地热井微热管换热系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种地热井微热管换热系统，地热井、微热管换热装置、循环泵、管网单元、用户设备等设施构成；本实用新型专利技术采用微热管传热技术，通过安装井下微热管换热装置，将高温岩层(土层)或地热水中的热量传导至装置主体内的热载体，吸收热能的热载体通过密闭管网系统输送给用户设备，释放热能的热载体再次进入地热井中微热管换热装置进行传热工作，循环不断将地热能输送给用户设备。解决现有技术中传热效率低、传热面小、换热量低的问题，实现取热不取水,地热能资源可持续开发利用。

Heat exchange system of micro heat pipe in geothermal well

【技术实现步骤摘要】
地热井微热管换热系统
本技术涉及地热开发技术，尤其涉及一种地热井微热管换热系统。
技术介绍
随着人类对可再生能源需求的增加，地热能是一种绿色、洁净、可再生的清洁能源、具有分布广、储量大等优点。国家及各地政府相继出台关于地热开发利用的相关支持性政策文件，地热能的规模化开发利用势在必行。目前地热能利用方式分为直采利用方式、采灌结合方式、地热井换热方式。其中地热井换热方式分U型管换热和套管换热，是在地热井中安装U型管换热和套管，并与地面设施连接，在其内部注入载热流体进行循环，基于热传导的方式与地层换热，从而以"取热不取水"形式开发地热能的技术。然而，现有技术中的换热装置存在传热效率低、传热面小、换热量低等问题。
技术实现思路
本技术提供一种地热井微热管换热系统，包括：地热井、微热管换热装置、循环泵、管网单元及用户设备；所述地热井包括上部分和下部分；所述微热管换热装置设置于地热井的下部分；所述微热管换热装置用于将热量传导给热载体；所述循环泵用于将热载体通过管网单元传输给用户设备；所述微热管换热装置包括：装置主体、至少一个微热管传热器及内流管；所述装置主体为管状；所述内流管设置于装置主体内，所述内流管为管状；所述至少一个微热管传热器沿装置主体周向分布，每个微热管传热器的第一端位于装置主体外侧，每个微热管传热器的第二端位于装置主体内侧。进一步的，所述微热管换热装置和地热井的井壁之间设置有填砾物。进一步的，所述管网单元是密闭的，所述热载体在管网单元和微热管换热装置中循环。进一步的，所述微热管换热装置为至少两个；至少两个所述微热管换热装置沿地热井轴向依次分布。进一步的，所述地热井上部分和下部分之间设置有分隔器。进一步的，所述热载体为软化水或热传导介质。进一步的，所述地热井的上部管网包括外管和内管，所述内管设置于外管内，所述外管与微热管装置主体连接，内管与微热管装置内管连接；所述外管为保温管材，所述内管为隔热管材；所述外管外部保温层和地热井井壁之间采用水泥固井。进一步的，所述地热井中最底部一个微热管装置的底部设置有装置底扣。本技术地热井微热管换热系统，采用微热管传热技术，通过安装井下微热管换热装置，克服现有技术中传热效率低、传热面小、换热量低的问题，实现取热不取水,地热能资源可持续开发利用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术地热井微热管换热系统实施例一的结构示意图；图2为本技术地热井微热管换热装置横断面示意图。其中，1-地热井；2-微热管换热装置；3-循环泵；4-管网单元；5-用户设备；6-连接器；7-分隔器；8-管网转换器；21-装置主体；22-微热管传热器；23-内流管；24-装置底扣；25-填砾物；11-外管；12-内管；13-保温层；14-水泥固井。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术地热井微热管换热系统实施例一的结构示意图；图2为本技术微热管换热装置横断面示意图。参考图1图2所示，本实施例的系统包括：地热井1、微热管换热装置2、循环泵3、管网单元4及用户设备5；所述地热井1包括上部分和下部分；微热管换热装置2设置于地热井1的下部分；微热管换热装置2用于将热量传导给热载体；循环泵3用于将热载体通过管网单元4传输给用户设备5。本实施例中，在地面钻凿地热井1，微热管换热装置2安装在地热井1的下部分，地热井1的下部分位于高温岩层(土层)或地热水中，微热管换热装置2将热量传导给热载体，热载体将热量通过管网单元4传输给用户设备5。其中，本实施例中的微热管换热装置2包括：装置主体21、至少一个微热管传热器22及内流管23；所述装置主体21为管状；所述内流管23为管状，设置于装置主体21内；所述至少一个微热管传热器22沿装置主体21周向分布，每个微热管传热器22的第一端位于装置主体21外侧，每个微热管传热器22的第二端位于装置主体21内侧。本实施例中，微热管换热装置还包括：装置底扣。所述装置底扣24与最下面一个微热管换热装置连接。本实施例中，热载体从装置主体21与内流管23之间流入，经过微热管传热器22吸收热量后从内流管23流出，通过管网单元4输送到用户设备5使用。本实施例中，热载体为软化水或热传导介质。本实施例中，微热管传热器22是一种微尺度相变传热，其内壁具有微细结构的真空腔体，腔体中有热传导介质，腔体里的传导液受热后开始产生气化现象，此时吸收热能并且体积迅速膨胀，气相的传导介质迅速充满整个腔体，当气相传导介质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象。并释放出在蒸发时吸收的热，凝结后的传导液会借由微结构的毛细管道再回到蒸发热源处，此运作将在腔体内周而复始进行，从而将大量的热量从高温段传到低温段。本实施例中，所述管网单元4是密闭的，所述热载体在管网单元4和微热管换热装置2中循环。即热载体将热量传导给用户设备5后又流向安装在地热井1中的装置主体22内传导吸收新的热能，如图1所示，箭头指示方向为热载体流动方向。本实施例中，管网单元4位于地热井1上部分的管网，采用套管结构，即包括外管11和内管12，所述内管12设置于外管11内，所述外管11管径与装置主体21连接，所述内管12管径与内流管23连接，地热井上部分管网与地面管网之间通过管网转换器8连接。可选的，所述外管11为保温管材，所述内管12为隔热管材。本实施例中，管网转换器8至循环泵3及用户设备5之间采用保温管材连接，形成独立密闭循环系统。本实施例中，用户设备5指的是任何能够使用该热能的设备，例如用于发电、供暖、热水等设备。本实施例中，此系统中地热井1可以设置多个地热井1，此处的多个只两个或两个以上，如图1所示可以为2个。可选的，井口直径100-800mm，井深150-5000m，直井或定向井，浅层地热井、水热型井及干热岩井。根据用能负荷需求，多口地热井1通过管网并联设置。可选的，本实施例中，所述地热井1上部分和下部分之间设置有分隔器7。可选的，本实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地热井微热管换热系统，其特征在于，包括：/n地热井、微热管换热装置、循环泵、管网单元及用户设备；/n所述地热井包括上部分和下部分；/n所述微热管换热装置设置于地热井的下部分；/n所述微热管换热装置用于将热量传导给热载体；/n所述循环泵用于将热载体通过密闭管网单元传输给用户设备；/n所述微热管换热装置包括：/n装置主体、至少一个微热管传热器及内流管；/n所述装置主体为管状；/n所述内流管设置于装置主体内，所述内流管为管状；/n所述至少一个微热管传热器沿装置主体周向分布，每个微热管传热器的第一端位于装置主体外侧，每个微热管传热器的第二端位于装置主体内侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种地热井微热管换热系统，其特征在于，包括：
地热井、微热管换热装置、循环泵、管网单元及用户设备；
所述地热井包括上部分和下部分；
所述微热管换热装置设置于地热井的下部分；
所述微热管换热装置用于将热量传导给热载体；
所述循环泵用于将热载体通过密闭管网单元传输给用户设备；
所述微热管换热装置包括：
装置主体、至少一个微热管传热器及内流管；
所述装置主体为管状；
所述内流管设置于装置主体内，所述内流管为管状；
所述至少一个微热管传热器沿装置主体周向分布，每个微热管传热器的第一端位于装置主体外侧，每个微热管传热器的第二端位于装置主体内侧。


2.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，
所述微热管换热装置和地热井的井壁之间设置有填砾物。


3.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，
所述管网单元是密闭的，所述热载体在管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，王鹏博，
申请(专利权)人：王鹏，
类型：新型
国别省市：陕西;61