[发明专利]一种联合地热开发和利用系统及能量分配管控方法

权利要求书

1.一种联合地热开发和利用系统，其特征在于，包括：

热管，所述热管用于置于生产井内，热管外壁与生产井内壁间留有间隙，热储工质在该间隙内流动换热；在所述热管内设置有管内工质，热管的工质出口端和一次热利用装置的工质入口端相连接，一次热利用装置的工质出口端和热管的工质出口端相连接，以使得管内工质在所述热管和一次热利用装置之间循环流动；

注入泵，所述注入泵的进口端和所述间隙相连通，出口端和注入井相连通，以将热储工质在注入泵作用下经由注入井进入人工热储，在人工热储裂隙内渗流并获取热量并流动至生产井内，形成热储工质的循环流动。

2.如权利要求1所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，在所述热管的工质出口端和一次热利用装置的工质入口端之间连接安装有蒸汽调节阀和气液分离器，在一次热利用装置的工质出口端和热管的工质入口端之间连接安装有回流调节阀。

3.如权利要求2所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，所述一次热利用装置为地面发电装置，包括汽轮机、发电机、凝汽机；所述热管作为地面发电装置的蒸发器，地面发电装置等效为热管的冷凝段，热管内的管内工质在获取热量后汽化并经蒸汽调节阀输送至气液分离器，由气液分离器分离出来的汽相流体进入汽轮机做功，带动发电机发电，做功后进入凝汽机进一步放热液化并进入工质回收储存器，液态的管内工质经回流调节阀进入热管内部，形成闭式循环。

4.如权利要求3所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，所述凝汽机还和直接供热系统相连接。

5.如权利要求4所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，在所述注入泵的进口端和所述间隙相连通的管路中连接安装有换热器，所述换热器还和热泵及余热梯级利用系统相连接。

6.如权利要求5所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，所述凝汽机用于调节汽轮机背压，通过控制蒸汽压力、循环流量、工作温度及汽轮机背压控制实现发电功率调节及热储工质不同梯级利用的能量分配。

7.如权利要求1-6任一所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，所述生产井为一口井，或多口井。

8.如权利要求1-6任一所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，所述热管设计为等直径管并插入生产井一开井段，或设计为阶梯直径并插入于生产井一开及二开井段；所述重力热管外壁是光滑壁面或者增加强化换热元件。

9.如权利要求1-6任一所述的联合地热开发和利用系统，其特征在于，所述热储工质包括水和/或二氧化碳；所述管内工质包括水、液氨、戊烷、酒精、R134a、R410a中的一种或多种。

10.一种联合地热开发和利用系统的能量分配管控方法，所述系统为权利要求6所述的系统，其特征在于，所述方法包括：

根据发电需求及效率计算热管所需提供蒸汽内能；

调节蒸汽调节阀开度，控制凝汽机出口温度，使热管工作温度逐渐与发电需求匹配，同时由凝汽机外循环向直接供热系统提供热量；

调节注入泵控制热储工质流量，调节换热器控制热储工质注入温度，并向余热梯级利用系统传递热量。