(57)【要約】  本開示は、地熱塩水流体から熱エネルギーを抽出するための技術に関する。塩水流体は、地熱生産井から抽出され、熱交換器へと送達され得る。熱交換器は、塩水流体を受け取り、熱エネルギーを塩水流体から溶融塩へと移動させ得る。溶融塩は、エネルギー貯蔵として機能し得る溶融塩の貯蔵タンクへと圧送され得る。塩水流体は、生産井を介して地熱源へと戻され得る。塩水流体は、抽出されてから地熱生産井へと戻るまで、前記溶融塩とは分離して閉ループシステム内に留まり得る。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩水流体から熱エネルギーを収集するための方法であって、
第１の熱交換器のセットによって、前記塩水流体を地熱源から生産井を介して受け取るステップと、
前記第１の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを前記塩水流体から溶融塩へと移動させるステップであって、前記塩水流体は、前記溶融塩とは分離して閉ループシステム内に留まる、ステップと、
前記溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクへと圧送するステップと、
前記塩水流体を、還元井を介して前記地熱源へと戻すステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記溶融塩を、前記高温の溶融塩の貯蔵タンクから、蒸気タービンに動力を供給するように構成された第２の熱交換器のセットへと移動させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶融塩は、前記第２の熱交換器のセットを介して水を蒸気へと変換させ、前記蒸気は、前記タービンを回転させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記蒸気は、復水器及び冷却塔へと送られる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記蒸気は、前記第２の熱交換器のセットから熱エネルギーを受け取るために、凝縮されて水として前記タービンへと戻される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記塩水流体から移動した前記熱エネルギーによって加熱された前記溶融塩は、工業団地内の１つ以上の領域へと送達される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記溶融塩は、熱エネルギーを前記工業団地へと放出した後、前記溶融塩に前記塩水流体から前記溶融塩への熱エネルギーの前記移動を繰り返させるために、前記第１の熱交換器のセットへと戻される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の熱交換器のセットは、前記塩水流体の速度を制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記塩水流体は、約１７５℃〜８００℃の間の温度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶融塩の流量は、速度制御バルブ及びポンプによって制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶融塩の流量は、前記速度制御バルブ及びポンプにフィードバックを提供するセンサであって、その際に前記地熱源の内部の圧力とほぼ同等の維持圧力を維持するセンサによって監視される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶融塩は、ナノ粒子と混合される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記溶融塩と前記塩水流体とは、玄武岩ベースの仕切りによって分離されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
塩水流体から熱エネルギーを収集するための方法であって、
第１の熱交換器のセットによって、前記塩水流体を生産井から受け取るステップと、
前記第１の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを前記塩水流体から溶融塩へと移動させるステップであって、前記塩水流体は、前記溶融塩とは分離して第１の閉ループシステム内に留まる、ステップと、
前記溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクへと圧送するステップと、
第２の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを前記溶融塩から熱流体へと移動させるステップであって、前記溶融塩は、前記熱流体とは分離して第２の閉ループシステム内に留まる、ステップと、
前記塩水流体を、還元井を介して地熱源へと戻すステップと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記第２の熱交換器のセットが、熱エネルギーを前記溶融塩から熱媒油へと交換する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の熱交換器のセットは、熱エネルギーを前記溶融塩から水へと交換する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記地熱源の内部の圧力とほぼ同等の維持圧力が、速度制御バルブ及びポンプによって維持される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記維持圧力は、前記速度制御バルブ及びポンプにフィードバックを提供するセンサによって読み取られる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
塩水流体から熱エネルギーを収集するための方法であって、
第１の熱交換器のセットによって、前記塩水流体を生産井から受け取るステップと、
前記第１の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを前記塩水流体から溶融塩へと移動させるステップであって、前記塩水流体は、前記溶融塩とは分離して第１の閉ループシステム内に留まる、ステップと、
前記溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクへと圧送するステップと、
第２の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを前記溶融塩から溶融シリコン又は溶融ガラスへと移動させるステップであって、前記溶融塩は、前記溶融シリコン又は溶融ガラスとは分離して第２の閉ループシステム内に留まる、ステップと、
前記塩水流体を、還元井を介して地熱源へと戻すステップと
を含む、方法。
【請求項２０】
前記第２の熱交換器のセットは、前記第２の閉ループシステム内で生成されたエネルギーを使用する電極を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記地熱源の内部の圧力とほぼ同等の維持圧力が、速度制御バルブ及びポンプによって維持される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記維持圧力は、前記速度制御バルブ及びポンプにフィードバックを提供するセンサによって読み取られる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを前記溶融塩から電気エネルギーへと移動させるステップをさらに含み、
前記熱エネルギーを前記溶融塩から前記溶融シリコン又は溶融ガラスへと移動させる前記ステップは、前記電気エネルギーを含んだ電気抵抗コイルを使用して前記溶融シリコン又は溶融ガラスを加熱することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記溶融シリコン又は溶融ガラスの状態は、液体又は固体を含み、前記溶融シリコン又は溶融ガラスのいずれかがナノ粒子と混合される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
塩水流体と溶融塩との間で熱エネルギーを移動させるように構成された熱交換器であって、前記塩水流体は、地熱帯水層から生産井を介して引き込まれ、前記塩水流体は、前記溶融塩とは分離して閉ループシステム内に留まり、前記閉ループシステムは、前記生産井から還元井まで延びている、熱交換器と、
前記熱交換器によって加熱された前記溶融塩を受け取るように構成された溶融塩の貯蔵タンクと、
前記塩水流体を前記地熱帯水層へと戻すように構成された前記還元井と
を含む地熱集熱装置であって、
前記閉ループシステムは、前記生産井から前記還元井までほぼ一定の圧力を維持する、地熱集熱装置。
【請求項２６】
抽出井内に配置されたポンプと、
地熱源内に配置された第１の圧力センサと、
前記抽出井内に配置された第２の圧力センサと、
熱エネルギーを塩水流体と溶融塩との間で移動させるように構成された熱交換器と、
前記ポンプ及び前記熱交換器に接続されたプロセッサであって、前記プロセッサは、
前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサとの間の圧力読取値の差を分析すると共に、前記ポンプに対し、前記抽出井の内部における前記塩水流体の流量を増加又は減少させることによって、前記抽出井内における第１の圧力を前記地熱源内における第２の圧力と一致させるよう調整するように指示する
ように構成されている、プロセッサと
を含む、地熱熱抽出管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年６月２０日に出願された米国仮特許第６２／６８７，３８５号の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本開示は、地熱エネルギー抽出、より詳細には、地熱塩水流体から熱エネルギーを抽出することに関する。
【背景技術】
【０００３】
熱エネルギーは、地球の表面下に、地熱エネルギーの形で眠っている。地球のコアは５，０００℃を超えると考えられており、このコアには、地球の創生から蓄積されており、進行中の放射性崩壊によって生成されている十分な熱があり、それによって膨大なエネルギーが供給されている。
【０００４】
しかしながら、地球の表面は地球の内部よりも著しく温度が低いため、一般に、地熱エネルギーの利用を試みるにあたり、地熱エネルギーにアクセスすることに関する多くの問題が発生する。平均的な地熱勾配は、地球の表面下の深さ１ｋｍ毎に約２５℃である。したがって、深さ５ｋｍの坑井の底における温度は、概ね１２５℃以上になり得る。
【０００５】
多くの場合、様々な主体が、資源（例えば、石油）を求めて同程度の深さ（例えば、最大１２ｋｍの深さ）で地球を掘削することが可能である。しかしながら、そのような深さの坑井にて運転を行うことは、非常に資源集約的であり得る。
【０００６】
さらに、地質断層帯の近くでは、地球の地殻の断裂によって、マグマが地表のすぐ近くに来ることになる。これにより、火山、天然温泉、間欠泉などの地熱地形が生じることがある。一例として、地震活動が活発なカリフォルニアのロングバレーカルデラでは、７００℃を超える温度のマグマが、地球の表面からわずか６ｋｍの深さに位置していると考えられている。あるいは、より低い温度が利用可能な場合には、地熱地帯における１ｋｍ未満の深さの坑井では、１００℃を超える温度が達成され得る。わずか１ｋｍの深さの坑井は、多くの場合、より深い坑井を運転するよりもはるかに資源集約的でない。
【０００７】
いくつかの現場では、以前にあった掘削活動により、掘削が不要なことがある。一例として、過去に石油探査が行われた地域では多くの地下坑井が残されており、これらの坑井のいくつかは、地球の表面下において地熱を取り込むのに十分な深さまで到達している場合がある。これらの坑井では、この熱源を捕捉可能にするために供給する必要のあるものが、表面の基盤施設だけでよいことがある。
【発明の概要】
【０００８】
開示の技術は、熱エネルギーを閉ループ塩水流体システムから溶融塩（molten salt）へと移動させることを含む。閉ループ塩水流体システムは、地球の中に深く延びる抽出井及び還元井（injection well）を含んでいてもよい。抽出井と還元井の深さは、地熱温度勾配の関数であり得る。抽出井を介して抽出された塩水流体は、熱エネルギーを塩水流体から溶融塩システムへと移動させるように構成された熱交換器に送られてもよい。閉ループシステムが使用されているため、全ての又は実質的に全ての塩水流体が、熱エネルギーを抽出した後、還元井を介して地熱源へと戻される。溶融塩は、熱エネルギーを長期間蓄積することができる。溶融塩はまた、蓄積された熱エネルギーを別の場所へと輸送するためにも使用され得る。例えば、溶融塩は、蓄積された熱エネルギーを、遠隔の発電ユニット（ＥＧＵ）へと移動させるために使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示におけるこれらの及び他の目的、特徴及び特性は、以下の詳細な説明を、添付の特許請求の範囲及び図面と併せて検討することにより、当業者にとってより明らかになるであろう。これら添付の特許請求の範囲及び図面の全ては、本明細書の一部を構成する。
【００１０】
【図１】図１は、様々な実施形態に係る、熱エネルギーを地熱塩水流体から抽出するためのシステムのブロック図を示す。
【００１１】
【図２】図２は、様々な実施形態に係る、塩水流体から溶融塩への熱抽出システムのブロック図を示す。
【００１２】
【図３】図３は、様々な実施形態に係る、リチウム抽出を伴う溶融塩地熱システムのブロック図を示す。
【００１３】
【図４】図４は、様々な実施形態に係る、エネルギー収集システムのブロック図を示す。
【００１４】
【図５】図５は、様々な実施形態に係る、溶融塩地熱熱エネルギー抽出システムに対する塩水流体の等角図を示す。
【００１５】
【図６】図６は、様々な実施形態に係る、実質的に地熱エネルギーによって動力が供給される工業団地の等角図である。
【００１６】
【図７】図７は、様々な実施形態に係る、エネルギーを地熱塩水流体から抽出するためのシステムのブロック図を示す。
【００１７】
【図８】図８は、様々な実施形態に係る、地熱熱抽出管理システムのブロック図を示す。
【００１８】
【図９】図９は、様々な実施形態に係る、熱エネルギーを塩水流体から収集するための方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
多くの場合、地熱技術では、塩水流体のフラッシュ蒸気処理のためにスケール付着が生じることがあり、熱エネルギーを抽出した後に、実質的に全ての塩水流体を地熱井に還元（reinject）できないことがある。従来の地熱技術では、エネルギーを後で使用するために蓄積することが不可能なことがあり、熱を熱処理又は電力生成のために二次的な場所へと輸送することができない。さらに、これらの地熱技術では、有毒な蒸気が放出される可能性が、特にプラントの停止中において高いことがある。
【００２０】
開示の実施形態は、地熱塩水流体からの熱エネルギーの抽出を伴う多くの地熱プロセスに固有の問題を解決し得る。一実施形態では、熱エネルギーは、熱交換器を介して塩水流体から溶融塩へと移動させられる。一実施形態では、熱エネルギーは、塩水流体から岩盤へと直接移動させられる。地熱流体から抽出されたエネルギーは、溶融シリコン又は溶融ガラスの貯蔵タンク内の電極を加熱するために使用され得る。熱エネルギーは、溶融塩から熱媒油又は温水に移動させられ得る。一実施形態では、１つ以上の材料（例えば、リチウム）が、塩水流体から抽出され得る。
【００２１】
塩水流体は、他の技術において行われるようなフラッシュ処理を行われないため、この設備は、スケール付着が生じることによる制限を受けない。加えて、閉ループシステムは、熱エネルギーを抽出した後に、全ての又は実質的に全ての塩水流体が地熱井へと戻されるように使用されてもよい。例えば、熱エネルギーが直接溶融塩へと移動させられてもよいため、溶融塩は熱エネルギーを長期間蓄積し得る。溶融塩は、蓄積された熱エネルギーを別の場所へと輸送するためにも使用され得る。加えて、溶融塩は、熱を他の材料（熱流体など）へと移動させるために使用され得る。例えば、溶融塩は、蓄積された熱エネルギーを、遠隔の発電ユニット（ＥＧＵ）へと移動させるために使用され得る。
【００２２】
図１は、様々な実施形態に係る、熱エネルギーを地熱塩水流体から抽出するためのシステムのブロック図を示す。図１に示す実施形態は、熱エネルギーを地熱塩水流体から抽出するために、溶融塩地熱エネルギー収集システムを採用している。
【００２３】
地熱資源は、１７５℃〜８００℃の温度範囲を有する塩水流体を含み得る。地熱資源内の塩水流体の温度は、深さの関数であり得る。１７５℃〜８００℃の範囲の塩水流体は、生産井１を通して抽出され、速度制御バルブ及びポンプを介して導かれ、高温塩水流体入口配管内に入って塩水流体から溶融塩への熱交換器２（熱を塩水流体から溶融塩へと移動させる熱交換器）へと送られるように圧送される。
【００２４】
速度制御バルブ、ポンプ及び関連する構成部品は、例えば、ステンレス鋼、インコネル合金等の耐酸化腐食性材料、又は、二重配管で作製され得る。一実施形態では、耐酸化腐食性材料は、主として非鉄金属、例えば、クロム及び／又はニッケル等で作製され得る。加えて、速度制御バルブ、ポンプ及び関連する構成要素は、耐腐食性の化学物質又は材料、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等で裏打ちされ得る。
【００２５】
速度制御バルブ及びポンプは、生産井１、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０及び還元井３の間の圧力を制御し得る。例えば、速度制御バルブ及びポンプは、一定の圧力を維持するために使用され得る。一定の圧力を維持するために、該バルブ及びポンプは、塩水流体の流量を一連のセンサに基づいて変更し得る。これらのセンサは、塩水流体の流量を該システム内のチェックポイントにてチェックし得る。一実施形態では、センサは、生産井の基部、バルブ及びポンプの前後、熱交換器の内部及び還元井の基部に組み込まれ得る。これらのセンサのいずれかが地熱源内の圧力よりも低い又は高い圧力（例えば、ｐｓｉ単位）を検出した場合、そのセンサは、バルブ及びポンプに対して圧力を調節するように指示し得る。例えば、生産井の基部にあるセンサが９００ｐｓｉを示していることがある。しかしながら、還元井の基部にあるセンサは５００ｐｓｉを示していることがある。還元井の底にあるセンサは、バルブ及びポンプに、９００ｐｓｉに一致するように流量を高速化するように指示し得る。いくつかの実施形態では、システムに組み込まれている全てのバルブ及びポンプは、同時に作動し得る。他の実施形態では、いくつかのバルブ及びポンプは、他のものとは別個に作動してもよい。
【００２６】
溶融塩は、種々異なる塩（例えば、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム及び／又は硝酸カルシウム）の共晶混合物を含み得る。溶融塩は、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０から、第１の配管５を介して、高温の溶融塩の貯蔵タンク７へと移動してもよい。
【００２７】
冷温の溶融塩の貯蔵タンク８からの冷温の溶融塩は、第２の配管６を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと移動されてもよい。冷温の溶融塩は、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０にて、塩水流体によって加熱されてもよく、加熱された溶融塩は、第１の配管５を介して、高温溶融塩の貯蔵タンク７へと圧送されてもよい。高温の溶融の貯蔵タンク７内の高温の溶融塩は、施設（例えば、工業団地）を通じて分配され得る、及び／又は、エネルギー生成ユニットへと送られ得る。一実施形態では、塩水流体から熱を吸収して熱エネルギーを蓄積するために、複数の溝を備えたグラファイトブロックが使用され得る。
【００２８】
一実施形態では、閉ループシステムの任意の点にて、ナノ粒子が溶融塩に添加され得る。溶融塩とナノ粒子との混合物の蓄熱容量は、溶融塩のみの場合よりも最大３０％高くなる場合がある。ナノ粒子には、例えば、銅がちりばめられたグラファイト又はグラフェンが含まれる。例えば、グラフェンは、高温の溶融塩タンク内の溶融塩、又は、塩水流体から溶融塩への熱交換器に添加され得る。
【００２９】
塩水流体から溶融塩への熱交換器１０は、熱を抽出された塩水流体から溶融塩へと移動させるために使用されてもよい。塩水流体と溶融塩とは、例えば、熱伝導性壁によって分離され得る。熱伝導性壁は、高圧にて熱伝導性を示し得る。熱伝導性壁は、例えば、銅、銀、ダイヤモンド（例えば、純ダイヤモンド、不純ダイヤモンド、び／又は同位体濃縮ダイヤモンド）、金、アルミニウム、炭素繊維、ステンレス鋼チタン合金、又は、それらの任意の組み合わせを含み得る。一実施形態では、熱伝導性壁は、塩水流体チャンバに隣接する同位体濃縮ダイヤモンドの層と、溶融塩チャンバに隣接する銅の層とを含み得る。同位体濃縮ダイヤモンド層は、高い熱伝導率を維持しつつ腐食を低減するために、塩水流体チャンバに隣接して使用され得る。
【００３０】
一実施形態では、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０は、温度センサを含む。温度センサは、塩水流体及び溶融塩の両方の温度を感知し得る。塩水流体、溶融塩又はその両方の温度が事前に設定された値に達すると、該システムは、このときに加熱された溶融塩を、高温の溶融塩タンクへと移動させ得る。加えて、該システムは、冷温の塩水流体を還元井へと移動させ、高温の塩水流体を熱交換器へと圧送し得る。例えば、溶融塩が高温溶融塩タンクへと移動するための閾値は、３００℃であり得る。溶融塩が３００℃に達したことを温度センサが検出すると、温度センサは、高温の溶融塩を高温の溶融塩タンク７へと移動させ、低温の溶融塩を塩水流体から溶融塩への熱交換器１０内へと入れるための指示を提供し得る。
【００３１】
塩水流体から溶融塩への熱交換器１０に入った塩水流体から熱が抽出された後、塩水流体は、該資源内に戻されるよう還元されてもよい。ここまでにおいて、昇ってきた塩水流体は、熱を溶融塩又は岩盤に移動させて、地熱資源内へと還元されている。一実施形態では、冷温の溶融塩の貯蔵タンク８からの冷温の溶融塩は、熱交換器１０に入って加熱され、その後高温の溶融塩の貯蔵タンク７へと圧送される。一実施形態では、加熱された溶融塩は、例えば、熱媒油及び水等の熱流体を加熱するために使用される。このとき、溶融塩は、溶融塩から蒸留水への熱交換器を通過しようとしていてもよい。
【００３２】
高温の溶融塩は、第３の配管９を介して、溶融塩から蒸留水への熱交換器２０に入ってもよい。その後、溶融塩から蒸留水への熱交換器２０から生成された蒸気は、電気を生成するために、第４の配管２１を介して、蒸気タービン５０又は発電機セット（GenSet）へと送られてもよい。
【００３３】
該蒸気は、水に変換されるために復水器／冷却塔２３を通過してもよく、それによって、溶融塩から蒸留水へのループを繰り返し得る。該蒸気は、第５の配管１７を通って溶融塩から熱媒油への熱交換器３０へと送られ、第６の配管１８を通って溶融塩から温水への熱交換器４０へと送られ、そして冷温の溶融塩の貯蔵タンク８に送り戻されて（そこで高温の塩水流体により再加熱されるために待機して）もよい。
【００３４】
該蒸気は、第７の配管３１を介して、熱媒油の貯蔵タンク３２へと送られ、第８の配管３３を介して、冷涼（Cooled）熱媒油の貯蔵タンク３４へと送られてもよい。冷涼熱媒油は、第９の配管３５を介して、冷涼熱媒油から冷（Cold）熱媒油までの貯蔵タンク３６へと送られてもよい。
【００３５】
溶融塩から温水への熱交換器４０から、該温水は、第１０の配管４１を介して、温水の貯蔵タンク４２へと送られてもよい。該温水は、第１１の配管４３を介して、温水の貯蔵タンク４２から温水システム４４へと送られてもよい。冷涼水は、第１２の配管４５を介して、冷水の貯蔵タンク４６へと送られてもよい。冷涼水は、第１３の配管４７を介して、溶融塩から温水への熱交換器４０へと送り戻されてもよい。
【００３６】
蒸気タービン５０は、ロータ５１を回転させてもよく、これによって、発電機５２が電気エネルギーを提供できるようになる。ここで、変圧器５３は、この電気エネルギーを変換して、三相電気５５を送電網へと伝送することを容易にする。
【００３７】
一実施形態では、エネルギー収集システムは、溶融シリコン熱交換器６２を含み得る。電極（例えば、地熱発電所で生成された電気を使用するもの）は、溶融シリコンの貯蔵タンクにおいて、６０〜２０００℃まで加熱され得る。溶融シリコンは、溶融塩を備えた熱交換器６２において、溶融塩をより高い動作温度（例えば、１０００℃のような温度）まで昇温させるために使用され得る。一実施形態では、溶融ガラスがヒートシンクにおいて使用され得る。溶融ガラスは、電極によって１２００℃まで加熱され得る。溶融塩は、戻り配管６４，６５を介して、高温の溶融塩の貯蔵室７へと送り戻されてもよい。
【００３８】
図２は、様々な実施形態に係る、塩水流体から溶融塩への熱抽出システムのブロック図を示す。図２に示す実施形態は、例えば、熱媒油及び温水ループ等の種々異なる熱流体ループを備えた塩水流体から溶融塩への熱抽出システムを含んでいてもよい。種々異なる熱流体を使用することによって、該システムは幅広い用途に使用でき、効率を高めることができる。閉ループ熱媒油熱交換器及び閉ループ温水熱交換器は、様々な温度範囲を利用する熱プロセスにかなうように、該システム内に組み込まれ得る。例えば、熱媒油は、熱オーブンを通して、溶融塩から水への熱交換器内にて循環させられ得る。熱媒油を循環させることによって、生成される蒸気の量が最大化され得る。
【００３９】
高温の塩水流体は、生産井１から採集されて、第１の配管２を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと移動してもよい。塩水流体から溶融塩への熱交換器１０からの高温の溶融塩は、第２の配管５を介して、高温の溶融塩の貯蔵室７へと移動させられてもよい。冷温の溶融塩は、第３の配管６を介して、冷温の溶融塩の貯蔵室８と塩水流体から溶融塩への熱交換器１０との間で移動させられてもよい。
【００４０】
溶融塩は、第４の配管９を介して、溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０へと移動させられてもよい。溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０は、第５の配管２１を介して、蒸気タービン５０に電力供給してもよい。蒸気タービン５０は、ロータ５１、発電機５２、変圧器５３、及び、送電網５４への三相電力に電力供給してもよい。
【００４１】
冷涼蒸気は、蒸気タービン５０から、第６の配管２２を介して、復水器又は冷却塔２３へと移動して、第７の配管２４を介して、溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０に戻るよう移動してもよい。溶融塩は、溶融塩から蒸気への熱交換器２０から、第８の配管２５を介して、溶融塩から熱媒油への熱交換器３０へと移動してもよい。
【００４２】
熱媒油は、第９の配管３１を介して、溶融塩から熱媒油への熱交換器３０及び熱媒油の貯蔵タンク３２との間を移動してもよい。熱媒油は、第１０の配管３３を介して、熱媒油の貯蔵タンク３２と熱媒油システム３４との間を移動してもよい。冷涼熱媒油は、熱媒油システム３４から、第１１の配管３５を介して、冷涼熱媒油の貯蔵タンク３６へと移動してもよい。冷涼熱媒油は、冷涼熱媒油の貯蔵タンク３６から、第１２の配管３７を介して、溶融塩から熱媒油への熱交換器３０へと戻るよう移動してもよい。
【００４３】
溶融塩は、第１３の配管３８を介して、溶融塩から熱媒油への熱交換器３０と、溶融塩から温水への熱交換器４０との間を移動してもよい。温水は、第１４の配管４１を介して、溶融塩から温水への熱交換器４０及び温水の貯蔵タンク４２との間を移動してもよい。温水は、第１５の配管４３を介して、温水の貯蔵タンク４２と温水システム４４との間を移動してもよい。水は、第１６の配管４５を介して、温水システム４４と冷水の貯蔵タンク４６との間を移動してもよい。水は、第１８の配管４７を介して、冷水の貯蔵タンク４６と溶融塩から温水への熱交換器４０との間を移動してもよい。
【００４４】
図３は、様々な実施形態に係る、リチウム抽出を伴う溶融塩地熱システムのブロック図を示す。一実施形態では、このエネルギー収集システムは、塩水流体からリチウムを抽出するために使用される。塩水流体が塩水流体から溶融塩への熱交換器を通過した後、かつ、塩水流体が資源内に戻されるよう還元される前に、塩水流体はリチウム抽出プロセスを通過してもよい。
【００４５】
図３に示すように、高温の塩水流体は、生産井１から、第１の配管３を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと送られてもよい。冷温の溶融塩は、冷温の溶融塩の貯蔵室１４に貯蔵され、第２の配管１９を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと移送されてもよい。高温の溶融塩は、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０から、第３の配管１１を介して、高温の溶融塩の貯蔵室１２へと移動してもよい。高温の溶融塩は、高温の溶融塩の貯蔵室１２から、第４の配管１３を介して、溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０へと移動してもよい。
【００４６】
溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０へは、蒸気タービン５０のための蒸気を生成してもよい。蒸気タービン５０は、ロータ５１を回転させてもよく、これによって、発電機５２が電気エネルギーを提供できるようになる。ここで、変圧器５４は、この電気エネルギーを変換して、三相電気５５を送電網へと伝送することを容易にする。蒸気は、蒸気タービン５０から、第５の配管２２を介して、復水器／冷却塔２３へと移動し、復水器／冷却塔２３から、第６の配管２４を介して、溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０へと移動してもよい。溶融塩は、溶融塩から蒸気のための温水への熱交換器２０から、第７の配管１６を介して、冷温の溶融塩の貯蔵タンク１４へと移動してもよい。
【００４７】
塩水流体から溶融塩への熱交換器１０からの塩水流体は、第８の配管５を介して、リチウム抽出器７０へと移動してもよい。リチウム抽出器７０から、塩水流体は、第９の配管４を介して、還元井２へと移動してもよい。
【００４８】
一実施形態では、エネルギー収集システムは、閉ループシステムの圧力を維持するように構成された磁気リチウム抽出器を含む。リチウムは磁力に独立して応答できるが、リチウムの応答は他の金属に比べて比較的小さい。リチウムの磁気応答を増加させ、それによって磁気抽出を増加させるために、ドーパントが塩水流体内に注入され得る。例えば、磁気リチウム抽出器は、鉄を塩水流体内に注入し得る。リチウムは反応性が高く、鉄がドープされた化合物（例えば、鉄がドープされた酸化リチウム、鉄がドープされた酸化リチウムチタン等）を形成し得る。リチウム化合物は、塩水流体の成分に基づいて変化し得る。磁石は、鉄がドープされたリチウム化合物を抽出井に引き寄せるために、鉄がドープされたリチウム化合物に引力を加え得る。
【００４９】
抽出井は、２つのドアを含み得る。磁気リチウム収集中、閉ループ側を向いたドアは開いたままに、外側を向いたドアは閉じたままにされ得る。磁気収集が完了すると、閉ループ側を向いたドアが閉じて、抽出井内の鉄がドープされたリチウムを密閉する。閉ループ側を向いたドアが閉じると、外側を向いたドアが開き、収集された鉄がドープされたリチウムが処理及び精製され得る。閉ループ側を向いたドアと外側を向いたドアとが同時に開いていないため、閉ループシステム内の圧力は、実質的に一定のままである。
【００５０】
あるシステムは、塩水流体から溶融塩へ、溶融塩から蒸気へ、そして蒸気から電気へと熱を移動させ得る。別のシステムは、溶融シリコン又は溶融ガラスのヒートシンクを追加し得る。別のシステムは、熱媒油及び温水のループを追加する。別のシステムでは、塩水流体を還元する前に、リチウム抽出を追加し得る。塩水流体から溶融塩へ、溶融塩から蒸気へ、そして蒸気から電気への熱の移動、溶融シリコン又は溶融ガラスのヒートシンク、熱媒油及び温水のループ、及び、リチウム抽出は、同時に行われてもよく、一度に１つずつ行われてもよく、それらの任意の組み合わせにより行われてもよい。
【００５１】
図４は、様々な実施形態に係る、エネルギー収集システムのブロック図を示す。図４に示すように、このエネルギー収集システムは、坑井から塩水流体／溶融塩への熱交換器３からの１つ以上の塩水流体を含み得る。この塩水流体は、第１の配管４を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと送られる。高温の溶融塩は、第２の配管１１を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０と高温の溶融塩（MS）の貯蔵タンク１２との間を移動してもよい。冷温の溶融塩は、第３の配管１９を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０と冷温の溶融塩の貯蔵タンク１４との間を移動してもよい。溶融塩は、第４の配管１３を介して、高温の溶融塩の貯蔵タンク１２と溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０との間を移動してもよい。
【００５２】
温水は、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０及び発電機セット（GenSet）から、第５の配管２１を介して移動してもよい。発電機セット５０は、変圧器５４に電力供給してもよい。蒸気タービンからの水は、第６の配管２２を介して、復水器又は冷却塔２３へと送られ、第７の配管２４を介して、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０に送り戻されてもよい。冷温の溶融塩は、第８の配管１６を介して、冷温溶融塩の貯蔵タンク１４へと送り戻されてもよい。
【００５３】
一実施形態では、エネルギー収集システムは、熱真空チャンバ（ＴＶＣ）を含み得る。ＴＶＣは、放射熱環境が制御される真空チャンバである。制御された環境は、真空ポンプによって空気及びその他のガスを除去することによって作成される。空気及びその他のガスを除去することにより、低圧かつ温度制御された環境が、該チャンバ内に効率的な熱移動メカニズムで作成される。
【００５４】
図５は、様々な実施形態に係る、溶融塩地熱熱エネルギー抽出システムに対する塩水流体の等角図を示す。このエネルギー抽出システムは、生産井と、塩水流体から溶融塩への熱交換器と、１つ以上の溶融塩タンクと、還元井とを含み得る。
【００５５】
閉ループ塩水流体システムは、生産井から、流体から溶融塩への熱交換器へと延び、また還元井を通して延びていてもよい。閉ループ流体システムを通って移動する塩水流体は、ほぼ一定の圧力（例えば、塩水流体が抽出される深さでのおおよその圧力）を維持する。閉ループの塩水流体システムは、該システムを通して塩水流体を送ると共に一定の圧力を維持するための複数のポンプを含む。閉ループシステムの上部の圧力は地熱源の圧力とほぼ等しいため、ポンプは、閉ループシステムを通して塩水流体の動きを誘発するために使用され得る。
【００５６】
速度制御バルブ及びポンプは、閉ループシステムの上部と地熱源との間で実質的に一定の圧力を維持する。速度制御バルブ及びポンプは、前述の通り、該システム内のセンサによって統御され得る。例えば、センサは、閉ループシステムの上部及び地熱源内に配置できる。該センサが圧力の変化を検出した場合には、速度制御バルブ及びポンプは、圧力を一致させるために使用され得る。加えて、速度制御バルブ及びポンプは、必要に応じて、同時に又は別々に制御され得る。
【００５７】
生産井は、（例えば、以前の化石燃料抽出により）事前に掘削された坑井内に建設され得るか、新しい現場にて掘削され得る。坑井を掘削するために、例えば、逆循環式掘削、ダイヤモンドコア掘削、ダイレクトプッシュ掘削、油圧回転掘削、熱水破砕又はそれらの任意の組み合わせ等の従来の掘削技術が使用され得る。坑井が掘削された後、ケーシング（例えば、チタン合金ケーシング）が、セメントを環状部（例えば、ケーシングと周囲の岩層との間の領域）に圧送することによって、所定の位置にセメント接合され得る。ケーシングは、特に腐食性の塩水流体からの腐食を低減するために、チタン合金を含み得る。生産のケーシング及びセメントは、高圧の塩水流体からの圧力下において生産井が膨張又は座屈することを防止し得る。ケーシングは、地熱源の生産地帯から地表まで延び得る。
【００５８】
生産井は、地球の自然熱によって加熱された塩水流体を抽出するために使用される。地熱流体は、総溶解固形分濃度が３５０，０００ｐｐｍ（海水よりもおよそ１桁高い）を超える温水を含むことがある。従来の抽出技術では、地熱流体を抽出するために地熱源と地表面との圧力差を使用することを伴い、これによって、温水が地表面に達すると、温水が蒸気へと変換され得る。開示の技術は、ほぼ一定の圧力による閉ループシステムを採用しているため、温水は、蒸気に変わることなく温水のままであり得る。生産井は、地熱源から塩水流体を抽出するための、地表面近くに配置されたポンプを含み得る。
【００５９】
１つ以上の溶融塩タンクは、「冷温の」溶融塩（すなわち、熱交換器に入る前の溶融塩）及び「高温の」溶融塩（すなわち、熱交換器を出た後の溶融塩）を貯蔵し得る。一実施形態では、低温溶融塩貯蔵室と高温溶融塩との間に仕切り板を備えた単一の溶融塩タンクが使用され得る。仕切り板は、例えば、マンガン、玄武岩繊維又は玄武岩コーティング等の非熱伝導性材料を含み得る。例えば、仕切り板は、第１のマンガン層、エアギャップ及び第２のマンガン層を含み得る。
【００６０】
一実施形態では、低温及び高温の溶融塩を別々に貯蔵するために、別個の溶融塩タンクが使用され得る。貯蔵容器の壁は、例えば、マンガン、玄武岩繊維又は玄武岩コーティング等の実質的に非熱伝導性の材料を含み得る。貯蔵容器は、１つ以上の他の層の間に挟まれた断熱層を含み得る。断熱層は、例えば、ガス（例えば、空気）、セラミック繊維、鉱物綿又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【００６１】
熱交換器を出た後に冷却された塩水流体は、還元井を介して地熱層に戻るように還元され得る。塩水流体を地熱層に戻るように還元することは、貯留圧力を維持し、熱エネルギー資源が枯渇しないことを確保することに役立ち得る。還元井は、生産井で使用されているものと同様の技術を使用して形成され得る。還元井は、塩水流体を地熱層へと送るための１つ以上のポンプを含み得る。塩水流体の圧力は地熱層にほぼ等しいため、該流体を該層へと戻すよう圧送するために必要なエネルギーは、従来の技術よりも大幅に少ないことがある。
【００６２】
本明細書に記載のシステムは、図５に示され得る。図５に示すように、この工業団地には、炭化ケイ素／炭化ホウ素工場８０、鉄鋼鍛造／金属リサイクル／ガラスリサイクル９０、玄武岩繊維工場１００、セラミック工場１１０、レンガ工場１２０、タイル工場１３０、イソプレン工場１４０、脱塩工場１５０、廃棄物リサイクル及び藻類からバイオオイルへの熱分解工場１６０、繊維工場１７０、乾燥塗料用の自動車キルン１８０、脱水工場１９０、食品加工工場２００、ベーカリー２１０、冷蔵施設／製氷所２２０、藻類ファーム２３０、ティラピアファーム２４０、飲料製造工場２５０のいずれかが含まれていてもよい。
【００６３】
図６は、様々な実施形態に係る、実質的に地熱エネルギーによって動力が供給される工業団地の等角図である。地熱エネルギーは、例えば、蒸気発生器へとエネルギーを供給し得る。工業団地はまた、閉ループ溶融塩分配システムをも含む。工業団地は、例えば、生産井、還元井、塩水流体から溶融塩への熱交換器、及び、溶融塩から水への熱交換器等の構成要素を含み得る。加えて、工業団地に電力を供給するために必要とされる実質的に全てのエネルギーは、該工業団地内で作られ得る。例えば、蒸気発生器によって生成されたエネルギーが、該工業団地の基盤施設（例えば、照明、温度制御等）に電力供給するために使用され得る。
【００６４】
一実施形態では、工業団地におけるエネルギー生産及びエネルギー効率を最大化するために、砂、耐火レンガ及び鉄合金材料が、団地の建築材料に組み込まれ得る。例えば、熱交換器は、鉄合金材料で作成され得、配管は、砂によって断熱され得、地面に沿って又は地面の下に広がる任意の要素（例えば配管）は、耐火レンガによって囲まれ得る。
【００６５】
本明細書に記載される、配管６６，６７内でエンドユーザに対して塩を送達するためのシステムは、図６に示され得る。図６に示すように、この工業団地には、炭化ケイ素／炭化ホウ素工場８０、鉄鋼鍛造／金属リサイクル／ガラスリサイクル９０、玄武岩繊維工場１００、セラミック工場１１０、レンガ工場１２０、タイル工場１３０、イソプレン工場１４０、脱塩工場１５０、廃棄物リサイクル及び藻類からバイオオイルへの熱分解工場１６０、繊維工場１７０、乾燥塗料用の自動車キルン１８０、脱水工場１９０、食品加工工場２００、ベーカリー２１０、冷蔵施設／製氷所２２０、藻類ファーム２３０、ティラピアファーム２４０のいずれかが含まれていてもよい。
【００６６】
図７は、様々な実施形態に係る、エネルギーを地熱塩水流体から抽出するためのシステムのブロック図を示す。塩水流体は、生産井１及び６つの生産井を備えた塩水流体マニホールド５から、坑井からマニホールドへの配管からの塩水流体３を介して抽出されてもよい。塩水流体は、６つの生産井を備えた塩水流体マニホールド５から、塩水流体入口管から塩水流体溶融塩への熱交換器７を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと送られる。高温の塩水流体は、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０から、塩水流体から溶融塩への熱交換器から高温の溶融塩の貯蔵室への配管１１を介して、高温の溶融塩の貯蔵タンク１２へと送られる。高温の溶融塩は、高温の溶融塩の貯蔵タンク１２から、高温の溶融塩の貯蔵配管から溶融塩／蒸気のための温水への熱交換器１３を介して、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０へと送られる。
【００６７】
熱水は、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０から、発電機セット（GenSet）への蒸気配管２１を介して、発電機セット（GenSet）５０へと移動してもよい。発電機セット５０は、ロータ５１及び発電機５２に電力供給し、電力５３を変圧器５４に供給すると共に、変圧器及びエンドユーザへの高電圧の電線管５５に供給してもよい。
【００６８】
電線管５５は、炭化ケイ素／炭化ホウ素工場８０、鉄鋼鍛造／金属リサイクル／ガラスリサイクル９０、玄武岩繊維工場１００、セラミック工場１１０、レンガ工場１２０、タイル工場１３０、イソプレン工場１４０、脱塩工場１５０、廃棄物リサイクル及び藻類からバイオオイルへの熱分解工場１６０、繊維工場１７０、乾燥塗料用の自動車キルン１８０、脱水工場１９０、食品加工工場２００、ベーカリー２１０、冷蔵施設／製氷所２２０、藻類ファーム２３０、ティラピアファーム２４０及び飲料製造工場２５０のいずれかに電力供給してもよい。
【００６９】
温水は、発電機５０から、温水を蒸気タービンから復水器又は冷却塔へと運ぶ配管２２を介して、復水器又は冷却塔２３へと送られてもよい。冷水は、復水器又は冷却塔２３から、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器へと戻る冷水２４を介して、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０へと送られてもよい。
【００７０】
溶融塩は、溶融塩／蒸気のための温水の熱交換器２０から、溶融塩から蒸気への熱交換器から熱媒油の熱交換器への配管１５を介して、溶融塩／熱媒油の熱交換器３０へと送られてもよい。熱媒油は、溶融塩／熱媒油の熱交換器３０から、高温の熱媒油から高温の熱媒油の貯蔵タンクへの配管３１を介して、高温の熱媒油の貯蔵タンク３２へと送られ、高温の熱媒油の貯蔵タンク３２から、高温の熱媒油の貯蔵タンクから熱媒油システムへの配管３３を介して、熱媒油システム３４へと送られ、高温の熱媒油のための熱媒油システム３４から、エンドユーザ３５へと送られてもよい。熱媒油は、冷温の熱媒油の戻り配管３６及び熱媒油システムから冷温の熱媒油の貯蔵室への戻り配管３７を介して、冷温の熱媒油の貯蔵室３８へと送られる。熱媒油は、冷温の熱媒油の貯蔵室から溶融塩／熱媒油の熱交換器への戻り配管３９を介して、溶融塩／温水の熱交換器４０へと送られてもよい。
【００７１】
温水は、溶融塩／温水への熱交換器４０から、溶融塩／温水から温水の貯蔵タンクへの配管４１を介して、温水の貯蔵タンク４２へと送られ、温水の貯蔵タンクから温水システムへの配管４３を介して、温水システム４４へと送られてもよい。水は、システムから、配管温水を介して、エンドユーザ４５へと送られ、エンドユーザから、戻り水を介して、温水システム４６へと戻されてもよい。冷水は、冷水の貯蔵室への冷水戻り配管４７を介して、冷水の貯蔵室４８へと送られ、冷水の貯蔵室から溶融塩／温水熱交換器への戻り配管４９を介して、溶融塩／温水の熱交換器４０へと送られてもよい。
【００７２】
溶融シリコンは、溶融シリコンから溶融塩への熱交換器６０から、溶融シリコンの貯蔵室から溶融シリコン／溶融塩の熱交換器への配管６１を介して、溶融シリコンの貯蔵室への溶融シリコン戻り配管６２へと送られてもよい。溶融塩は、溶融シリコン／溶融塩の熱交換器への高温の溶融塩の配管６３から、エンドユーザから溶融塩／溶融シリコンの熱交換器への冷温の溶融塩の戻り配管６４へと送られてもよい。システムは、加熱電極６５を備えた溶融シリコンの貯蔵室を含んでいてもよく、該溶融シリコンの貯蔵室では、高温の溶融塩が、エンドユーザへの高温の溶融塩の分配配管６６を介して送られ、エンドユーザからの冷温の溶融塩の戻り配管６７を介して戻される。
【００７３】
冷温の溶融塩は、冷温の溶融塩の貯蔵タンク１４にて貯蔵されてもよい。溶融塩は、溶融塩／熱媒油の熱交換器から溶融塩／温水熱交換器への配管１７及び溶融塩／水の熱交換器から冷温の溶融塩の貯蔵室への配管１８を介して送られ、冷温の溶融塩の貯蔵室から塩水流体／溶融塩の熱交換器への戻り配管１９を介して、塩水流体から溶融塩への熱交換器１０へと戻されてもよい。塩水流体は、塩水流体／溶融塩の熱交換器から還元マニホールドへの配管８を介して、６つの還元井を備えた塩水流体マニホールド６へと送られ、マニホールドから還元井への塩水流体４を介して、還元井２に送られ得る。
【００７４】
図８は、様々な実施形態に係る、地熱熱抽出管理システムのブロック図を示す。図８に示すように、このシステムは、地熱源内に配置され、第１の圧力を検出するように構成された第１の圧力センサ１を含んでいてもよい。システムは、抽出井内に配置されたポンプ２と、第２の圧力を検出するように抽出井内に配置された第２の圧力センサ３とを含んでいてもよい。システムは、熱を塩水流体と溶融塩との間で移動させるように構成された熱交換器４を含んでいてもよい。システムは、ポンプ及び熱交換器に接続されたプロセッサ５を含んでいてもよい。プロセッサ５は、第１の圧力センサと第２の圧力センサとの間の圧力読取値の差を分析すると共に、ポンプに対し、抽出井の内部における塩水流体の流量を増加又は減少させることによって、抽出井内における第１の圧力を地熱源内における第２の圧力と一致させるよう調整するように指示するよう構成されていてもよい。
【００７５】
システムは、第１及び第２の圧力センサ１，３の両方に接続するための圧力センサ６と、ポンプ及びセンサ用の昇降吊りケーブル７と、ポンプ用の電気ケーブル８とを含んでいてもよい。
【００７６】
図９は、様々な実施形態に係る、塩水流体から熱エネルギーを収集するための方法を示すブロック図である。該方法は、第１の熱交換器のセットによって、塩水流体を地熱源から生産井を介して受け取るステップを含んでいてもよい（ブロック９０２）。
【００７７】
該方法は、第１の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを塩水流体から溶融塩へと移動させるステップであって、塩水流体は、溶融塩とは分離して閉ループシステムに留まる、ステップを含んでいてもよい（ブロック９０４）。
【００７８】
該方法は、溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクへと圧送するステップを含んでいてもよい（ブロック９０６）。
【００７９】
該方法は、塩水流体を、還元井を介して地熱源へと戻すステップを含んでいてもよい（ブロック９０８）。
【００８０】
いくつかの実施形態では、該方法は、溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクから、蒸気タービンに動力を供給するように構成された第２の熱交換器のセットへと移動させるステップを含む。
【００８１】
いくつかの実施形態では、溶融塩は、第２の熱交換器のセットを介して水を蒸気へと変換させ、蒸気は、タービンを回転させる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、蒸気は、復水器及び冷却塔へと送られる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、蒸気は、第２の熱交換器のセットから熱エネルギーを受け取るために、凝縮されて水としてタービンへと戻される。
【００８４】
いくつかの実施形態では、塩水流体から移動した熱エネルギーによって加熱された溶融塩は、工業団地内の１つ以上の領域へと送達される。
【００８５】
いくつかの実施形態では、溶融塩は、熱エネルギーを工業団地へと放出した後、溶融塩に塩水流体から溶融塩への熱エネルギーの移動を繰り返させるために、第１の熱交換器のセットへと戻される。
【００８６】
いくつかの実施形態では、第１の熱交換器のセットは、塩水流体の速度を制御する。
【００８７】
いくつかの実施形態では、塩水流体は、約１９５℃〜８００℃の間の温度を含む。
【００８８】
いくつかの実施形態では、溶融塩の流量は、速度制御バルブ及びポンプによって制御される。
【００８９】
いくつかの実施形態では、溶融塩の流量は、速度制御バルブ及びポンプにフィードバックを提供するセンサであって、その際に地熱源の内部の圧力とほぼ同等の維持圧力を維持するセンサによって監視される。
【００９０】
いくつかの実施形態では、溶融塩は、ナノ粒子と混合される。
【００９１】
いくつかの実施形態では、溶融塩と塩水流体とは、玄武岩ベースの仕切りによって分離されている。
【００９２】
別の実施形態では、塩水流体から熱エネルギーを収集するための方法は、第１の熱交換器のセットによって、塩水流体を生産井から受け取るステップを含む。該方法はまた、第１の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを塩水流体から溶融塩へと移動させるステップであって、塩水流体は、溶融塩とは分離して第１の閉ループシステム内に留まる、ステップを含む。該方法はまた、溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクへと圧送するステップを含む。該方法はまた、第２の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを溶融塩から熱流体へと移動させるステップであって、溶融塩は、熱流体とは分離して第２の閉ループシステム内に留まる、ステップを含む。該方法はまた、塩水流体を、還元井を介して地熱源へと戻すステップを含む。
【００９３】
いくつかの実施形態では、第２の熱交換器のセットが、熱エネルギーを溶融塩から熱媒油へと交換する。
【００９４】
いくつかの実施形態では、第２の熱交換器のセットは、熱エネルギーを溶融塩から水へと交換する。地熱源の内部の圧力とほぼ同等の維持圧力が、速度制御バルブ及びポンプによって維持される。
【００９５】
いくつかの実施形態では、維持圧力は、速度制御バルブ及びポンプにフィードバックを提供するセンサによって読み取られる。
【００９６】
別の実施形態では、塩水流体から熱エネルギーを収集するための方法は、第１の熱交換器のセットによって、塩水流体を生産井から受け取るステップを含む。該方法はまた、第１の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを塩水流体から溶融塩へと移動させるステップであって、塩水流体は、溶融塩とは分離して第１の閉ループシステム内に留まる、ステップを含む。該方法はまた、溶融塩を、高温の溶融塩の貯蔵タンクへと圧送するステップを含む。該方法はまた、第２の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを溶融塩から溶融シリコン又は溶融ガラスへと移動させるステップであって、溶融塩は、溶融シリコン又は溶融ガラスとは分離して第２の閉ループシステム内に留まる、ステップを含む。該方法はまた、塩水流体を、還元井を介して地熱源へと戻すステップを含む。
【００９７】
いくつかの実施形態では、第２の熱交換器のセットは、第２の閉ループシステム内で生成されたエネルギーを使用する電極を含む。
【００９８】
いくつかの実施形態では、地熱源の内部の圧力とほぼ同等の維持圧力が、速度制御バルブ及びポンプによって維持される。
【００９９】
いくつかの実施形態では、維持圧力は、速度制御バルブ及びポンプにフィードバックを提供するセンサによって読み取られる。
【０１００】
いくつかの実施形態では、該方法は、第２の熱交換器のセットによって、熱エネルギーを溶融塩から電気エネルギーへと移動させるステップを含み、熱エネルギーを溶融塩から溶融シリコン又は溶融ガラスへと移動させるステップは、電気エネルギーを含んだ電気抵抗コイルを使用して溶融シリコン又は溶融ガラスを加熱することを含む。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、溶融シリコン又は溶融ガラスの状態は、液体又は固体を含み、溶融シリコン又は溶融ガラスのいずれかがナノ粒子と混合される。
【０１０２】
別の実施形態では、地熱集熱装置は、塩水流体と溶融塩との間で熱エネルギーを移動させるように構成された熱交換器であって、塩水流体は、地熱帯水層から生産井を介して引き込まれ、塩水流体は、溶融塩とは分離して閉ループシステム内に留まり、閉ループシステムは、生産井から還元井まで延びている、熱交換器を含む。該装置はまた、熱交換器によって加熱された溶融塩を受け取るように構成された溶融塩の貯蔵タンクを含む。該装置はまた、塩水流体を地熱帯水層へと戻すように構成された還元井を含み、閉ループシステムは、生産井から還元井までほぼ一定の圧力を維持する。
【０１０３】
別の実施形態では、地熱熱抽出管理システムは、抽出井内に配置されたポンプを含む。該システムはまた、地熱源内に配置された第１の圧力センサを含む。該システムはまた、抽出井内に配置された第２の圧力センサを含む。該システムはまた、熱エネルギーを塩水流体と溶融塩との間で移動させるように構成された熱交換器を含む。該システムはまた、ポンプ及び熱交換器に接続されたプロセッサであって、プロセッサは、第１の圧力センサと第２の圧力センサとの間の圧力読取値の差を分析すると共に、ポンプに対し、抽出井の内部における塩水流体の流量を増加又は減少させることによって、抽出井内における第１の圧力を地熱源内における第２の圧力と一致させるよう調整するように指示するよう構成されている、プロセッサを含む。
【０１０４】
上述の例に加えて、本発明の様々な他の修正及び変更が、本発明から逸脱することなく行われてもよい。したがって、上記の開示は限定的であると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨及び全ての範囲を包含すると解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2021528584.tif 000014