[发明专利]一种基于二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统

权利要求书

1.一种基于二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，包括：地下的岩层取热子系统和地上的热能发电子系统，所述岩层取热子系统用于在单井中采用双管循环工艺使CO₂从岩层中取出热量并携带到地面，所述热能发电子系统用于对携带热量的CO₂膨胀机做功，将热能转化为电能；

所述热能发电子系统包括：高压膨胀机、低压膨胀机、发电机、高温回热器、冷却器、增压单元和低温回热器；

所述岩层取热子系统的一端与所述高压膨胀机的进气口连接，所述高压膨胀机的出气口与所述高温回热器的热端入口连接，所述高温回热器的热端出口与所述冷却器的入口连接，所述冷却器的出口与所述增压单元的入口相连通，所述增压单元的出口分别与所述低温回热器的冷端入口和所述高温回热器的冷端入口连接，所述低温回热器的冷端出口与所述岩层取热子系统的另一端连接，所述高温回热器的冷端出口与所述低压膨胀机的入口连接，低压膨胀机的出口与低温所述回热器的热端入口连接。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述岩层取热子系统包括地热井、导热装置、下降管、换热盘管和上升管；所述导热装置、所述下降管、所述换热盘管和上升管均设置在所述地热井中；所述换热盘管浸没在所述导热装置中的导热油中，所述换热盘管的进口与所述下降管的一端连接，所述换热盘管的出口与所述上升管的一端连接，所述上升管的另一端与所述高压膨胀机的进气口连接，所述下降管的另一端与所述低温回热器的冷端出口连接。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述导热装置包括金属桶、导热油、导热水泥以及热管阵列；所述金属桶和干热岩层之间通过导热水泥填充固定；所述金属桶内盛放有所述导热油，所述金属桶的桶壁上设置有所述热管阵列，所述热管阵列中的各热管的吸热段嵌入在干热岩层中，各热管的放热冷凝段浸入在所述导热油中。

4.根据权利要求2所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述地热井为干热岩原位压裂井，所述地热井包括套管和隔热水泥环；所述隔热水泥环用于固定所述套管和地层；所述套管的内外壁涂抹有热障涂层。

5.根据权利要求2所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述下降管和所述上升管采用真空隔热管或气凝胶隔热保温结构。

6.根据权利要求2所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述换热盘管为蛇形盘管或螺旋形盘管。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述高压膨胀机和所述低压膨胀机采用向心涡轮、轴流式、螺杆式或涡旋式。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述高温回热器和所述低温回热器采用毛细管管壳式换热器或印刷电路板式换热器。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述冷却器采用水冷或空冷。

10.根据权利要求1所述的二氧化碳闭式循环的干热岩发电系统，其特征在于，所述增压单元为涡轮式压缩机。