本发明专利技术公开了一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置，包括储液罐、抽液泵、第一阀门、反应釜、增压泵、压力传感器、真空泵、热交换排管、排气阀门、锅炉模拟器、汽轮机模拟器、发电机、气瓶、抽气泵、第二阀门及废液罐及注气管，该装置能够模拟热电厂冷却需要和天然气水合物开采的热激发耦合。
An energy coupling device for simulating the exploitation of natural gas hydrate
【技术实现步骤摘要】
一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置
本专利技术属于天然气水合物开发模拟
，涉及一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置。
技术介绍
天然气水合物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。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。天然气水合物开采过程中常遇到地层垮塌沉陷，大规模泄漏等现象，水合气藏温压变化快，气流不稳定，开发难度较大。一种有效的开发方式为地层升温，采用热激发开采法是直接对天然气水合物储层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气，从而进行开发，这种方式需要大量的能源，而燃气电厂在发电的过程中高温蒸汽也需要借助冷却塔等来降温以便高效率地发电。两者若能结合可以起到较好的能量耦合，天然气水合物分解产生的CH4还可以作为燃气锅炉的燃料，目前尚未开展相关的研究工作，相关的模拟装置和机理还有待于进一步研究，目前热激发实验未能很好的解决利用效率低、只能局部加热的问题。因此，有必要形成一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置，该装置能够模拟热电厂冷却需要和天然气水合物开采的热激发耦合。r>为达到上述目的，本专利技术所述的能源耦合模拟开采天然气水合物的装置包括储液罐、抽液泵、第一阀门、反应釜、增压泵、压力传感器、真空泵、热交换排管、排气阀门、锅炉模拟器、汽轮机模拟器、发电机、气瓶、抽气泵、第二阀门及废液罐及注气管；反应釜位于恒温箱内，储液罐经抽液泵及第一阀门与反应釜相连通，反应釜内设置有加压活塞，增压泵经压力传感器与加压活塞相连接，真空泵与反应釜相连通，热交换排管位于反应釜内，反应釜内填充有若干不同直径的透明玻璃球，热交换排管淹没于透明玻璃球内；反应釜的顶部开口分为两路，其中一路与排气阀门相连通，另一路与锅炉模拟器相连通，热交换排管的顶部开口与汽轮机模拟器的出口相连通，汽轮机模拟器的入口与锅炉模拟器的出口相连通，锅炉模拟器的入口与热交换排管的底部开口相连通；汽轮机模拟器与发电机相连接；气瓶的出口经抽气泵分为两路，其中一路经第二阀门与废液罐相连通，另一路与注气管的下端相连通，注气管的上端自反应釜的底部插入于反应釜内，注气管上位于反应釜内的部分的侧面开设有通孔。储液罐依次经第一导管、抽液泵、第二导管、第一流量计、第一阀门及第三导管与反应釜相连通。第三导管连通有稳压阀。增压泵依次经第一金属杆、压力传感器及第二金属杆与加压活塞相连接。真空泵通过第四导管与反应釜相连通。第二阀门经第五导管及排液管与废液罐相连通，其中，排液管插入于所述废液罐内。气瓶依次经第三阀门、第六导管、第二流量计、第七导管、抽气泵、第八导管及第四阀门与注气管及第二阀门相连通。汽轮机模拟器的入口经第九导管与锅炉模拟器的出口相连通；热交换排管的顶部开口依次经第三流量计、第五阀门及第十导管与汽轮机模拟器的出口相连通；锅炉模拟器经第十一导管与热交换排管的底部开口相连通；反应釜的顶部开口分为两路，其中一路与排气阀门相连通，另一路依次经第十二导管、第四流量计及第六阀门与锅炉模拟器相连通。汽轮机模拟器的输出轴经连杆与发电机相连接，发电机的输出端连接有电线。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的能源耦合模拟开采天然气水合物的装置在具体操作时，使用不同直径的透明玻璃球来模拟实际地层状态，使用热激发法实现循环注热，在真实模拟地层条件的基础上进行水合物生成的模拟，再模拟热激发法开采天然气水合物，产生的CH4气体作为发电燃料，可形成自生能量和燃料系统，从而将天然气水合物热激发开发方式与燃气热电厂所需冷却结合起来，实现模拟热电厂冷却需要和天然气水合物开采的热激发耦合的目的。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，1为储液罐、2为第一导管、3为抽液泵、4为第二导管、5为第一流量计、6为第一阀门、7为第三导管、8为稳压阀、9为反应釜、10为增压泵、11为第一金属杆、12为压力传感器、13为第二金属杆、14为加压活塞、15为真空泵、16为第四导管、17为透明玻璃球、18为第二阀门、19为第五导管、20为排液管、21为废液罐、22为气瓶、23为第三阀门、24为第六导管、25为第二流量计、26为第七导管、27为抽气泵、28为第八导管、29为第四阀门、30为注气管、31为恒温箱、32为锅炉模拟器、33为第九导管、34为汽轮机模拟器、35为第十导管、36为第五阀门、37为第三流量计、38为热交换排管、39为第十一导管、40为第十二导管、41为第四流量计、42为第六阀门、43为连杆、44为发电机、45为电线、46为排气阀门。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述的能源耦合模拟开采天然气水合物的装置包括储液罐1、抽液泵3、第一阀门6、反应釜9、增压泵10、压力传感器12、真空泵15、热交换排管38、排气阀门46、锅炉模拟器32、汽轮机模拟器34、发电机44、气瓶22、抽气泵27、第二阀门18、废液罐21及注气管30；反应釜9位于恒温箱31内，储液罐1经抽液泵3及第一阀门6与反应釜9相连通，反应釜9内设置有加压活塞14，增压泵10经压力传感器12与加压活塞14相连接，真空泵15与反应釜9相连通，热交换排管38位于反应釜9内，反应釜9内填充有若干不同直径的透明玻璃球17，热交换排管38淹没于透明玻璃球17内；反应釜9的顶部开口分为两路，其中一路与排气阀门46相连通，另一路与锅炉模拟器32相连通，热交换排管38的顶部开口与汽轮机模拟器34的出口相连通，汽轮机模拟器34的入口与锅炉模拟器32的出口相连通，锅炉模拟器32的入口与热交换排管38的底部开口相连通；汽轮机模拟器34与发电机44相连接；气瓶22的出口经抽气泵27分为两路，其中一路经第二阀门18与废液罐21相连通，另一路与注气管30的下端相连通，注气管30的上端自反应釜9的底部插入于反应釜9内，注气管30上位于反应釜9内的部分的侧面开设有通孔。储液罐1依次经第一导管2、抽液泵3、第二导管4、第一流量计5、第一阀门6及第三导管7与反应釜9相连通，第三导管7连通有稳压阀8。增压泵10依次经第一金属杆11、压力传感器12及第二金属杆13与加压活塞14相连接；真空泵15通过第四导管16与反应釜9相连通；第二阀门18经第五导管19及排液管20与废液罐21相连通，其中，排液管20插入于所述废液罐21内。气瓶22依次经第三阀门23、第六导管24、第二流量计25、第七导管26、抽气泵27、第八导管28及第四阀门29与注气管30及第二阀门18相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置，其特征在于，包括储液罐(1)、抽液泵(3)、第一阀门(6)、反应釜(9)、增压泵(10)、压力传感器(12)、真空泵(15)、热交换排管(38)、排气阀门(46)、锅炉模拟器(32)、汽轮机模拟器(34)、发电机(44)、气瓶(22)、抽气泵(27)、第二阀门(18)、废液罐(21)、恒温箱(31)及注气管(30)；/n反应釜(9)位于恒温箱(31)内，储液罐(1)经抽液泵(3)及第一阀门(6)与反应釜(9)相连通，反应釜(9)内设置有加压活塞(14)，增压泵(10)经压力传感器(12)与加压活塞(14)相连接，真空泵(15)与反应釜(9)相连通，热交换排管(38)位于反应釜(9)内，反应釜(9)内填充有若干不同直径的透明玻璃球(17)，热交换排管(38)淹没于透明玻璃球(17)内；/n反应釜(9)的顶部开口分为两路，其中一路与排气阀门(46)相连通，另一路与锅炉模拟器(32)相连通，热交换排管(38)的顶部开口与汽轮机模拟器(34)的出口相连通，汽轮机模拟器(34)的入口与锅炉模拟器(32)的出口相连通，锅炉模拟器(32)的入口与热交换排管(38)的底部开口相连通；汽轮机模拟器(34)与发电机(44)相连接；/n气瓶(22)的出口经抽气泵(27)分为两路，其中一路经第二阀门(18)与废液罐(21)相连通，另一路与注气管(30)的下端相连通，注气管(30)的上端自反应釜(9)的底部插入于反应釜(9)内，注气管(30)上位于反应釜(9)内的部分的侧面开设有通孔。/n...
【技术特征摘要】
1.一种能源耦合模拟开采天然气水合物的装置，其特征在于，包括储液罐(1)、抽液泵(3)、第一阀门(6)、反应釜(9)、增压泵(10)、压力传感器(12)、真空泵(15)、热交换排管(38)、排气阀门(46)、锅炉模拟器(32)、汽轮机模拟器(34)、发电机(44)、气瓶(22)、抽气泵(27)、第二阀门(18)、废液罐(21)、恒温箱(31)及注气管(30)；
反应釜(9)位于恒温箱(31)内，储液罐(1)经抽液泵(3)及第一阀门(6)与反应釜(9)相连通，反应釜(9)内设置有加压活塞(14)，增压泵(10)经压力传感器(12)与加压活塞(14)相连接，真空泵(15)与反应釜(9)相连通，热交换排管(38)位于反应釜(9)内，反应釜(9)内填充有若干不同直径的透明玻璃球(17)，热交换排管(38)淹没于透明玻璃球(17)内；
反应釜(9)的顶部开口分为两路，其中一路与排气阀门(46)相连通，另一路与锅炉模拟器(32)相连通，热交换排管(38)的顶部开口与汽轮机模拟器(34)的出口相连通，汽轮机模拟器(34)的入口与锅炉模拟器(32)的出口相连通，锅炉模拟器(32)的入口与热交换排管(38)的底部开口相连通；汽轮机模拟器(34)与发电机(44)相连接；
气瓶(22)的出口经抽气泵(27)分为两路，其中一路经第二阀门(18)与废液罐(21)相连通，另一路与注气管(30)的下端相连通，注气管(30)的上端自反应釜(9)的底部插入于反应釜(9)内，注气管(30)上位于反应釜(9)内的部分的侧面开设有通孔。
2.根据权利要求1所述的能源耦合模拟开采天然气水合物的装置，其特征在于，储液罐(1)依次经第一导管(2)、抽液泵(3)、第二导管(4)、第一流量计(5)、第一阀门(6)及第三导管(7)与反应釜(9)相连通。
3.根据权利要求2所述的能源耦合模拟开采天然气水合物的装置，其特征在于，第三导管(7)连通有稳压阀(8)。
【专利技术属性】
技术研发人员：荆铁亚，郜时旺，王金意，赵文韬，张健，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。