【技术实现步骤摘要】
本技术属于地热资源利用领域，涉及热虹吸深层地热连通井技术，尤其是一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统。
技术介绍
1、在南水北调工程实践中，沿途地域气候差别很大，黄河以北渠系受寒冷气温影响，每年都有不同程度的冰情发生。整个项目自2014年投入运营以来，一直在复杂的冰雪演化和冬季条件下运行，冰盖和冰厚度的时空分布增加了冰灾的威胁，严重影响了调水工程的运行安全与输水效益。
2、目前已有的冰塞问题解决方案以被动式解决方法为主，包括(1)扰动法，如在冰盖形成后进行高水位调度延缓冰盖加厚、假设扰流器扰动、向水中吹入气泡群进行干扰等(cn105178258b，cn115822842a)；(2)启用闸门门槽或输水管路加热设备(cn218326822u)；(3)直接干预措施，如现场人工捞冰、机械设备除冰(cn207891845u，cn216809802u，cn216712961u)、冰盖爆破(cn110847132a)，以及岸边保温措施等。虽然这些被动式干预措施在小规模冰塞防治中能起到一定效果，但是很难确保严寒恶劣天气下的河道不出现冰害问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，利用中深层地热资源，通过超长地下连通井形成的热虹吸加热方法实现严寒时期主干渠的加热、融冰和冰层控制，实现河道不出现浮冰或薄浮冰层情况下的最低限加热负荷，从而避免灾害发生并保证河道输水能力。
2、本技术解决其技术问题是采取以下
3、一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，包括地上工质供应单元和地下自然循环单元，地上工质供应单元设置在上游地面河岸和下游地面河岸，地下自然循环单元设置在河水冰盖下依次穿过河水层、浅层地层及深层地层。
4、而且，所述的地上工质供应单元包括调节水箱、进水管道及排气溢流管道，调节水箱设置在下游地面河岸，调节水箱出口连接进水管道，进水管道出口连接所述的地下自然循环单元，地下自然循环单元的出口连接所述排气溢流管道的入口，排气溢流管道的出口设置在上游地面河岸。所述的进水管道的出口端连接下行回路管段的入口端，所述的排气溢流管道的入口端连接上行回路管段的出口端。同时，在下游地面河岸的调节水箱出口端设置有进水阀门和流量计。在上游地面河岸排气溢流管道出口端设置有排气溢流阀门。
5、而且，所述的地下自然循环单元包括换热管段、下行回路管段及上行回路管段，所述的换热管段为水平管，下行回路管段为垂直井，上行回路管段为定向斜井，所述水平管换热管段设置在河水冰盖下的河水层，换热管段的出口端连接下行回路管段的入口端向下依次穿过浅层地层和深层地层，下行回路管段的出口端连接所述上行回路管段的入口端，上行回路管段的出口端向上依次穿过深层地层和浅层地层后与换热管段的入口端连接。在所述换热管段的水平管上设置有用于开启或关闭自然循环回路的开关阀门。
6、本技术的优点和积极效果是：
7、1、本技术系统基于中深层地下热能储量大、清洁且可持续、热源稳定且不受气候影响。
8、2、本技术系统的自然循环回路为封闭循环管路，管内流体不与地层内流体混合接触，对地下环境友好，符合低碳环保的地热资源开发理念。
9、3、本技术系统无需外界动力驱动回路内流体循环，通过重力场下的热虹吸现象即可获取地热资源，系统运行经济环保。
10、4、本技术系统相比于供暖等其他地热能利用方式，掺冰河水冷源温度越低，取热效率会越高，随着河水温度的降低，自然循环回路的取热效率不断增高，因此，具有一定的自我调节能力。
11、5、本技术设计科学合理，从低功耗的角度出发，以自然循环回路(重力热虹吸)的方式抽取中深层地热能用于加热河水融冰。提供了一种基于可再生地热资源、不耗功、取热效率高、热源稳定不受气候影响的河道融冰与冰层控制系统。
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1.一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：包括地上工质供应单元和地下自然循环单元，地上工质供应单元设置在上游地面河岸和下游地面河岸，地下自然循环单元设置在河水冰盖(3)下依次穿过河水层(4)、浅层地层(14)及深层地层(13)，地上工质供应单元为地下自然循环单元的运行辅助设施。
2.根据权利要求1所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：所述的地上工质供应单元包括调节水箱(10)、进水管道(7)及排气溢流管道(2)，调节水箱(10)设置在下游地面河岸，调节水箱(10)出口连接进水管道(7)，进水管道(7)出口连接所述的地下自然循环单元，地下自然循环单元的出口连接所述排气溢流管道(2)的入口，排气溢流管道(2)的出口设置在上游地面河岸。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：所述的地下自然循环单元包括换热管段(5)、下行回路管段(12)及上行回路管段(11)，所述的换热管段(5)为水平管，下行回路管段(12)为垂直井，上行回路管段(11)为定向斜井，上述换热管段的水平管，下行
4.根据权利要求3所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：所述换热管段的水平管设置在河水冰盖(3)下的河水层(4)，换热管段(5)的出口端连接下行回路管段(12)的入口端向下依次穿过浅层地层(14)和深层地层(13)，下行回路管段(12)的出口端连接所述上行回路管段(11)的入口端，上行回路管段(11)的出口端向上依次穿过深层地层(13)和浅层地层(14)后与换热管段(5)的入口端连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：所述的进水管道(7)的出口端连接下行回路管段(12)的入口端，所述的排气溢流管道(2)的入口端连接上行回路管段(11)的出口端。
6.根据权利要求2所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：在下游地面河岸的调节水箱(10)出口端设置有进水阀门(9)和流量计(8)。
7.根据权利要求2所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：在上游地面河岸排气溢流管道(2)出口端设置有排气溢流阀门(1)。
8.根据权利要求4所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：在所述换热管段(5)的水平管上设置有用于开启或关闭自然循环回路的开关阀门(6)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：包括地上工质供应单元和地下自然循环单元，地上工质供应单元设置在上游地面河岸和下游地面河岸，地下自然循环单元设置在河水冰盖(3)下依次穿过河水层(4)、浅层地层(14)及深层地层(13)，地上工质供应单元为地下自然循环单元的运行辅助设施。
2.根据权利要求1所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：所述的地上工质供应单元包括调节水箱(10)、进水管道(7)及排气溢流管道(2)，调节水箱(10)设置在下游地面河岸，调节水箱(10)出口连接进水管道(7)，进水管道(7)出口连接所述的地下自然循环单元，地下自然循环单元的出口连接所述排气溢流管道(2)的入口，排气溢流管道(2)的出口设置在上游地面河岸。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于热虹吸深层地热连通井的河道融冰系统，其特征在于：所述的地下自然循环单元包括换热管段(5)、下行回路管段(12)及上行回路管段(11)，所述的换热管段(5)为水平管，下行回路管段(12)为垂直井，上行回路管段(11)为定向斜井，上述换热管段的水平管，下行回路管段的垂直井及上行回路管段的定向斜井相互连接组成自然循环回路。
4.根据权利要求3所述的一种基...
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