能動的地熱抽出システムの開発

主动地热提取系统的开发

基本信息

批准号：
04203112
负责人：
佐々宏一
金额：
$ 16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は以下の研究を行い、所期の成果を得た。1.構造形態の特徴を考慮した高精度な弾性波トモグラフィの解析手法を開発し、ボーリング孔を利用して観測した現地実験データの適用して、その手法の妥当性を確認した。2.等走時面の利用による抗井間反射法地震探査データの深度変換の手法を開発し本手法が高精度、高速度で深度変換が行えることを明らかにした。3.せん断破壊強度の垂直応力依存性をすべり軟化モデルにより模擬できることを示し、このモデルが、地下環境下でのせん断破壊挙動予測モデルとして有効であることを行らかにした。4.2次元スリット状充填層内の流れについて検討し、その流れはポテンシャル流れに近く、速度の大きい領域は入口、出口間の極めて狭い領域に限られることを明らかにした。また摩擦係数の実測値は計算値とほぼ一致し、レイノルズ数の-1乗に比例することを明らかにした。5.岩盤温度が120℃程度に天然抽熱層に冷水を注入し、熱水を回収する原位置実験を実施し、光ファイバー温度計を用いて回収孔内の温度の時間的変化の多点測定に世界で初めて成功した。その結果、注入した水は岩盤内でかなり迂回して流れていることが明らかになった。6.天然亀裂からの熱抽出モデルを構築し、シミュレーションによって、上記の現位置実験の妥当性を確認した。7.能動的地熱抽出システムの稼動の最適化および寿命について考察し、地熱抽出システムの稼動の最適化を全稼動期間を最大とする最適化問題として定式化し、地熱抽出システムの寿命について、一つの判定規準を提案した。8.熱水-蒸気から成る二相流過程による鉛直熱輸送を考察し、正味の質量輸送が無くても蒸気が上昇の途中で凝縮して液体に変わり、これによって潜熱が上方に輸送されるので、岩体の透水係数がかなり小さい場合でも、伝導のみによる輸送量の数倍から数十倍の熱量が輸送され得ることを明らかにした。

今年，我们开展了以下研究，取得了预期成果。 1. 结合构造形态的特点，开发了高精度弹性波层析成像分析方法，并通过钻孔观测的现场实验数据证实了该方法的有效性。 2.开发了利用等行程时间平面的井间反射法地震勘探数据的深度转换方法，并阐明该方法可以高精度、快速地进行深度转换。 3. 我们表明，剪切断裂强度对法向应力的依赖性可以通过滑移软化模型来模拟，并证明该模型作为预测地下环境剪切断裂行为的模型是有效的。 4.我们研究了二维狭缝状填充床中的流动，发现流动接近势流，并且高速区域仅限于入口和出口之间极其狭窄的区域。此外，摩擦系数的测量值与计算值几乎一致，并且表明它与雷诺数的-1次方成正比。 5. 进行了当岩石温度在120℃左右时向自然抽取层注入冷水并回收热水的现场实验，并对回收孔内温度的时间变化进行了多点测量使用光纤温度计是世界上第一个成功的。结果显示，注入的水在基岩内绕了相当大的弯路。 6. 构建了天然裂缝排热模型，并通过模拟验证了上述现场实验的有效性。 7. 考虑主动地热提取系统的运行优化和寿命，将地热提取系统的运行优化制定为使总运行周期最大化的优化问题，并解决一个关于地热提取系统寿命的判断标准问题。被提议。 8. 考虑由热水和蒸汽组成的两相流过程的垂直热传输；即使没有净质量传输，蒸汽也会在向上的过程中冷凝并变成液体，从而向上传输潜热。即使当岩石体的水力传导率非常小时，研究表明，其传输的热量比仅通过传导多几倍到数十倍。