| 注册
首页|期刊导航|可再生能源|垂直井闭循环地热系统热提取性能和注入优化数值模拟

垂直井闭循环地热系统热提取性能和注入优化数值模拟

马永法 刘艳 李昌 雷宏武 周学军 袁利娟 刘玲 董俊领 王旭 詹涛 何兰 刘新

可再生能源2024,Vol.42Issue(10):1302-1312,11.
可再生能源2024,Vol.42Issue(10):1302-1312,11.

垂直井闭循环地热系统热提取性能和注入优化数值模拟

Simulation of heat extraction and injection optimization from a vertical-well closed-loop geothermal system

马永法 1刘艳 2李昌 3雷宏武 4周学军 2袁利娟 5刘玲 2董俊领 2王旭 2詹涛 6何兰 7刘新2

作者信息

  • 1. 黑龙江省生态地质调查研究院,黑龙江 哈尔滨 150030||自然资源部浅层地热能重点实验室,北京 100195||吉林大学 地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心,吉林 长春 130026||吉林大学 地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林 长春 130021||黑龙江省寒区地温能工程技术研究中心,黑龙江 哈尔滨 150027||中国地质学会东北寒区地热能应用技术创新基地,黑龙江 哈尔滨 150027
  • 2. 黑龙江省生态地质调查研究院,黑龙江 哈尔滨 150030||黑龙江省寒区地温能工程技术研究中心,黑龙江 哈尔滨 150027||中国地质学会东北寒区地热能应用技术创新基地,黑龙江 哈尔滨 150027
  • 3. 黑龙江省生态地质调查研究院,黑龙江 哈尔滨 150030||黑龙江省寒区地温能工程技术研究中心,黑龙江 哈尔滨 150027
  • 4. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学和工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071
  • 5. 自然资源部浅层地热能重点实验室,北京 100195
  • 6. 黑龙江省生态地质调查研究院,黑龙江 哈尔滨 150030||中国地质学会东北寒区地热能应用技术创新基地,黑龙江 哈尔滨 150027
  • 7. 黑龙江省生态地质调查研究院,黑龙江 哈尔滨 150030
  • 折叠

摘要

Abstract

To evaluate the heat extraction performance and optimize the injection parameters of a single-well Closed-Loop Geothermal System(CLGS),this paper analyzes the short-term(thermal response testing)and long-term(one heating season)heating performance of CLGS and optimizes operation parameters including injection temperature and rate,based on wellbore-reservoir coupling simulation and site operation monitoring data for a typical site in Northeast China.The results indicate that the mean heat extraction rate is 65.2 kW and the average temperature difference between the output and inlet is 4.9 ℃ with an average injection temperature of 7 ℃ and an injection flow rate of 7.7 m3/h for a vertical well of 1 700 m.At the end of a heating season,the maximum range for temperature reduction in the formation is approximately 7 m with the maximum temperature decrease up to 23℃,and it can recovery better during the non-heating period.Without considering operating costs and sustainable development,the low injection temperature and large injection rate result in high heat extraction rate.Setting the injection temperature to 5 ℃ and flow rate to 6.3 m3/h can minimize operating costs while meeting heating needs,reducing costs by 20%compared to the existing solution.The optimization design that considers operating costs and sustainable development has practical significance for a single well closed-loop geothermal system.

关键词

地热供暖/垂直井闭循环地热系统/性能评价/注入优化/数值模拟

Key words

geothermal heating/vertical-well closed-loop geothermal system/performance evaluation/optimization of injection/numerical simulation

分类

能源科技

引用本文复制引用

马永法,刘艳,李昌,雷宏武,周学军,袁利娟,刘玲,董俊领,王旭,詹涛,何兰,刘新..垂直井闭循环地热系统热提取性能和注入优化数值模拟[J].可再生能源,2024,42(10):1302-1312,11.

基金项目

自然资源部浅层地热能重点实验室经费资助(KLSGE202301-03) (KLSGE202301-03)

地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心经费资助(23019) (23019)

地下水资源与环境教育部重点实验室经费资助(202306ZDKF17) (202306ZDKF17)

黑龙江省地质矿产局科研基金项目资助(HKY202310,HKY202408) (HKY202310,HKY202408)

黑龙江省财政资金项目(SRKC-2019002). (SRKC-2019002)

可再生能源

OA北大核心CSTPCD

1671-5292

访问量0
|
下载量0
段落导航相关论文