CN103743580A - 一种增强型地热***开发试验装置 - Google Patents

一种增强型地热***开发试验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103743580A
CN103743580A CN201310640101.0A CN201310640101A CN103743580A CN 103743580 A CN103743580 A CN 103743580A CN 201310640101 A CN201310640101 A CN 201310640101A CN 103743580 A CN103743580 A CN 103743580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon dioxide
pressure
hot dry
dry rock
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310640101.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103743580B (zh
Inventor
李清方
张建
陆诗建
赵帅
刘海丽
尚明华
庞会中
于惠娟
陆胤君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petrochemical Corp
Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Petroleum Engineering Corp
Original Assignee
Shandong Sairui Petroleum Science & Technology Development Co Ltd
Sinopec Petroleum Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Sairui Petroleum Science & Technology Development Co Ltd, Sinopec Petroleum Engineering Corp filed Critical Shandong Sairui Petroleum Science & Technology Development Co Ltd
Priority to CN201310640101.0A priority Critical patent/CN103743580B/zh
Publication of CN103743580A publication Critical patent/CN103743580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103743580B publication Critical patent/CN103743580B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

一种增强型地热***开发试验装置，包括二氧化碳钢瓶、二氧化碳超临界输送装置、模拟干热岩反应器、二氧化碳透平机、高压变频柱塞泵、PLC数据采集***，二氧化碳钢瓶的二氧化碳经过二氧化碳流量调节阀和压力调节阀进入二氧化碳超临界输送装置增至高压进入模拟干热岩反应器进行升温，升温后的高温高压二氧化碳CO2流进入二氧化碳透平机，二氧化碳透平机带动发电机或动力机器进行能量转化；二氧化碳透平机出来的较低品位的二氧化碳进入换热器，经过热交换之后的二氧化碳被高压变频柱塞泵送回模拟干热岩反应器进行循环利用。

Description

一种增强型地热***开发试验装置
技术领域
本发明涉及干热岩热能回收领域，特别涉及以二氧化碳为工质的干热岩热能回收体系。具体地说是一种增强型地热***开发试验装置。 
背景技术
地热是一种来自地球内部的能量。据估算，储存于地球内部的热量约为全球煤炭储量的1.7亿倍，每年从地球内部经地表散失的热量相当于1000亿桶石油的热量。在新能源和可再生能源大家族中，地热是具有竞争力的能源之一。 
干热岩是指一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。储存于干热岩中的热量需要通过人工压裂形成增强型地热***才能得以开采。加强干热岩地热资源的勘探开发是推动中国地热资源规模化利用，尤其是地热发电快速发展与突破的关键所在。 
以水作为干热岩热传导流可能引起干热岩裂隙结构的改变或热流通道的堵塞，而二氧化碳的物理和化学性质对于运行EGS***十分有利。膨胀性大，粘度较低，作为溶剂对岩石矿物的溶解有效性很低。是全球变暖、产生极端气候灾害的主要原因之一，将捕集纯化的CO2作为干热岩热能开发工质，不仅可以加速能量抽取和有效消除结垢，实现地热能的有效利用，而且契合温室气体地质储存这一设想。将二氧化碳作为干热岩热能开发工质，可同时实现经济效益及环境效益。 
发明内容
本发明的目的是提供了一种增强型地热***开发试验装置，该***以二氧化碳为干热岩热传导流，是一种热能利用率高、能量消耗低、处理效果好的地热能开发模拟***。 
本发明的技术方案是通过以下方式实现的： 
本发明包括二氧化碳钢瓶、二氧化碳超临界输送装置、模拟干热岩反应器、二氧化碳透平机、高压变频柱塞泵、换热器、温度传感器、压力传感器、流量调节阀、压力调节阀、计算机、PLC数据采集***，其特征在于来自二氧化碳钢瓶的二氧化碳经过二氧化碳流量调节阀和压力调节阀进行流量控制及压力调节后进入二氧化碳超临界输送装置增至高压进入模拟干热岩反应器进行升温，升温后的高温高压二氧化碳流进入二氧化碳透平机，二氧化碳透平机带动发电机或动力机器进行能量转化；二氧化碳透平机出来的较低品位的二氧化碳通过换热器与工业用水进行热交换，经过热交换之后的二氧化碳被高压变频柱塞泵送回模拟干热岩反应器进行循环，在高压柱塞泵进入模拟干热岩反应器管路中设置有二氧化碳循环流量调节阀及止回阀，分别用于控制调节二氧化碳流量及防止二氧化碳逆流。
在模拟干热岩反应器的热介质进口和出口之间设有流量调节阀和压力调节阀，在模拟干热岩反应器的二氧化碳进口和出口管路上设有温度传感器和压力传感器，流量调节阀、压力调节阀、温度传感器和压力传感器，各自的信号线与计算机相联，计算机与PLC数据采集***相联。 
 本发明具有以下优点: 
1、采用二氧化碳作为干热岩热能循环工质，流动性好，热效率高，能减少或杜绝后续设备的腐蚀和堵塞。
2、经过干热岩反应器的超临界状态的二氧化碳依次经过蒸汽透平机及工业用水换热器进行能量的二级利用，可用于干热岩发电及工业水加热，充分利用二氧化碳携带的热能，提高热能利用率。经过工业水换热器换热后的二氧化碳重新返回至模拟干热岩反应器进行重复循环热能携带，节省了二氧化碳资源。 
3、计算机及PLC数据采集***，能实现模拟干热岩反应器温度、模拟干热岩反应器出口二氧化碳温度及压力、循环二氧化碳CO2温度及压力的在线监控。 
附图说明
附图1为本发明的流程示意图。 
附图1标记说明：1－二氧化碳钢瓶、2－二氧化碳流量调节阀、3—压力调节阀、4－二氧化碳超临界输送装置、5－模拟干热岩反应器、6－温度调节阀、7－二氧化碳透平机、8－换热器、9－工业水流量调节阀、10—高压变频柱塞泵、11－二氧化碳循环流量调节阀、12－止回阀、13—计算机、14—PLC数据采集***。 
具体实施方式
为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例对本发明作更详细的说明: 
本发明包括二氧化碳钢瓶1、二氧化碳超临界输送装置4、模拟干热岩反应器5、二氧化碳透平机7、高压变频柱塞泵10、换热器8、温度传感器、压力传感器、流量调节阀、压力调节阀、计算机13、PLC数据采集***14，其特征在于来自二氧化碳钢瓶的二氧化碳经过二氧化碳流量调节阀2和压力调节阀3进行流量控制及压力调节后进入二氧化碳超临界输送装置4增至高压进入模拟干热岩反应器5进行升温，升温后的高温高压二氧化碳流进入二氧化碳透平机7，二氧化碳透平机带动发电机或动力机器进行能量转化；二氧化碳透平机出来的较低品位的二氧化碳通过换热器8与工业用水进行热交换，经过热交换之后的二氧化碳被高压变频柱塞泵10送回模拟干热岩反应器进行循环，在高压柱塞泵进入模拟干热岩反应器管路中设置有二氧化碳循环流量调节阀11及止回阀12，分别用于控制调节二氧化碳流量及防止二氧化碳逆流。在换热器的工业用水进口设有工业用水流量调节阀9实施对工业用水的控制。
在模拟干热岩反应器的热介质进口和出口之间设有流量调节阀和压力调节阀，在模拟干热岩反应器的二氧化碳进口和出口管路上设有温度传感器和压力传感器，流量调节阀、压力调节阀、温度传感器和压力传感器各自的信号线与计算机相联，计算机与PLC数据采集***相联。采用二氧化碳作为干热岩热能循环工质，流动性好，热效率高，能减少或杜绝后续设备的腐蚀和堵塞。 
经过干热岩反应器的超临界状态的二氧化碳依次经过蒸汽透平机及工业用水换热器进行能量的二级利用，可用于干热岩发电及工业水加热，充分利用二氧化碳携带的热能，提高热能利用率。经过工业水换热器换热后的二氧化碳重新返回至模拟干热岩反应器进行重复循环热能携带，节省了二氧化碳资源。 
计算机及PLC数据采集***，能实现模拟干热岩反应器温度、模拟干热岩反应器出口二氧化碳温度及压力、循环二氧化碳温度及压力的在线监控。 

Claims (2)

1.一种增强型地热***开发试验装置，包括二氧化碳钢瓶、二氧化碳超临界输送装置、模拟干热岩反应器、二氧化碳透平机、高压变频柱塞泵、换热器、温度传感器、压力传感器、流量调节阀、压力调节阀、计算机、PLC数据采集***，其特征在于来自二氧化碳钢瓶的二氧化碳经过二氧化碳流量调节阀和压力调节阀进行流量控制及压力调节后进入二氧化碳超临界输送装置增至高压进入模拟干热岩反应器进行升温，升温后的高温高压二氧化碳CO2流进入二氧化碳透平机，二氧化碳透平机带动发电机或动力机器进行能量转化；二氧化碳透平机出来的较低品位的二氧化碳通过换热器与工业用水进行热交换，经过热交换之后的二氧化碳被高压变频柱塞泵送回模拟干热岩反应器进行循环，在高压柱塞泵进入模拟干热岩反应器管路中设置有二氧化碳循环流量调节阀1及止回阀，分别用于控制调节二氧化碳流量及防止二氧化碳逆流。
2.根据权利要求1所述的一种增强型地热***开发试验装置，其特征在于在模拟干热岩反应器的热介质进口和出口之间设有流量调节阀和压力调节阀，在模拟干热岩反应器的二氧化碳进口和出口管路上设有温度传感器和压力传感器，流量调节阀、压力调节阀、温度传感器和压力传感器，各自的信号线与计算机相联，计算机与PLC数据采集***相联。
CN201310640101.0A 2013-12-04 2013-12-04 一种增强型地热***开发试验装置 Active CN103743580B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310640101.0A CN103743580B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 一种增强型地热***开发试验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310640101.0A CN103743580B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 一种增强型地热***开发试验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103743580A true CN103743580A (zh) 2014-04-23
CN103743580B CN103743580B (zh) 2016-08-17

Family

ID=50500618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310640101.0A Active CN103743580B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 一种增强型地热***开发试验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103743580B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105509813A (zh) * 2016-01-08 2016-04-20 济南大学 一种热传导型地热田开发与保护模拟装置及模拟方法
CN106872651A (zh) * 2017-04-06 2017-06-20 重庆大学 一种增强型地热开采模拟的试验装置及模拟方法
CN107014974A (zh) * 2016-11-28 2017-08-04 中国石油大学(华东) 用于增强型地热***的模拟实验装置及利用其测试增强型地热***储层热能提取率的方法
CN109406753A (zh) * 2018-10-30 2019-03-01 河南理工大学 高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置
CN109839286A (zh) * 2019-04-01 2019-06-04 中国石油大学(华东) 一种干热岩增强型地热***开发模拟实验装置及其实验方法
CN110675721A (zh) * 2019-09-30 2020-01-10 鸿蒙能源(山东)有限公司 多工况干热岩地热开采模拟设备
CN110794117A (zh) * 2019-11-28 2020-02-14 吉林大学 一种以超临界二氧化碳为热工质的干热岩实验室模拟***及模拟方法
CN112554974A (zh) * 2020-11-03 2021-03-26 西安交通大学 一种无压缩过程的分布式二氧化碳发电***
CN113049279A (zh) * 2021-02-28 2021-06-29 河北工业大学 一种汽液分离式中高温地热流体实验测试***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101696829A (zh) * 2009-10-30 2010-04-21 龚智勇 地热能远距离传热储能的方法、其装置及应用
CN201934267U (zh) * 2010-01-27 2011-08-17 江西佳能新能源发展有限公司 一种环保节能减排地热开发***
CN103216401A (zh) * 2013-04-24 2013-07-24 华北电力大学 一种应用卡琳娜循环技术的干热岩发电***
CN203658074U (zh) * 2013-12-04 2014-06-18 中石化石油工程设计有限公司 一种增强型地热***开发试验装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101696829A (zh) * 2009-10-30 2010-04-21 龚智勇 地热能远距离传热储能的方法、其装置及应用
CN201934267U (zh) * 2010-01-27 2011-08-17 江西佳能新能源发展有限公司 一种环保节能减排地热开发***
CN103216401A (zh) * 2013-04-24 2013-07-24 华北电力大学 一种应用卡琳娜循环技术的干热岩发电***
CN203658074U (zh) * 2013-12-04 2014-06-18 中石化石油工程设计有限公司 一种增强型地热***开发试验装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105509813A (zh) * 2016-01-08 2016-04-20 济南大学 一种热传导型地热田开发与保护模拟装置及模拟方法
CN105509813B (zh) * 2016-01-08 2017-03-15 济南大学 一种热传导型地热田开发与保护模拟装置及模拟方法
CN107014974A (zh) * 2016-11-28 2017-08-04 中国石油大学(华东) 用于增强型地热***的模拟实验装置及利用其测试增强型地热***储层热能提取率的方法
CN107014974B (zh) * 2016-11-28 2019-05-21 中国石油大学(华东) 用于增强型地热***的模拟实验装置及利用其测试增强型地热***储层热能提取率的方法
CN106872651A (zh) * 2017-04-06 2017-06-20 重庆大学 一种增强型地热开采模拟的试验装置及模拟方法
CN109406753A (zh) * 2018-10-30 2019-03-01 河南理工大学 高温驱动气液自行循环模拟地热能开采试验装置
CN109839286A (zh) * 2019-04-01 2019-06-04 中国石油大学(华东) 一种干热岩增强型地热***开发模拟实验装置及其实验方法
CN109839286B (zh) * 2019-04-01 2023-11-07 中国石油大学(华东) 一种干热岩增强型地热***开发模拟实验装置及其实验方法
CN110675721A (zh) * 2019-09-30 2020-01-10 鸿蒙能源(山东)有限公司 多工况干热岩地热开采模拟设备
CN110794117A (zh) * 2019-11-28 2020-02-14 吉林大学 一种以超临界二氧化碳为热工质的干热岩实验室模拟***及模拟方法
CN110794117B (zh) * 2019-11-28 2021-12-21 吉林大学 一种以超临界二氧化碳为热工质的干热岩实验室模拟***及模拟方法
CN112554974A (zh) * 2020-11-03 2021-03-26 西安交通大学 一种无压缩过程的分布式二氧化碳发电***
CN112554974B (zh) * 2020-11-03 2021-11-19 西安交通大学 一种无压缩过程的分布式二氧化碳发电***
CN113049279A (zh) * 2021-02-28 2021-06-29 河北工业大学 一种汽液分离式中高温地热流体实验测试***
CN113049279B (zh) * 2021-02-28 2022-04-19 河北工业大学 一种汽液分离式中高温地热流体实验测试***

Also Published As

Publication number Publication date
CN103743580B (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103743580A (zh) 一种增强型地热***开发试验装置
CN104791204B (zh) 一种地热、燃气以及超临界二氧化碳联合发电***
CN203658074U (zh) 一种增强型地热***开发试验装置
Liu et al. Performance analyses of a hybrid geothermal–fossil power generation system using low-enthalpy geothermal resources
Pambudi et al. Performance improvement of a single-flash geothermal power plant in Dieng, Indonesia, upon conversion to a double-flash system using thermodynamic analysis
CN103993922B (zh) 一种低温余热co2朗肯循环***
CN106870043A (zh) 利用地热能实现二氧化碳循环发电的装备***及方法
CN204572093U (zh) 一种横向两级利用lng跨临界冷能朗肯循环发电***
Bruhn Hybrid geothermal–fossil electricity generation from low enthalpy geothermal resources: geothermal feedwater preheating in conventional power plants
CN201909484U (zh) 一种适用于氨水用于中低温地热井取热的装置
Jiansheng et al. Numerical investigation on power generation performance of enhanced geothermal system with horizontal well
CN102913893B (zh) 开采高含蜡原油的太阳能和风能联合蒸汽发生装置
CN104863654B (zh) 一种超临界二氧化碳地热开采装置及方法
CN103615357B (zh) 一种风能、太阳能、海浪能循环互补发电和海水淡化***
CN201574791U (zh) 小汽轮机热泵联合循环***
CN103147941A (zh) 利用地热热能的发电装置
Rachmat et al. Exergoeconomic analysis and optimization of a combined double flash–binary cycle for Ulubelu geothermal power plant in Indonesia
Forsberg Gigawatt-year geothermal energy storage coupled to nuclear reactors and large concentrated solar thermal systems
CN202851278U (zh) 单循环低温tr地热发电装置
CN104863653B (zh) 一种二氧化碳热能发电装置及方法
CN204555420U (zh) 热电厂废热综合梯级利用***
CN206683261U (zh) 蓄集地热能的二氧化碳蓄能装置
CN203925900U (zh) 补充热能式利用自然环境温度冷却发电装置
CN103147942A (zh) 利用地热热能的多级发电装置
CN104074691A (zh) 一种低排放温度的地热能耦合发电循环***及其工作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20171115

Address after: 257026 No. 49, Ji'nan Road, Dongying District, Shandong, Dongying

Co-patentee after: SINOPEC ENERGY CONSERVATION AND ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee after: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

Co-patentee after: Shandong Sairui Petroleum Technology Development Co.,Ltd.

Address before: 257026 No. 49, Ji'nan Road, Dongying District, Shandong, Dongying

Co-patentee before: Shandong Sairui Petroleum Technology Development Co.,Ltd.

Patentee before: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210916

Address after: 100020 Building 2, Chaoyang Gate office area, Sinopec, 9 jishikou Road, Chaoyang District, Beijing

Patentee after: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee after: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

Address before: 257026 No. 49, Ji'nan Road, Dongying District, Shandong, Dongying

Patentee before: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

Patentee before: SINOPEC ENERGY CONSERVATION AND ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee before: SHANDONG SAIRUI PETROLEUM TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221118

Address after: 100027 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing

Patentee after: SINOPEC Group

Patentee after: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee after: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

Address before: 100020 Building 2, Chaoyang Gate office area, Sinopec, 9 jishikou Road, Chaoyang District, Beijing

Patentee before: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee before: SINOPEC PETROLEUM ENGINEERING Corp.

TR01 Transfer of patent right