專利名稱：地幔熱能水力發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新能源開采方法，特別是一種地幔熱能水力發(fā)電方法。
背景技術(shù)：
能源是關(guān)系到國民經(jīng)濟的重要問題，歷屆黨中央、國務院都把我國能源建設(shè)作為發(fā)展國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略方針問題，予以高度重視。地熱作為一種清潔能源受到了越來越多的關(guān)注。我國地熱發(fā)電主要有西藏羊八井地熱發(fā)電站，裝機容量為2.5萬KW，是我國最大的高原地熱發(fā)電站。目前日本、美國、菲律賓、意大利、墨西哥等國也都在大力發(fā)展地熱發(fā)電技術(shù)。目前國內(nèi)外在地熱利用方面，主要開采地下兩三公里以內(nèi)的地殼熱能發(fā)電，規(guī)模較小，投資較大。
現(xiàn)有技術(shù)中，地熱發(fā)電方法為熱能熱力發(fā)電方法，作功介質(zhì)為氣態(tài)的水或氣態(tài)的低沸點工質(zhì)，發(fā)電所需的功由熱能轉(zhuǎn)化得來。采用蒸汽動力發(fā)電裝置，即用熱能形成的高溫高壓蒸汽推動汽輪發(fā)電機進行發(fā)電。該方法遵循熱力學第二定律，即Q＝ΔE+W，用于發(fā)電的機械功W由熱能Q供給。
國內(nèi)外現(xiàn)有的水力發(fā)電，都是利用自然江河水作為動力資源，采用人工筑壩方式實現(xiàn)落差水力發(fā)電；國內(nèi)外現(xiàn)有的火力發(fā)電(煤電)，都是利用煤炭作為動力資源，采用高溫高壓蒸汽作功方式實現(xiàn)蒸汽動力發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于開采地幔熱能且實現(xiàn)水力發(fā)電的地幔熱能水力發(fā)電方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種地幔熱能水力發(fā)電方法，包括以下步驟(a)水流經(jīng)水力發(fā)電串進入采熱井，所述水力發(fā)電串由若干個水力發(fā)電單元組成，每個水力發(fā)電單元包括供水管道、水輪發(fā)電機組和供水池；(b)冷水在流向采熱井底部的過程中吸收地幔熱量變?yōu)楦邷厮?，在汽化泵的抽吸作用下，高溫水汽化進入蒸汽筒；(c)蒸汽筒中的水蒸氣進入冷凝結(jié)器，冷凝結(jié)為水，釋放出熱量。
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述采熱井設(shè)置在地下約二十千米處，冷水流經(jīng)階梯水力發(fā)電串向采熱井供水，冷水由采熱井鋼套管外環(huán)空間向井底流動過程中采集到了井身周圍傳導進來的地幔熱能，在汽化泵抽吸作用下，采熱井鋼套管內(nèi)部的高溫水進入汽化泵的吸入管，然后經(jīng)汽化泵的噴出管噴入到蒸汽筒中，在壓力差和浮力作用下，水蒸氣上升到冷凝結(jié)器中，冷凝結(jié)成水，釋放出熱量；冷水在流經(jīng)階梯水力發(fā)電串過程中，水的勢能形成的水動力推動水輪發(fā)電機進行發(fā)電，即水力發(fā)電；本發(fā)明利用人工引用的江河水作為循環(huán)冷卻水和水力發(fā)電的動力資源。


圖1為本發(fā)明地幔熱能水力發(fā)電方法裝置示意圖；圖2為本發(fā)明地幔熱能水力發(fā)電方法原理示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖1所示，實現(xiàn)本發(fā)明的裝置包括有階梯水力發(fā)電串、采熱井2、汽化泵3、蒸汽筒4和冷凝結(jié)器5，通過挖掘斜坡洞和水平洞，采用石油鉆井技術(shù)，將采熱井2設(shè)置在地下約二十千米處。階梯水力發(fā)電串由若干個水力發(fā)電單元1組成，每個水力發(fā)電單元1包括供水管道11、水輪發(fā)電機組12和供水池13。汽化泵3設(shè)置在采熱井2上部，采熱井2內(nèi)設(shè)置有鋼套管21，汽化泵3的吸入管31插入到鋼套管21內(nèi)，汽化泵3的噴出管32設(shè)置在蒸汽筒4內(nèi)，蒸汽筒4的出口與冷凝結(jié)器5的入口相連接。
本發(fā)明的工作過程如下如圖1和圖2所示，冷水首先流經(jīng)階梯水力發(fā)電串的各個水力發(fā)電單元1進入采熱井2，水在由鋼套管21外環(huán)空間向井底流動過程中采集到了井身周圍傳導進來的地幔熱能，使水溫升高到160℃左右。汽化泵3的吸入管31插入到鋼套管21內(nèi)的水面以下，在汽化泵3抽吸作用下，鋼套管21內(nèi)部的高溫水向上流動，經(jīng)過吸入管31進入汽化泵3的噴出管32中且被汽化。由噴出管32噴出的水蒸氣進入到蒸汽筒4中，由噴出管3 2噴出的小水珠顆粒落入蒸汽筒4的底部并回流到采熱井2內(nèi)。此時蒸汽筒4的氣體中有空氣和水蒸氣，冷凝結(jié)器5在外部循環(huán)冷卻水的作用下內(nèi)部壓力為0.4個大氣壓左右。在壓力差和浮力作用下，水蒸氣上升到冷凝結(jié)器5中，冷凝結(jié)器5中的水蒸氣在冷凝結(jié)為液態(tài)水的過程中，釋放出巨大的熱量被循環(huán)冷卻水帶走。
權(quán)利要求
一種地幔熱能水力發(fā)電方法，其特征在于所述地幔熱能水力發(fā)電方法包括以下步驟(a)冷水流經(jīng)水力發(fā)電串進入采熱井，所述水力發(fā)電串由若干個水力發(fā)電單元組成，每個水力發(fā)電單元包括供水管道、水輪發(fā)電機組和供水池；(b)冷水在流向采熱井底部的過程中吸收地幔熱量變?yōu)楦邷厮?，在汽化泵的抽吸作用下，高溫水汽化進入蒸汽筒；(c)蒸汽筒中的水蒸氣進入冷凝結(jié)器，凝結(jié)為水，釋放出熱量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地幔熱能水力發(fā)電方法。該地幔熱能水力發(fā)電方法包括以下步驟冷水流經(jīng)水力發(fā)電串進入采熱井；冷水在流向采熱井底的過程中吸收熱量變?yōu)楦邷厮谄玫某槲饔孟拢邷厮M入蒸汽筒；蒸汽筒中的水蒸氣進入冷凝結(jié)器，冷凝結(jié)為水，釋放出熱量。本發(fā)明能采集地幔熱能實現(xiàn)供熱，同時實現(xiàn)水力發(fā)電。
文檔編號F24J3/08GK1626989SQ20031011726
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者張志學 申請人:張志學