出热水管(6)和地面换热器(2)的出液端连接，出热水管(6)一分支外接用户供暖系统(7)，出热水管(6)另一分支和闪蒸器(3)进液端接通，闪蒸器(3)出汽端和发电机组(4)接通，即可达到设计目的。

Description

一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置
技术领域
本实用新型涉及一种适用于用低沸点介质取地热的装置，尤其是一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置。
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。但是在中低温地热资源的利用中存在一个问题，即如何简单有效地将地热取出，而且大部分中低温地热井的介质水不能直接形成蒸汽将热量带出，传统的地热开采利用，一般采用闪蒸加压等装置，然而闪蒸设备尺寸大、易腐蚀并且效率低，不能满足人们的需求。
发明内容
本实用新型的目的是研制一种解决上述问题，结构简单、低耗、高效的适用于氨水用于中低温地热井取热的装置。
本实用新型通过以下技术方案实现：
本实用新型主要由井下换热器，地面换热器，闪蒸器和发电机组组成，其特征在于：井下换热器蒸气出口端和地面换热器的进汽端接通，地面换热器的出液端和井下换热器接通，形成封闭循环结构，冷凝水管和地面换热器的进汽端连接，出热水管和地面换热器的出液端连接，出热水管一分支外接用户供暖系统，出热水管另一分支和闪蒸器进液端接通，闪蒸器出汽端和发电机组接通，其中，井下换热器中的工作介质采用氨水，井下换热器为常规的换热管束，或者其他满足条件的换热管结构，地面换热器为管壳式换热器，其结构可以为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管换热器或者其他满足条件的形式，换热器及管道的材料为能耐受氨水腐蚀的材料，如含钼不锈钢、合金材料等能耐氨水腐蚀的材料即可达到设计目的。
中低温地热是井温度介于25℃和150℃之间的地热资源，大部分不能直接形成水蒸气将热量带出，而氨水是质量分数25％-28％的常规氨水，由于液氨在常压下的沸点极低，为-33.5℃，所以氨水和地热能换热后，其中低沸点的物质氨蒸发成氨蒸气，将热量带出地热井，在使用时，井下换热器放置在地热井中，井下换热器中的工作介质氨水为换热介质，在中低温地热井中，氨水和地热能在井下换热器中进行热量交换，成为氨蒸气后将热量带出地热井，受热的氨蒸气再和地面换热器换热，冷凝水成为热水，热水可直接输送至用户供暖系统或者经闪蒸器蒸发后作用于发电机组发电，同时氨蒸气经地面换热器冷凝成氨水溶液后循环回到井下换热器重复使用，达到设计目的。
本实用新型具有以下优点：
经由本实用新型的实施，采用了低沸点的氨水作为换热介质，液氨的沸点为-33.5℃，所以氨水溶液中的氨极易蒸发成氨蒸气，从而将热量带出地热井。利用物质的相变，即可把地热取出，无需外加动力，结构简单，成本低廉。
经由本实用新型的实施，所采用的氨水为常规的工业氨水(24％-28％)，价格低廉，相比其它低沸点介质，如环氧乙烷、氯乙烷、乙胺、乙醛等，氨水价格低。
经由本实用新型的实施，氨水在地热井中吸热成为氨蒸气后，氨蒸气再经地面换热器换热后形成的氨水溶液循环回井下换热器重复使用，从而形成封闭回路，既节约了成本，又不会因为排放废液对周边环境造成影响。
经由本实用新型的实施，工艺简单、占地面积小，与传统的闪蒸加压取热法相比，用氨水换热的方法设备简单、尺寸小、占地面积小。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的原理结构示意图。
在图中，1井下换热器、2地面换热器、3闪蒸器、4发电机组、5冷凝水管、6出热水管、7用户供暖系统
具体实施方式
图1中所示，本实用新型主要由井下换热器1，地面换热器2，闪蒸器3和发电机组4组成，其特征在于：井下换热器1蒸气出口端和地面换热器2的进汽端接通，地面换热器2的出液端和井下换热器1接通，形成封闭循环结构，冷凝水管5和地面换热器2的进汽端连接，出热水管6和地面换热器2的出液端连接，出热水管6一分支外接用户供暖系统7，出热水管6另一分支和闪蒸器3进液端接通，闪蒸器3出汽端和发电机组4接通，其中，井下换热器1中的工作介质采用氨水，井下换热器1为常规的换热管束，地面换热器2为固定管板式换热器，换热器及管道的材料为能耐受氨水腐蚀的含钼不锈钢材料，即可达到设计目的。
本实用新型结构简单，占地面积小，成本低，无污染，绿色环保，广泛应适于氨水用于中低温地热井取热的装置领域。

Claims (3)

1.一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置，主要由井下换热器(1)，地面换热器(2)，闪蒸器(3)和发电机组(4)组成，其特征在于：井下换热器(1)蒸气出口端和地面换热器(2)的进汽端接通，地面换热器(2)的出液端和井下换热器(1)接通，形成封闭循环结构，冷凝水管(5)和地面换热器(2)的进汽端连接，出热水管(6)和地面换热器(2)的出液端连接，出热水管(6)一分支外接用户供暖系统(7)，出热水管(6)另一分支和闪蒸器(3)进液端接通，闪蒸器(3)出汽端和发电机组(4)接通。
2.根据权利要求1所述的一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置，其特征是所述井下换热器(1)中的工作介质采用氨水，井下换热器(1)为常规的换热管束。
3.根据权利要求1所述的一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置，其特征是所述地面换热器(2)为固定管板式换热器，换热器及管道的材料为能耐受氨水腐蚀的含钼不锈钢材料。
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