[发明专利]复合型冷源干热岩热电发电系统与方法

权利要求书

1.一种复合型冷源干热岩热电发电系统，包括：冷却介质存储装置、冷却介质地面流动管线、冷却介质注入装置、井下热电发电模块、冷却介质流入管线、冷却介质流出管线、负极导线和正极导线；其特征在于，所述井下热电发电模块位于井筒内，井下热电发电模块部分处于干热岩储层范围内、部分处于干热岩上覆地层范围内；处于干热岩储层范围内的井下热电发电模块部分直接与裸露的干热岩储层接触，裸露的干热岩储层形成复合型冷源干热岩热电发电的高温热端；处于干热岩上覆地层范围内的井下热电发电模块部分直接与下套管固井方式完成的井筒部分接触；冷却介质注入装置和冷却介质存储装置位于地面，冷却介质注入装置通过冷却介质地面流动管线与冷却介质存储装置相连；井下热电发电模块的顶端设有热电发电模块井下散热器，冷却介质注入装置与井下热电发电模块中的热电发电模块井下散热器的入口端通过冷却介质流入管线相连，井下热电发电模块中的热电发电模块井下散热器的出口端通过冷却介质流出管线与冷却介质存储装置相连；冷却介质注入装置将冷却介质增压后通过冷却介质流入管线进入井下热电发电模块中的热电发电模块井下散热器的入口端，流经热电发电模块井下散热器内部并在该处进行换热；换热后的冷却介质从热电发电模块井下散热器的出口端流出，通过冷却介质流出管线流回冷却介质存储装置；冷却介质存储装置、冷却介质地面流动管线、冷却介质注入装置、热电发电模块井下散热器、冷却介质流出管线构成闭合的冷却介质流动循环系统，下套管固井方式完成的井筒与井下热电发电模块直接相接触的部分与冷却介质流动循环系统共同形成复合型冷源干热岩热电发电的低温冷端；井下热电发电模块、正极导线、地面负载和负极导线依次连接形成闭合电路。

2.根据权利要求1所述的复合型冷源干热岩热电发电系统，其特征在于：井下热电发电模块，包括：热电发电模块井下散热器、冷端绝缘陶瓷片、冷端金属导体、热电发电半导体组、热端金属导体组、热端绝缘受热构件、井下热电发电模块负极、井下热电发电模块正极；热端绝缘受热构件位于井下热电发电模块的底部，与裸露的干热岩储层直接接触，所述的热端绝缘受热构件为圆形结构；热端金属导体组位于热端绝缘受热构件顶面并与热端绝缘受热构件紧密接触；冷端绝缘放热构件位于井下热电发电模块的顶部，所述的冷端绝缘放热构件呈圆形结构，冷端绝缘放热构件与处于干热岩上覆地层范围内的由下套管固井方式完成的井筒部分直接接触；冷端金属导体组位于冷端绝缘放热构件下方并与冷端绝缘放热构件紧密接触；热电发电模块井下散热器位于冷端绝缘放热构件顶面并与冷端绝缘放热构件紧密接触，为井下热电发电模块提供换热场所；热电发电模块井下散热器的入口端通过冷却介质流入管线与冷却介质注入装置相连；热电发电模块井下散热器的出口端通过冷却介质流出管线与冷却介质存储装置相连。

3.根据权利要求2所述的复合型冷源干热岩热电发电系统，其特征在于：所述的热电发电半导体组位于热端金属导体组上方、冷端金属导体组下方；所述的热电发电半导体组由若干组N型半导体和P型半导体交替、成对布置；由若干组N型半导体和P型半导体交替、成对组成的热电发电半导体组的一端置于高温热端中，另一端置于低温冷端中；置于高温热端中的N型半导体为N型半导体热端、P型半导体为P型半导体热端；置于低温冷端中的N型半导体为N型半导体冷端、P型半导体为P型半导体冷端。

4.根据权利要求3所述的复合型冷源干热岩热电发电系统，其特征在于：所述的热端金属导体组由多个导体组成，用于连接置于高温热端中的热电发电半导体组中的N型半导体热端和P型半导体热端；所述的冷端金属导体组由多个导体组成，用于连接置于低温冷端中的热电发电半导体组中的N型半导体冷端和P型半导体冷端。