金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统

1.本发明涉及金星探索技术领域，尤其涉及一种金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统。


背景技术：

2.金星在太阳系的八大行星中排在第二位，和地球比邻。金星的大小、质量、体积和离太阳的距离，都与地球相似，地表也遍布着起伏的山峦，一座又一座的火山，现在许多科学家都将金星视为地球的“双胞胎”。人类也在积极探索金星，二战后，苏联致力于研究金星，甚至认为金星就是“第二地球”，先后发射了十多个探测器到金星，从最初的只能抵达金星大气层附近到最后可以在金星成功着陆，并且俄罗斯计划在2029年发射金星-d探测器对金星进行探测。此外，美国国家宇航局表示将在2029年发射达芬奇探测器和真相探测器这两个探测器，探测器将完成对金星大气成分的测定以及拍摄高分辨率的金星照片等工作，紧随美国，欧洲航天局也表示将在2031年后开展金星探测工作。我国也在论证金星探索计划的可行性。
3.与地球不同的是金星的地表温度达到462℃，而且它的大气压力是地球的92倍，即9.2mpa,其大气中充满了二氧化碳。由于二氧化碳的临界温度和压力分别为31℃和7.37mpa，因此金星中充满了超临界二氧化碳，如果能够有效利用超临界二氧化碳，将会有助于金星资源的开发，加速金星的探索进程。目前已公开的(现有的)技术中没有利用金星中超临界二氧化碳的报道。
4.因此，本领域的技术人员致力于开发一种金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前研究中尚无利用金星中的超临界二氧化碳开发金星资源及改善金星环境的报道；金星中布满了大量超临界二氧化碳，不利于生物的生存；金星的温度较高，不利于金星资源的开发和生物的生存的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，包括吸风机、膨胀机、发电机、超临界二氧化碳泵、套管、钻井管系、收集器，所述吸风机入口与金星大气相通，所述吸风机出口连接至所述膨胀机入口，所述膨胀机出口经所述超临界二氧化碳泵连接至所述套管入口，所述套管出口连接至所述钻井管系的上端，所述钻井管系的下端下入金星地下岩层中，所述钻井管系的上端连接至所述收集器，所述膨胀机与所述发电机同轴连接。
7.进一步地，还包括过滤器，所述过滤器设置在所述吸风机入口和金星大气之间。
8.进一步地，所述吸风机被配置为将所述金星大气中的超临界二氧化碳抽吸后在其内部形成负压，从而从所述金星大气中持续吸入所述超临界二氧化碳。
9.进一步地，所述膨胀机被配置为利用所述吸风机吸入的所述超临界二氧化碳膨胀做功，并驱动所述发电机对外发电。
10.进一步地，所述吸风机与所述膨胀机同轴连接，所述膨胀机驱动所述吸风机吸入所述超临界二氧化碳。
11.进一步地，所述超临界二氧化碳泵被配置为将膨胀做功后的所述超临界二氧化碳送至所述套管中，并通过所述钻井管系送入所述金星地下岩层中封存。
12.进一步地，还包括造斜器，所述造斜器沿所述钻井管系下部设置的造斜点向侧下方向延伸至大致水平方向。
13.进一步地，所述造斜器被配置为将所述金星地下岩层中的气态资源和水资源驱替进入所述收集器中。
14.进一步地，所述造斜器还被配置为将所述超临界二氧化碳与所述金星地下岩层中的物质进行反应生成的有机物驱替进入所述收集器中。
15.进一步地，所述收集器被配置为将驱替出来的物质进行过滤分类，根据成分不同送入不同场所中进行利用。
16.本发明的有益之处在于：
17.(1)在开发金星的进程中可以采用金星中的资源提供动力，不需要从地球带入大量的能源，节省了星际航行负载能源的成本。
18.(2)降低了金星中超临界二氧化碳的浓度。
19.(3)改善金星大气中的成分，降低金星大气温度，为生物的繁衍提供适宜环境。
20.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
21.图1是本发明的一个较佳实施例的金星超临界二氧化碳发电、封存与利用系统的示意图。
22.其中，1-过滤器，2-吸风机，3-膨胀机，4-发电机，5-超临界二氧化碳泵，6-套管，7-钻井管系，8-造斜器，9-收集器。
具体实施方式
23.以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
24.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
25.针对目前研究中尚无利用金星中的超临界二氧化碳开发金星资源及改善金星环境的报道的问题，本发明为了探索及开发金星，利用金星大气中大量的超临界二氧化碳发电，为开发提供动力。金星中充满的超临界二氧化碳温度为462℃，压力为9.2mpa，能量品质好，具有很好的做功能力，可以通过膨胀机发电。由此在开发金星的进程中可以采用金星中
的资源提供动力，不需要从地球带入大量的能源，节省了星际航行负载能源的成本。
26.针对金星中布满了大量超临界二氧化碳，不利于生物的生存的问题，本发明将超临界二氧化碳通过钻井平台送入金星的地下岩穴进行封存。超临界二氧化碳通过动力被泵送到金星地下岩层中进行封存，超临界二氧化碳具有良好的流动性与吸附性，可永久封存在金星地下岩层中，由此降低了金星中超临界二氧化碳的浓度。
27.针对金星的温度较高，不利于金星资源的开发和生物的生存的问题，本发明通过将超临界二氧化碳泵送至金星地下岩层中，可将金星地下岩层中的低温气态资源及水资源驱替出来送入金星大气中，改善大气环境，降低金星环境温度。超临界二氧化碳具有的良好吸附性可替代岩层中的气体资源及水资源。当地下低温资源被提取出来送入金星大气中可改善金星环境。由此改善金星大气中的成分，降低金星大气温度，为生物的繁衍提供适宜环境。
28.实施例
29.如图1所示，系统建造在金星上，利用金星上的超临界二氧化碳进行金星资源的开发。金星大气中的超临界二氧化碳经过过滤器1过滤后进入吸风机2，在吸风机2中被抽吸后内部形成负压，从而从外界持续的吸入超临界二氧化碳，超临界二氧化碳从吸风机2的喷嘴送入膨胀机3中膨胀做功，做的功通过发电机4对外发电，膨胀后的超临界二氧化碳压力温度降低，之后通过超临界二氧化碳泵5泵送到套管6中，通过钻井管系7送入金星地下封存，为了增加封存效率，通过造斜器8增加钻井效率，将岩层中的气体驱替出去进入收集器9，同时超临界二氧化碳还可以与金星岩层中的物质进行反应，生成新的有机物，也进入收集器9中。驱替出来的物质在收集器9中过滤分类，根据成分不同送入不同场所中进行利用。
30.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，包括吸风机、膨胀机、发电机、超临界二氧化碳泵、套管、钻井管系、收集器，所述吸风机入口与金星大气相通，所述吸风机出口连接至所述膨胀机入口，所述膨胀机出口经所述超临界二氧化碳泵连接至所述套管入口，所述套管出口连接至所述钻井管系的上端，所述钻井管系的下端下入金星地下岩层中，所述钻井管系的上端连接至所述收集器，所述膨胀机与所述发电机同轴连接。2.如权利要求1所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置在所述吸风机入口和金星大气之间。3.如权利要求1所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述吸风机被配置为将所述金星大气中的超临界二氧化碳抽吸后在其内部形成负压，从而从所述金星大气中持续吸入所述超临界二氧化碳。4.如权利要求1所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述膨胀机被配置为利用所述吸风机吸入的所述超临界二氧化碳膨胀做功，并驱动所述发电机对外发电。5.如权利要求4所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述吸风机与所述膨胀机同轴连接，所述膨胀机驱动所述吸风机吸入所述超临界二氧化碳。6.如权利要求4所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳泵被配置为将膨胀做功后的所述超临界二氧化碳送至所述套管中，并通过所述钻井管系送入所述金星地下岩层中封存。7.如权利要求6所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，还包括造斜器，所述造斜器沿所述钻井管系下部设置的造斜点向侧下方向延伸至大致水平方向。8.如权利要求7所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述造斜器被配置为将所述金星地下岩层中的气态资源和水资源驱替进入所述收集器中。9.如权利要求8所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述造斜器还被配置为将所述超临界二氧化碳与所述金星地下岩层中的物质进行反应生成的有机物驱替进入所述收集器中。10.如权利要求9所述的金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，其特征在于，所述收集器被配置为将驱替出来的物质进行过滤分类，根据成分不同送入不同场所中进行利用。

技术总结
本发明公开了一种金星中超临界二氧化碳发电、封存及利用系统，包括吸风机、膨胀机、发电机、超临界二氧化碳泵、套管、钻井管系、收集器，所述吸风机入口与金星大气相通，所述吸风机出口连接至所述膨胀机入口，所述膨胀机出口经所述超临界二氧化碳泵连接至所述套管入口，所述套管出口连接至所述钻井管系的上端，所述钻井管系的下端下入金星地下岩层中，所述钻井管系的上端连接至所述收集器，所述膨胀机与所述发电机同轴连接。在开发金星的进程中可以采用金星中的资源提供动力，不需要从地球带入大量的能源，节省了星际航行负载能源的成本；降低了金星中超临界二氧化碳的浓度；改善金星大气中的成分，降低金星大气温度，为生物的繁衍提供适宜环境。提供适宜环境。提供适宜环境。


技术研发人员：侯胜亚 杨其国 任燕 杨英英 高明
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/7/22