[发明专利]一种工质循环流量可调控的回路热管式地热开采系统

摘要

本发明公开了一种工质循环流量可调控的回路热管式地热开采系统，包括套管式回路热管、地表换热器和蓄液箱，地表换热器与蓄液箱均位于地面上，的套管回路热管包括蒸发段、绝热段和回流段，蒸发段位于高温热储内，地表换热器设有冷凝段，冷凝段与外界进行换热，绝热段与冷凝段之间设有单向阀或蒸汽泵，蓄液箱与回流段之间设有单向节流阀，蒸发段、绝热段、冷凝段、蓄液箱与回流段依次首尾相连通，蓄液箱的工质流体通过回流段进入蒸发段，进入蒸发段后的液态的工质流体吸收热量后产生膜态沸腾。本发明通过将蓄液箱的工质流体通过回流段，控制蒸发段液相回流模式及沸腾模式的控制，能实时调节地热热管有效充液率，从而实现稳定高效的提取地热能。

主权项

1.一种工质循环流量可调控的回路热管式地热开采系统，其特征在于，包括套管式回路热管(1)、地表换热器(3)和蓄液箱(12)，地表换热器(3)与蓄液箱(12)均位于地面上，所述的套管式回路热管(1)包括蒸发段(5)、绝热段(6)和回流段，所述蒸发段(5)位于高温热储(2)内，所述地表换热器(3)设有冷凝段(7)，所述冷凝段(7)与外界进行换热，其中，所述绝热段(6)与冷凝段(7)之间设有单向阀(10)或蒸汽泵，所述蓄液箱(12)与回流段之间设有单向节流阀(13)，所述蒸发段(5)、绝热段(6)、冷凝段(7)、蓄液箱(12)与回流段依次首尾相连通，蓄液箱(12)的工质流体(4)通过回流段进入蒸发段(5)，进入蒸发段(5)后的液态的工质流体(4)吸收热量后产生膜态沸腾，汽化为气态工质流体(4)，所述气态的工质流体(4)经冷凝段(7)放热液化后流入蓄液箱(12)，所述的套管式回路热管(1)包括外套管(9)、内套管(11)和连接管，外套管(9)对应蒸发段(5)区域的内壁设有多孔金属层(19)，所述单向阀(10)或蒸汽泵用于调节冷凝段(7)蒸汽压力，进而改变蒸汽压差和上升速率，所述单向节流阀(13)用于对内套管(11)底部的水头进行控制，内套管(11)顶部依次与单向节流阀(13)、蓄液箱(12)、地表换热器(3)、单向阀(10)或蒸汽泵、连接管以及外套管(9)连接，所述内套管(11)位于外套管(9)内，外套管(9)位于地层的高温热储(2)内的部分设有蒸发段(5)，外套管(9)位于所述高温热储(2)外的部分设有绝热段(6)，所述连接管设有绝热段(6)，所述多孔金属层(19)设有平行于外套管(9)轴线的多孔金属层割缝(20)，所述内套管(11)开设内套管割缝(21)，所述内套管(11)与多孔金属层(19)紧密贴合，所述多孔金属层割缝(20)与内套管的内套管割缝(21)对齐，所述多孔金属层割缝(20)、内套管割缝(21)的开度与高度，以及多孔金属层(19)渗透率根据水头及工质流体(4)流量决定。