[发明专利]一种多区域复合型原位地热发电系统

说明书

一种多区域复合型原位地热发电系统。有地表工质冷凝区域、深部原位磁悬浮发电区域、深部原位热伏发电区域三个区域、热伏发电和磁悬浮发电两个发电阶段进行原位地热发电。深部原位热伏发电区域模块设置在地热水中，地表工质冷凝区域模块设置在地表或者河流、湖、海中，深部原位磁悬浮发电区域模块设置在上述二者之间。深部原位热伏发电区域模块含数个深部原位热伏发电管，电能通过串联与并联的方式输出。深部原位磁悬浮发电区域模块电能单独输出。地表工质冷凝区域模块含地表工质冷凝区热伏发电模块，电能单独输出。本发明提高发电效率且可根据环境特征选择高效率发电模式；取热不取水，保护资源与环境；采用管状旋合结构设计，便于深地施工。

一、技术领域

本发明涉及地热发电领域，具体是一种多区域复合型原位地热发电系统。

二、背景技术

地热是一种新型的洁净能源，分布广泛，蕴藏量丰富。用地热来进行发电，产生的污染很少并且能源可再生，发电单位成本低。因此，地热发电越来越多地受到关注和利用。申请号CN202010112988.6《一种原位地热发电系统》，提供了一种原位地热发电系统，包括热管、热电温差发电装置和磁悬浮发电装置。直接将热管深埋于地下，热管位于地热源处，一方面，位于热管下段的热电温差发电装置能够直接将地热能转化为电能，另一方面，循环工质在相变为气态工质的过程中，所形成向上的汽态工质会驱动位于热管中部的磁悬浮发电装置，将地热能转化为机械能再转化为电能，具有原位地热发电、能量损耗低和发电效率高等优点。申请号：CN201711393103.9《原位地热热电发电装置集成一体化系统》提供了一种原位地热热电发电装置集成一体化系统，由最外层的防护层、处于中间进行传热的高导热凝胶层和最内层的冷水循环管构成。热电装置无机械转动部分，工作无噪声，将热能直接转化为电能，不产生机械能损耗，在深地、地表温泉等不同品位热源处都能进行热电转换发电。虽然上述申请具有独到的优点，但是均存在下述共同的问题：

(1)没有考虑深地地热井施工需求；

(2)发电效率还可以进一步提高。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种多区域复合型原位地热发电系统。

本发明的目的是这样达到的：系统在地表工质冷凝区域、深部原位磁悬浮发电区域、深部原位热伏发电区域共三个区域，同时采用热伏发电和磁悬浮发电两个发电阶段进行原位地热发电。三区域均有不同的发电模块。深部原位热伏发电区域模块设置在地热水中，地表工质冷凝区域模块设置在地表或者河流、湖、海中，深部原位磁悬浮发电区域模块设置在深部原位热伏发电区域模块与地表工质冷凝区域模块之间。

深部原位热伏发电管由深部原位热伏发电管外壳、深部原位热伏发电模块、深部原位热伏发电模块内层、深部原位热伏发电模块密封圈构成。

深部原位热伏发电管外壳为管状结构，采用导热性好的金属材料制作。下端加工成内螺纹，称为深部原位热伏发电管内螺纹。上端加工成外螺纹，称为深部原位热伏发电管外螺纹。深部原位热伏发电管内螺纹与深部原位热伏发电管外螺纹匹配，使得相邻深部原位热伏发电管旋合，旋合后构成一个管状结构，旋合时加入密封圈，使得相邻深部原位热伏发电管旋合连接处密封连接；最下端的深部原位热伏发电管内螺纹旋合一个深部底端盖板，旋合时加入密封圈，使得底端盖板与最下端的深部原位热伏发电管密封连接；根据深部原位热伏发电区域模块长度确定深部原位热伏发电管的个数，相邻深部原位热伏发电管旋合，构成所需要长度的深部原位热伏发电区域模块。