1.本发明涉及天然气存储技术领域,具体是一种可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统。
背景技术:2.在地震频繁或能源安全等级要求较高的区域,通常建造大型地下储罐以存储液化天然气。然而,常压下液化天然气的温度为-162℃,其存储会带来周围地层温度的降低乃至冰冻,从而危害储罐的稳定性。因此,需要在储罐周围和底部安装加热器以避免地层温度降低至零度以下。
3.现有的加热器需要额外消耗能量,一般是将电能转换为热能。与此同时,尽管存在隔热层,由于巨大温差的存在,周围地层中的热量或加热器产生的热量会被液化天然气吸收从而导致部分液体气化,此过程无疑造成了冷能(低温液体储存的能量)的浪费。
技术实现要素:4.本发明旨在解决现有存储系统存在冷能(低温液体储存的能量)浪费的问题。
5.为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
6.一种通过地热可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,包括:
7.存储罐,所述存储罐主体部分埋于地内,顶部露出地面;
8.地热埋管,所述存储罐的侧壁外四周以及底壁下方埋有地热埋管;
9.隔热层;所述隔热层位于存储罐的周围或底部,位于所述地热埋管与存储罐之间;
10.温差发电模块,所述温差发电模块用于回收冷能,所述温差发电模块具有吸热面、散热面,所述温差发电模块安装在隔热层与地热埋管之间,所述吸热面靠近地热埋管,所述散热面靠近隔热层;
11.地热开采井,所述位于所述存储罐一侧,所述地热开采井内设置有所述地热埋管;
12.隔热中心管,所述隔热中心管设置在所述地热开采井内,且与所述存储罐侧壁外四周的地热埋管连通。
13.优选地,本申请实施例还公开了:所述存储罐具有灌盖,所述灌盖的底部设置有吊顶,所述吊顶的底部设置有玻璃隔热层;所述存储罐的侧壁的内表面设置有不锈钢膜,所述不锈钢膜背离所述侧壁的一面设置有侧壁隔热层。
14.优选地,本申请实施例还公开了:所述地热埋管为并排、多分支、螺旋式地热埋管。
15.优选地,本申请实施例还公开了:所述隔热层为空气。
16.与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
17.1.利用热虹吸实现工质的自循环,地热能的提取和地热的加热形成闭环;
18.2.在地热埋管和储罐之间特定位置布置温差发电模块,可以回收冷能;
19.3.温差发电模块可为系统的其他电子元器件供电;
20.4.本申请不需要引入额外能量给储罐加热、无需引入运动构件。
附图说明
21.图1为本发明实施例的一种可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统结构示意图;
22.图2为图1的a部放大图;
23.图3为本发明实施例的地热埋管与隔热中心管的结构示意图。
24.附图标记说明:
25.图中:1、存储罐;11、灌盖;111、吊顶;112、玻璃隔热层;12、侧壁;121、不锈钢膜;122、侧壁隔热层;13、底壁;2、地热埋管;3、隔热层;4、温差发电模块;5、截断墙;6、隔热中心管;7、地。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.实施例:
30.如图1-3所示,一种通过地热可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,包括:存储罐1、地热埋管2、隔热层3、温差发电模块4、地热开采井、隔热中心管6,所述存储罐1主体部分埋于地7内,顶部露出地面;所述存储罐1的侧壁12外四周以及底壁13下方埋有地热埋管2;所述隔热层3位于存储罐1的周围或底部,位于所述地热埋管2与存储罐1之间;所述温差发电模块4用于回收冷能,所述温差发电模块4具有吸热面、散热面,所述温差发电模块4安装在隔热层3与地热埋管2之间,所述吸热面靠近地热埋管2,所述散热面靠近隔热层3;所述位于所述存储罐1一侧,所述地热开采井内设置有所述地热埋管2;所述隔热中心管6设置在所述地热开采井内,且与所述存储罐1的侧壁12外四周的地热埋管2连通。
31.具体的来说:
32.存储罐1,其侧壁12具体实施为由由钢筋混凝土制作而成。
33.进一步,所述存储罐1具有灌盖11,所述灌盖11的底部设置有吊顶111,所述吊顶111的底部设置有玻璃隔热层112;所述存储罐1的侧壁12的内表面设置有不锈钢膜121,所述不锈钢膜121背离所述侧壁12的一面设置有侧壁隔热层122。
34.具体的来说:
35.灌盖11,其具体实施为由由钢筋混凝土制作而成。
36.进一步,所述地热埋管2为并排、多分支、螺旋式地热埋管2。
37.进一步,所述隔热层3为空气。
38.进一步,所述侧壁12外四周的地热埋管2与所述存储罐1之间设置有截断墙5。
39.使用方法:在井内的地热埋管2内注入氨水混合物,(氨的浓度根据地热井的地质和温度分布特征以及储罐的热力学特性确定);
40.提取地热后,工质发生相变产生气体,气体沿井内隔热中心管6上行进入存储罐1周围的边侧的地热埋管2,高温流体一路向下进入到井底地热埋管2,降温后的流体密度会增大驱使高温流体回流到地热井内的埋管中,开始新一轮的加热和气化循环。
41.显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
技术特征:1.一种通过地热可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,其特征在于,包括:存储罐,所述存储罐主体部分埋于地内,顶部露出地面;地热埋管,所述存储罐的侧壁外四周以及底壁下方埋有地热埋管;隔热层,所述隔热层位于存储罐的周围或底部,位于所述地热埋管与存储罐之间;温差发电模块,所述温差发电模块用于回收冷能,所述温差发电模块具有吸热面、散热面,所述温差发电模块安装在隔热层与地热埋管之间,所述吸热面靠近地热埋管,所述散热面靠近隔热层;地热开采井,所述位于所述存储罐一侧,所述地热开采井内设置有所述地热埋管;隔热中心管,所述隔热中心管设置在所述地热开采井内,且与所述存储罐侧壁外四周的地热埋管连通。2.根据权利要求1所述的一种通过地热可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,其特征在于:所述存储罐具有灌盖,所述灌盖的底部设置有吊顶,所述吊顶的底部设置有玻璃隔热层;所述存储罐的侧壁的内表面设置有不锈钢膜,所述不锈钢膜背离所述侧壁的一面设置有侧壁隔热层。3.根据权利要求1或2所述的一种通过地热可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,其特征在于:所述地热埋管为并排、多分支、螺旋式地热埋管。4.根据权利要求1所述的一种通过地热可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,其特征在于:所述隔热层为空气。
技术总结本发明公开了一种可以加热和发电的低碳液化天然气地下存储系统,属于天然气存储技术领域,旨在解决现有存储系统存在冷能浪费的问题;包括存储罐、地热埋管、隔热层、温差发电模块、地热开采井、隔热中心管,存储罐主体部分埋于地内,顶部露出地面;存储罐的侧壁外四周以及底壁下方埋有地热埋管;隔热层位于存储罐的周围或底部,位于地热埋管与存储罐之间;温差发电模块用于回收冷能温差发电模块安装在隔热层与地热埋管之间;位于存储罐一侧,地热开采井内设置有地热埋管;隔热中心管设置在地热开采井内,且与存储罐侧壁外四周的地热埋管连通;本发明利用热虹吸实现工质的自循环,地热能的提取和地热的加热形成闭环。能的提取和地热的加热形成闭环。能的提取和地热的加热形成闭环。
技术研发人员:肖飞 陈子明 余红发
受保护的技术使用者:南京航空航天大学
技术研发日:2022.09.01
技术公布日:2022/12/1