本發(fā)明提供一種基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)，包括設(shè)置在地上用于提供流體的流體源、供電設(shè)備和控制地下井中流體流動狀態(tài)的泵；地面下設(shè)置有注入井和采出井，所述注入井與所述采出井的井底都位于地下含水層中，根據(jù)地下含水層流體流向選定注入井和采出井位置。該系統(tǒng)具有的優(yōu)點如下：（1）本系統(tǒng)可以實現(xiàn)井下注入流體瞬時加熱，相比于傳統(tǒng)井下加熱方法，本系統(tǒng)加熱所需時間更短，加熱能耗更少。（2）本發(fā)明井下流體加熱主要依靠所設(shè)計的井下微波加熱裝置，該裝置能夠有效地將地下含水層及井下注入流體加熱到目標(biāo)溫度。（3）本發(fā)明可以實現(xiàn)地下熱儲循環(huán)利用，并且能夠提升地下含水層溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地下含水層儲熱是一種利用地下含水層作為介質(zhì)，將熱能以熱水的形式存儲于地下含水層中的儲能系統(tǒng)。它通過注采井向含水層中灌入或抽取地下水，實現(xiàn)熱能儲存和回收。地下含水層儲能可以彌補(bǔ)能源供需在空間/時間上分布的不平衡，能夠綜合利用多種可再生能源形式，減少對礦物燃料的依賴，為節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)提供了一個很好的解決途徑。

在現(xiàn)有的地下含水層儲熱系統(tǒng)中，大多數(shù)是利用地層本身的熱量對注入地層流體進(jìn)行加熱，或者是利用電阻加熱將電能轉(zhuǎn)化為熱能加熱注入流體。兩種加熱方式都是通過傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)方式對注入流體進(jìn)行加熱，前者如果地層溫度不夠高，會導(dǎo)致流體溫度加熱不到目標(biāo)溫度；后者能耗過大失去了原本節(jié)能的意義。本發(fā)明所設(shè)計的井下微波加熱，能夠使注入流體加熱更快，且能耗更小。

現(xiàn)有的大部分地上新能源發(fā)電系統(tǒng)，如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，無法實現(xiàn)地上剩余電能儲存且能量波動很不穩(wěn)定。本發(fā)明可以將地上發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能通過能量轉(zhuǎn)換的方法變?yōu)榉€(wěn)定的熱能儲存在地下，利用地下含水層進(jìn)行熱量儲存，從而實現(xiàn)將不穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的能量。

目前大部分井下加熱裝置都存在能耗過大問題，地下儲熱中首先要解決的問題就是如何利用最小的能耗將注入地層中的流體和地下含水層加熱到目標(biāo)溫度。本發(fā)明采用井下微波加熱的方法，利用微波加熱技術(shù)，對井下注入流體及地下含水層進(jìn)行加熱，不需要消耗過多的能量即可將井下注入流體及地下含水層加熱到目標(biāo)溫度，實現(xiàn)地下儲熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)，該基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)可以很好地解決上述問題。

為達(dá)到上述要求，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：提供一種基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)，該基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)包括設(shè)置在地上用于提供流體的流體源、供電設(shè)備和控制地下井中流體流動狀態(tài)的泵；地面下設(shè)置有注入井和采出井，所述注入井與所述采出井的井底都位于地下含水層中，根據(jù)地下含水層流體流向選定注入井和采出井位置；注入井井底裝配用于給注入井井內(nèi)流體和地下含水層加熱的微波加熱裝置，所述微波加熱裝置由用于產(chǎn)生微波能的磁控管、用于傳遞微波能的波導(dǎo)管、用于保護(hù)內(nèi)部元件的聚丙烯真空管、用于產(chǎn)生微波的微波發(fā)生器以及用于穩(wěn)定裝置的配重組成；注入井中設(shè)置有給微波加熱裝置供電的電纜，控制微波加熱裝置井下位置的井下吊裝設(shè)備及用于實時監(jiān)測井下溫度的溫度傳感器；采出井內(nèi)壁設(shè)置絕熱材料，降低采出井井內(nèi)流體通過上覆地層時發(fā)生熱量流失。

該基于井下微波加熱的地下含水層儲熱系統(tǒng)具有的優(yōu)點如下：

（1）本系統(tǒng)可以實現(xiàn)井下注入流體瞬時加熱，相比于傳統(tǒng)井下加熱方法，本系統(tǒng)加熱所需時間更短，加熱能耗更少。

（2）本發(fā)明井下流體加熱主要依靠所設(shè)計的井下微波加熱裝置，該裝置能夠有效地將地下含水層及井下注入流體加熱到目標(biāo)溫度。

（3）本發(fā)明可以實現(xiàn)地下熱儲循環(huán)利用，并且能夠提升地下含水層溫度。

附圖說明