[发明专利]一种用于地热发电系统的能源交换装置

说明书

本发明公开了一种用于地热发电系统的能源交换装置，属于地热发电装置领域，一种用于地热发电系统的能源交换装置，本方案通过直接的热交换实现对地热能的应用，地热蒸汽和热交换介质之间通过导热网和导热纤维簇实现热交互，而导热网和导热纤维簇的设计可以大幅增加热传导装着的比表面积，增加热传导效率，即增加地热蒸汽的热利用率，利用缠绕部表面存在的填充纤维一方面可以增加导热纤维簇与倒刺之间的连接强度，另一方面也可以有效相邻缠绕部之间的连接强度，可以实现在不影响地热利用率的前提下，使用导热装置进行热交换，同时不易发生蒸汽夹杂的石屑对导热装置造成损坏，大幅增加导热装置的使用寿命。

技术领域

本发明涉及地热发电装置领域，更具体地说，涉及一种用于地热发电系统的能源交换装置。

背景技术

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量，地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不象火力发电那样要装备庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

相较于新能源发电中的中太阳能发电和风力发电，地热能发电虽然受地理因素影响较大，即好的地热能井大多位于大陆板块的交界处，即地质活动较为频繁的地区，但是一旦地热能发电装置建好则能够长时间运行，不会受到环境影响，可以进行稳定的能源供给，因此在部分地热能较为充沛的国家的和地区，对地热能的研究和研发热情也始终较高。

正常情况下，为了增加地热能的利用效率，通常不会对从地热层上升的蒸汽气流进行清理，而蒸汽在上升的过程中易夹带着石屑等杂物，当地热管和蒸汽管之间直接通过翅片等导热装置进行热交换的话，这些石屑等杂物极易造成导热装置损坏，而选用不接触式的热交换的话，又会影响人交换效率，影响地热利用率。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于地热发电系统的能源交换装置，它可以实现在不影响地热利用率的前提下，使用导热装置进行热交换，同时不易发生蒸汽夹杂的石屑对导热装置造成损坏，大幅增加导热装置的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于地热发电系统的能源交换装置，包括相互匹配的地热管和蒸汽管，所述地热管和蒸汽管之间设有绝热箱，且绝热箱与地热管和蒸汽管之间分别固定连接有密封圈，所述地热管和蒸汽管的一端分别贯穿绝热箱，所述蒸汽管内固定连接有与自身相配的导热网，所述导热网的一端与蒸汽管的内壁固定连接，所述导热网的另一端依次贯穿蒸汽管和地热管的侧壁，并延伸至地热管内，所述导热网远离蒸汽管的一端固定连接有导热纤维簇，所述导热纤维簇包括多个弹性纤维，所述弹性纤维包括连接部和缠绕部，所述连接部与缠绕部固定连接，所述连接部呈直线状，所述缠绕部呈三维螺旋状，所述地热管的内壁固定连接有倒刺，所述导热纤维簇远离导热网的一端缠绕在倒刺上，可以实现在不影响地热利用率的前提下，使用导热装置进行热交换，同时不易发生蒸汽夹杂的石屑对导热装置造成损坏，大幅增加导热装置的使用寿命。

进一步的，所述导热纤维簇内设有螺旋弹性杆，所述螺旋弹性杆位于缠绕部内部，螺旋弹性杆可以有效增加缠绕部的弹性，使缠绕部在受到外力冲击后依旧可以保持三维螺旋状，不易影响导热纤维簇与倒刺之间的连接。