[发明专利]一种可再生能源多能互补开采天然气水合物的系统

说明书

本发明公开了一种可再生能源多能互补开采天然气水合物的系统，包括换热盘管、天然气水合物储层、天然气导管、天然气集输装置、第一抽水泵、换热器、第一连接导管、第一阀门、第一热水管、第二阀门、水箱、第二抽水泵、锅炉、第三阀门、第二热水管、汇流导管、第三抽水泵、第二连接管、地热储层、第三连接管、太阳能发电装置、风力发电装置、电站及多能互补控制器，该系统能够实现多种可再生能源多能互补加热冻土层中的天然气水合物。

技术领域

本发明属于天然气水合物开发技术领域，涉及一种可再生能源多能互补开采天然气水合物的系统。

背景技术

天然气水合物主要成分是甲烷，是一种蕴含巨大价值的潜在能源，资源潜力大，成功开采利用可以有效地缓解能源紧张，作为战略储备能源收到专家学者的高度重视。我国已在南海成功地进行了连续抽采，显示了较好的开发可行性，在陆上冻土层带也发育有较大资源量的天然气水合物，开采后更容易输送和利用。

天然气水合物的形成需要一定的温度、压力和气源等条件，主要分布在海底，我国目前已知的富集区位于青藏高原、祁连山、深海地区，地质资料程度差，勘探程度较低。天然气水合物开采方式主要有降压法、加热法、置换法等，其中通过给天然气水合物加热，是天然气水合物形成的环境温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与甲烷，进一步通过钻孔进行开采。天然气水合物规模大，加热降解水合物所需的能量大，而天然气水合物发育的冻土带或周边地区通常的海拔高、风能、太阳能、地热能等资源丰富，通过利用这些可再生能源进行天然气水合物的开发可以有效地降低环境污染、减少弃风弃光浪费，实现能源的充分利用，为天然气水合物的有效开发提供了一种新的系统和思路。目前尚未开展相关的研究工作，相关的开发系统和装置还需要进一步实践。若能利用可再生能源产生的热量加热冻土层中的天然气水合物，并依据可再生能源的特点和规模实现多能互补，可以起到较好的能量匹配，增加能源利用效率，并开发清洁能源，因此，有必要形成一种可再生能源多能互补开采天然气水合物的系统及装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可再生能源多能互补开采天然气水合物的系统，该系统能够实现多种可再生能源多能互补加热冻土层中的天然气水合物。

为达到上述目的，本发明所述的可再生能源多能互补开采天然气水合物的系统包括换热盘管、天然气水合物储层、天然气导管、天然气集输装置、第一抽水泵、换热器、第一连接导管、第一阀门、第一热水管、第二阀门、水箱、第二抽水泵、锅炉、第三阀门、第二热水管、汇流导管、第三抽水泵、第二连接管、地热储层、第三连接管、太阳能发电装置、风力发电装置、电站及多能互补控制器；

换热盘管设置于天然气水合物储层中，天然气导管的一端插入于天然气水合物储层中，天然气导管的另一端与天然气集输装置的入口相连通；

换热盘管的出口经第一抽水泵与换热器的吸热侧入口相连通，换热器的吸热侧出口经第一连接导管后分为两路，其中一路与第一阀门的一端相连通，第一阀门的另一端与第一热水管的一端相连通，另一路与第二阀门的一端相连通，水箱的出口经第二抽水泵与第二阀门的另一端通过管道并管后与锅炉的入口相连通，锅炉的出水口经第三阀门与第二热水管的一端相连通，第一热水管的另一端与第二热水管的另一端通过管道并管后经汇流导管与换热盘管的入口相连通；

第三抽水泵的入口经第二连接管与地热储层相连通，第三抽水泵的出口与换热器的放热侧入口相连通，换热器的放热侧出口与第三连接管与地热储层相连通；

太阳能发电装置及风力发电装置与电站相连接，电站与第一抽水泵的电源接口、第二抽水泵的电源接口、第三抽水泵的电源接口、锅炉的电源接口及多能互补控制器的电源接口相连接；

多能互补控制器与第一抽水泵的控制端、第一阀门的控制端、第二阀门的控制端、第二抽水泵的控制端、第三阀门的控制端及第三抽水泵的控制端相连接。

第一抽水泵的出口依次经第四连接管、第一流量计及第五连接管与换热器的吸热侧入口相连通。