CN114383333B - 一种热交换装置 - Google Patents

Abstract

本申请在于提供一种热交换装置，属于热交换技术领域。所述装置包括：换热器以及相互连通的外管与内管，所述换热器的进汽口与所述内管连通、出液口与所述外管连通；在所述外管内设置有热管管束；其中，所述热管管束与所述外管中均装有液态工质，所述热管管束被所述外管中的液态工质所包容；所述外管中的液态工质吸收地热后产生蒸汽，所述蒸汽流入至换热器中进行换热；位于所述热管管束内的液态工质被所述外管内的液态工质的加热后，在所述热管管束内形成蒸汽，以将所述外管内液态工质底部的热量传递至所述外管内液态工质的顶部。使用本申请提供的热交换装置，可以提高换热效率，提高地热提取功率。

Description

一种热交换装置

技术领域

本申请涉及热交换技术领域，具体而言，涉及一种热交换装置。

背景技术

地热能是一种储量丰富、分布广泛、绿色清洁、稳定可靠的可再生能源。

目前，市面上存在单井地热开采技术，单井地热开采技术包括同轴套管地热提取系统与U型管地热提取系统。

参阅图1示出了同轴套管地热提取系统的结构示意图，在地热井内布置两根同轴的内套管与外套管，通过泵将液态工质泵入外套管，再从内套管中流出，液态工质外套管内流动的过程中吸收地热产生的热量，进而从内套管中流出温度较高的液态工质。

参阅图2示出了U型管地热提取系统的结构示意图，通过泵驱动液态工质从U型管的底部流过，液态工质在U型管底部流动的过程中吸收地热产生的能量，进而从U型管的端口流出温度较高的液态工质。

然而不论是同轴套管地热提取系统，还是U型管地热提取系统均存在换热效率低的问题。

发明内容

本申请提供一种热交换装置，旨在提升换热效率。

本申请提供一种热交换装置，所述装置包括：换热器以及相互连通的外管与内管，所述换热器的进汽口与所述内管连通、出液口与所述外管连通；

在所述外管内设置有热管管束；其中，所述热管管束与所述外管中均灌装有液态工质，所述热管管束被所述外管中的液态工质所包容；

所述外管中的液态工质吸收地热后产生蒸汽，所述蒸汽流入至换热器中进行换热；位于所述热管管束内的液态工质被所述外管内的液态工质的加热后，在所述热管管束内形成蒸汽，以将所述外管内液态工质底部的热量传递至所述外管内液态工质的顶部。

可选地，所述外管内设置有管板，所述管板与所述热管管束嵌套安装；所述管板上开设有若干个通汽孔，所述管板的外沿设置有用于流通液体的多个缺口；

其中，位于所述外管内的液态工质形成蒸汽后，所述蒸汽通过所述通汽孔导入至所述换热器内；

所述换热器对所述蒸汽进行换热后形成冷凝水，所述冷凝水通过多个所述缺口回流至所述外管内。

可选地，所述装置包括：第一隔热套；

所述第一隔热套设置于所述内管与所述外管之间，所述第一隔热套套设在所述内管的管壁上，所述第一隔热套与所述内管同轴。

可选地，所述第一隔热套内设置有若干孔隙。

可选地，所述第一隔热套与所述外管之间具有下降环腔，所述下降环腔内设置有导流环板，所述导流环板与所述内管同轴；

所述导流环板上设置有若干毛细排液孔，若干所述毛细排液孔与所述缺口相对，若干所述毛细排液孔的两端分别与所述换热器和所述缺口连通；

其中，所述毛细排液孔的孔径小于所述内管的孔径，位于所述外管内的蒸汽通过所述通汽孔与所述内管导入至所述换热器；

从所述换热器回流的冷凝水通过若干所述毛细排液孔与所述缺口回流至所述外管内。

可选地，所述导流环板为疏水材料制成。

可选地，所述换热器的出液口通过回流管与所述外管连通；

所述回流管通过并联的自然循环通道与强迫循环通道，和所述外管连通；

所述强迫循环通道上设置有管道泵与第一截止阀，所述管道泵用于为位于所述内管内的液态工质提供循环动力；

所述自然循环通道上设置有第二截止阀。

可选地，所述换热器呈倾斜设置；

所述换热器的进汽口与所述内管连通，所述换热器的出液口与所述外管连通；

其中，所述进汽口所处的高度高于所述出液口所处的高度。

可选地，所述热管管束中的每根热管支管的中段位置分别安装有第二隔热套。

采用本申请提供的热交换装置，以蒸汽为介质将地热的热量传递至换热器，蒸汽所能承载的热量更多，使得换热器通过蒸汽换热可以输出温度较高的热流体；且蒸汽的流动速度相较于液体的流动速度更快，使得换热器在同一时间内所能接收的热量更多，提升了热交换装置的换热效率。

其中，在外管内底部的液态工质被加热时，所产生的蒸汽向上流经热管管束时，可以对热管管束内的液态工质进行加热，从而在热管管束中产生蒸汽，在热管管束中产生的蒸汽可以进一步对外管内顶部的液态工质进行加热，从而使得外管内顶部的液态工质被加热产生蒸汽，由此，外管底部和顶部的液态工质均被有效加热，最终，使得外管内所有的液态工质都被热管管束加热，这样，外管内的液态工质在同一时间内可以产生大量的蒸汽，而大量的蒸汽所承载的热量更多，使得换热器所输出的热流体的温度较高，也进一步提升了换热效率，避免了相关技术中外管内底部的液态工质被地热局部加热而产生的换热效率较低的问题。

其中，热管管束的底部也可以获得部分地热能量，以及来自外管底部的液态工质被加热时所吸收的热量，这部分热能量可以进一步促使热管管束内的液态工质被加热为蒸汽，从而使得热管管束对外管底部至顶部的所有液态工质进行充分加热，使得地热能量被有效利用。

另外，外管内的液态工质在每一时刻是被热管管束均匀地加热，所以可以外管内的液态工质的每部分位置会产生数量均匀的气泡，换热器所接收的蒸汽的温度是均匀的，使得换热器输出的热流体的温度也是均匀的，避免了外管内的液态工质顶部产生数量较少的气泡，底部产生数量较多的气泡，所导致的换热器输出的流体温度不均匀的问题，这样换热器输出的流体也不会出现忽冷忽热的现象。

并且，外管内的液态工质在每一时刻是产生数量均匀的气泡，使得整个热交换装置所受到的压力也是均匀的，不会出现压力剧烈波动的现象，提升了整个地热提取装置的使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请一实施例提出的第一种现有技术的结构示意图；

图2是本申请一实施例提出的第二种现有技术的结构示意图；

图3是本申请一实施例提出的热交换装置的结构示意图；

图4是本申请一实施例提出的蒸汽在热交换装置内流动的结构示意图；

图5是本申请一实施例提出的热管管束的结构示意图；

图6是本申请一实施例提出的管板的结构示意图；

图7是本申请一实施例提出的导流环板的结构示意图。

附图标记说明：1、外管；2、内管；21、第一隔热套；3、下降环腔；4、导流环板；5、毛细排液孔；6、管板；61、通汽孔；62、缺口；7、热管管束；71、第二隔热套；8、换热器；81、进汽口；82、出液口；821、回流管；91、自然循环通道；911、第二截止阀；92、强迫循环通道；921、第一截止阀；922、管道泵。

具体实施方式

下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图3所示，一种热交换装置，该装置至少包括：换热器8以及相互连通的外管1与内管2。

本申请中，外管1位于内管2的下方，内管2的直径小于外管1的直径，内管2的底部插入至外管1内，内管2的顶部伸出外管1外。

请参阅图4所示，整个热交换装置包括：第一蒸发段、第一绝热段与第一冷凝段，第一蒸发段由外管1的中段与底段构成，第一绝热段由外管1的顶段与内管2伸出至外管1外的顶段构成，第一冷凝段由换热器8构成。

具体作业时，是将第一蒸发段与与部分第一绝热段插入至地表内，以使得第一蒸发段能够尽可能多地吸收地热而产生蒸汽。

本申请中，请参阅图3与图4所示，在外管1内设置有热管管束7；其中，热管管束7与外管1中均装有液态工质，热管管束7被位于外管1中的液态工质所包容；外管1中的液态工质吸收地热后形成蒸汽，蒸汽经过外管与内管，流入至换热器8中进行换热；位于热管管束7内的液态工质被外管1内的液态工质的加热后，在热管管束7内形成蒸汽，以将外管1内液态工质底部的热量传递至外管1内液态工质的顶部。

外管1中的液态工质同时处于第一蒸发段内，热管管束7也处于第一蒸发段内，被外管1中的液态工质所包覆，热管管束7的长度方向与外管1的长度方向一致，且热管管束7并排设置于外管1内，热管管束7为封闭的导热管，热管管束7内的液态工质受到外管1内的液态工质的加热后形成蒸汽，该蒸汽在封闭的热管管束7内移动。

其中，当外管1底部的液态工质吸收地热后温度升高，且液态工质温度升高的过程中会加速蒸发，蒸发后的蒸汽依次经过外管1、内管2到达换热器8，由于换热器8内壳侧通入有冷流体，当换热器8内壳侧的冷流体与管侧的热蒸汽进行换热后使得冷流体升温从换热器8中输出，与此同时，热蒸汽凝结为冷凝水，并回流至外管1内。

传统的方案中，是如图1或图2所示，是以液体为介质将地热的热量传递至换热器8，液体所承载的热量有限，导致换热器8输出的热流体的温度不高，且自然流动的液体的流动速度较慢，导致换热器8在同一时间内所能接收的热量较小，导致整个热交换装置的换热效率较低。

而本申请中，是以蒸汽为介质将地热的热量传递至换热器8，蒸汽所能承载的热量更多，使得换热器8通过蒸汽换热可以输出温度较高的热流体；且蒸汽的流动速度相较于液体的流动速度更快，使得换热器8在同一时间内所能接收的热量更多，进而提升了热交换装置的换热效率。

其中，当外管1底部的液态工质吸收地热后温度升高后，温度升高后的液态工质对热管管束7底部的液态工质进行加热，热管管束7由多根热管支管构成，热管支管内的液态工质受到外管1内的液态工质的加热后蒸发形成蒸汽，蒸汽在热管7内向上流动把热量迅速带到热管支管的上部，并将热量传输给热管支管上部外侧的液态工质（热管支管上部外侧的液态工质为外管1内的液态工质），同时，热管支管内上部的蒸汽与外管1内顶部的液态工质进行换热，凝结后回流至热管支管的底部，再次被外管1内底部的液态工质加热形成蒸汽，进行下次循环。

在未设置热管管束7的情况下，外管1插入至地表内后，地表的热度是从上至下依次增大，使得外管1内液态工质底部的受热温度较高，而外管1内液态工质顶部的受热温度较低，促使外管1内液态工质只能局部受热而产生少量的蒸汽，而少量的蒸汽所承载的热量较少，会导致换热器8所接收的热量较小，进而促使换热器8所输出的热流体的温度较低，整个热交换装置的换热效率较低。

为了进一步使得换热器8输出的热流体温度较高，且提升整个热交换装置的换热效率，设置了热管管束7，热管管束7由多根热管支管构成，由于热管支管内的液态工质是吸收外管1底部的液态工质的热量后蒸发形成蒸汽，而蒸汽在热管管束7内会朝着远离液态工质的空间，即热管支管的顶部移动，所以流动的蒸汽能够将热管支管底部的热量带到热管支管的顶部，加热热管支管顶部外的液体工质的同时，热管支管顶部内的蒸汽凝结，回流至热管支管的底部，以进行下一次循环。

这样，通过热管管束7实现将外管1内液态工质底部的热量传递至外管1内液态工质的顶部，以对外管1内的所有液态工质进行均匀加热，使得液态工质被加热的面积从液态工质的底部扩大至外管1内所有的液态工质。最终，外管1内所有的液态工质处于被相对均匀加热的状态，而非仅仅是外管1内液态工质的底部被地热局部加热，这样外管1内的液态工质的蒸发过程更加均匀，产生的蒸汽量更大，而大量的蒸汽所承载的热量更多，使得换热器8所接收的热量更多，自然换热器8所输出的热流体的温度较高，也进一步提升了整个热交换装置的换热效率。

在未设置热管管束7的情况下，外管1内液态工质底部的受热温度较高，而外管1内液态工质顶部的受热温度较低，还会导致底部的液态工质受到温度较高的地热后会产生大量的气泡；而顶部的液态工质被加热后只能产生少量的气泡。

而由于插入至地表内的外管1一般内径较小，且深度较深，限制了外管1内底部的液态工质的上下循环，所以底部的液态工质内的气泡无法及时地从液态工质表面溢出，当底部的液态工质无法从液态工质表面溢出时，也就没有温度较高的蒸汽为换热器8提供换热热源，此时换热器8会输出冷流体；当液态工质底部的气泡沉积到一定程度时，在液态工质内形成较大的压力，此时管径较小的外管1无法限制液态工质的溢出，使得大量的气泡会从液态工质表面喷出，喷出的蒸汽会进入至换热器8内，此时换热器8会输出温度较高的热流体，可见，在未设置热管管束7的情况下，换热器8会输出忽冷忽热的流体，其热量输出不稳定，这无疑降低了用户的使用感受。

并且，气泡沉积到一定程度喷发后，会使得外管1与内管2内的压力瞬间增大，也会使得换热器8所承受的压力瞬间增大，导致整个热交换装置内部的压力较大，其使用安全性降低。

为了避免换热器8输出温度不均匀的流体，也为了提升热交换装置的使用安全性，设置了热管管束7，热管管束7由多根相同的热管支管构成，热管支管内充装有液态工质，液态工质被外管1内的液态工质加热后蒸发，以将外管1液态工质底部的热量快速地传递至外管1液态工质顶部，最终使得外管1内的液态工质受热均匀，如此，外管1内的液态工质在每一时刻、每个位置可以产生数量均匀的气泡，而非外管1内的液态工质顶部产生数量较少的气泡，底部产生数量较多的气泡，促使换热器8所接收的蒸汽的温度是均匀的，换热器8输出的热流体的温度也是均匀的，不会出现输出流体忽冷忽热的现象。并且，外管1内的液态工质在每一时刻是产生数量均匀的气泡，使得整个热交换装置所受到的压力也是均匀的，不会出现压力突然激增的现象，提升了整个热交换装置的使用安全性。

其中，在设计热管管束7的尺寸时，应当将热管管束7中多根热管支管的外径设置地更小，如此，才能够将数量更多的热管支管布置在外管1内。

将数量较多且直径较小的热管支管组成的热管管束7放置在外管1内，相较于热管管束7由数量较少且直径较大热管支管组成的热管管束7放置在外管1内的情况，数量较多且热管支管直径较小的热管管束7的总的换热外表面面积更大，从而使得热管管束7的换热效率更高，外管1内的液体工质的温度能够更大程度上被提升，在外管1内的液体工质的温度提升的情况下，外管1内的液态工质也能够产生更多的蒸汽，以使换热器8接收到更多的蒸汽后能够输出温度更高的热流体。

其中，请参阅图4所示，每根热管管束7均具有第二蒸发段、第二绝热段与第二冷凝段，由于第二蒸发段、第二绝热段与第二冷凝段内的温度逐渐减小，所以本申请是将热管管束7内第二蒸发段内受热较多的液体介质蒸发为蒸汽后，传递至第二冷凝段内，即，将第二蒸发段所吸收的热量传递至第二冷凝段内，以使得第二冷凝段内的温度与第二蒸发段内的温度逐渐趋于第二绝热段的温度，最终促使热管管束7内的温度是趋于第二绝热段内的温度的。

在这个过程中，第二蒸发段与第二冷凝段由于温差较大，经过热量交换后，二者的温度已经趋于第二绝热段的温度，而第二绝热段的温度可能受到外界环境的影响会略微降低，所以为了使得整根热管管束7的温度维持均匀，也需要保持第二绝热段的温度，以使得第二蒸发段、第二绝热段与第二冷凝段这三个段的温度保持接近。

在此基础上，为了避免第二冷凝段的温度降低，以维持热管管束7的加热均匀性，可以在热管管束7的中部，即热管管束7与第二绝热段对应的外壁上套设第二隔热套71，第二隔热套71的顶端延伸至第二冷凝段，第二隔热套71的底端延伸至第二蒸发段，如此，第二隔热套71可以对第二绝热段内的蒸汽温度进行隔绝，以减小第二绝热段内的蒸汽热量的散失，最终使得第二蒸发段、第二绝热段与第二冷凝段这三个段的温度保持接近，来保障热管管束7对外管1内的液态工质加热的均匀性，以避免热管管束7对外管1内的液态工质加热不均所导致的气泡数量不均的情况发生，进一步避免换热器8输出忽冷忽热的流体，提升了用户体验感。

本申请中，请参阅图3所示，所述换热器8的进汽口81与所述内管2连通、出液口82与所述外管1连通。

其中，所述换热器8的进汽口81与所述内管2连通，所述换热器8的出液口82与所述外管1连通；所述进汽口81所处的高度高于所述出液口82所处的高度。

具体地，请参阅图3所示，换热器8的左端为进汽口81，用于通入蒸发后的蒸汽；换热器8的右端为出液口82，用于输出冷凝后的冷凝水。

通过换热器8的进汽口81所处的高度高于所述出液口82所处的高度的设置，可以在换热器8将蒸汽冷凝成冷凝水之后，利用冷凝水的重力，使得冷凝水能够沿着换热器8自然流出，而不必借助外力来迫使冷凝水从换热器8中流出，减小了整个热交换装置的动力消耗。

其中，所述换热器8的出液口82通过回流管821与所述外管1连通；所述回流管821通过并联的自然循环通道91与强迫循环通道92，和所述外管1连通；所述强迫循环通道92上设置有管道泵922与第一截止阀921，所述管道泵922用于为位于所述内管2内的液态工质提供循环动力；所述自然循环通道91上设置有第二截止阀911。

具体地，请参阅图3所示，由于地热具有波动性，所以地热所产生的热量可能会较大，也可能会较小。

当地热所产生的热量过多时，可以打开强迫循环通道92上的第一截止阀921与管道泵922，关闭自然循环通道91上的第二截止阀911，此时外管1内的液态工质受到热量较小的地热后蒸发，管道泵922抽取所产生的蒸汽，使得蒸汽依次通过外管1、内管2进入至换热器8内，换热器8换热后输出冷凝水至回流管821中，再从回流管821流入强迫循环通道92中，从强迫循环通道92中泵出的冷凝水流出至外管1内与外管1内的液态工质汇合。

当地热所产生的热量过少时，可以打开自然循环通道91上的第二截止阀911，关闭强迫循环通道92上的第一截止阀921与管道泵922，此时外管1内的液态工质受到热量较大的地热后蒸发，所产生的蒸汽依次通过外管1、内管2进入至换热器8内，换热器8换热后输出冷凝水至回流管821中，再从回流管821流入自然循环通道91中，从自然循环通道91中的冷凝水流出至外管1内与外管1内的液态工质汇合。

可见，针对地热波动的不同情况，可以采用两种不同的循环通道，在地热过多时，仅靠自然循环通道91难以及时带出全部热量，可采取强迫循环通道92加大液体工质的循环速度，带出更多热量；在地热过少时，采取自然循环通道91来提取地热，整个热交换装置可以依靠重力来实现自然循环，而无需额外消耗动力。

本申请中，请参阅图5与图6所示，所述外管1内设置有管板6，所述管板6与所述热管管束7嵌套装配；所述管板6上开设有若干个通汽孔61，所述管板6的外沿设置有用于流通液体的多个缺口62；其中，位于所述外管1内的液态工质形成蒸汽后，所述蒸汽通过所述通汽孔61导入至所述换热器8内；所述换热器8对所述蒸汽进行换热后形成冷凝水，所述冷凝水通过多个所述缺口62回流至所述外管1内。

请参阅图5所示，外管1内设置有管板6，管板6的数量可以为两个，由多根热管支管构成的热管管束7的两端分别插入至两个管板6内，两个管板6的外沿与外管1的内侧壁连接，以将热管管束7固定在外管1内。

其中，请参阅图6所示，两个管板6的外沿设置有多个缺口62，多个缺口62与外管1的内壁之间形成多个通液孔，管板6上设置有多个通汽孔61。

当外管1内的液态工质蒸发后，蒸汽从管板6的通汽孔61上升至内管2，再从内管2进入至换热器8中，换热器8换热后输出冷凝水，回流的冷凝水沿着外管1的外壁流入至多个缺口62与外管1内壁之间形成的通液孔内，并通过通液孔回流至外管1的液体工质内。

本申请中，请参阅图3所示，热交换装置还包括：第一隔热套21；所述第一隔热套21设置于所述内管2与所述外管1之间，所述第一隔热套21套设在所述内管2的管壁上，所述第一隔热套21与所述内管2同轴。

请参阅图3所示，第一隔热套21套设在内管2的管壁上，且第一隔热套21的一端延伸至内管2的底部，第一隔热套21的另一端延伸至内管2的顶部。

由于内管2外漏在地表外的部分与外界环境直接接触，容易导致流动在内管2内的蒸汽的热量散失在外界环境中，通过第一隔热套21的设置，可以对流动在内管2内的蒸汽起到隔热作用，减小蒸汽的热量的散失，尽可能地保持流入至换热器8内的蒸汽温度。

其中，若将第一隔热套21为实心设置，则实心的第一隔热套21容易将内部的蒸汽热量传导至外界环境中；若将第一隔热套21为空心设置，则第一隔热套21内的空腔内的空气会不断地流动，也容易导致第一隔热套21内部的蒸汽热量流失。

为了进一步维持第一隔热套21内的蒸汽温度，第一隔热套21内设置有若干孔隙（图中未示出），由于若干孔隙的空间较小，所以空气在孔隙中的流动性较差，加之空气的导热系数很低，所以不会流动的空气并不会将第一隔热套21内的蒸汽热量传导至外界环境中，尽可能地维持了第一隔热套21内的蒸汽温度。

本申请中，请参阅图3与图7所示，所述第一隔热套21与所述外管1之间具有下降环腔3，所述下降环腔3内设置有导流环板4，所述导流环板4与所述内管2同轴；所述导流环板4上设置有若干毛细排液孔5，若干所述毛细排液孔5与所述缺口62相对，若干所述毛细排液孔5的两端分别与所述换热器8和所述缺口62连通；其中，所述毛细排液孔5的孔径小于所述内管2的孔径，位于所述外管1内的蒸汽通过所述通汽孔61与所述内管2导入至所述换热器8；从所述换热器8回流的冷凝水通过若干所述毛细排液孔5与所述缺口62回流至所述外管1内。

其中，第一隔热套21套装在内管2的外壁上，且第一隔热套21与外管1的内壁之间并未直接贴附，使得第一隔热套21与外管1内壁之间具有下降环腔3，该下降环腔3与自然循环通道91和强迫循环通道92均连通，能够将自然循环通道91或强迫循环通道92回流的冷凝水导入至外管1中。

其中，下降环腔3内设置有导流环板4，导流环板4套设在第一隔热套21外，导流环板4的内壁与第一隔热套21的外壁贴附；导流环板4的外壁与外管1内壁贴附。

导流环板4上设置有若干毛细排液孔5，若干毛细排液孔5的方向与外管1的长度方向一致，毛细排液孔5的顶部与自然循环通道91和强迫循环通道92均连通，毛细排液孔5的底部与通液孔连通。

实际运用时，外管1内的液态工质蒸发时，所产生的蒸汽通过管板6上的通汽孔61进入至内管2之内，蒸汽再经过内管2流动至换热器8，经过换热器8换热后，从换热器8的出液口82输出冷凝水，再经过自然循环通道91或强迫循环通道92回流至外管1的内壁上，冷凝水由于重力沿着外管1内壁下滑从毛细排液孔5中流出，从毛细排液孔5中流出的冷凝水继续沿着外管1内壁下滑，通过管板6上的缺口62与外管1内壁之间形成的通液孔回流至外管1底部，与外管1底部的液态工质汇合。

在这个过程中，毛细排液孔5的孔径远远小于内管2的孔径，而由于蒸汽在上升的过程中，在面对不同孔径的通过路径时，基于毛细排液孔5的毛细力的作用，通常会采用孔径更大的内管2来传输蒸汽，而不会选择孔径较小的毛细排液孔5来传输蒸汽，所以蒸汽并不会从孔径较小的毛细排液孔5进入至下降环腔3内，使得毛细排液孔5可以起到阻汽通液的作用。

另外，由于毛细排液孔5是为了将回流的冷凝水排出至外管1内，所以导流环板4需要采用疏水材料制成，当导流环板4由疏水材料制成时，回流的冷凝水不会贴附在导流环板4上，而是直接从毛细排液孔5中排出，因此，避免了冷凝水堵住毛细排液孔5而无法排出至外管1内的情况发生。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种地热提取装置，其特征在于，所述装置包括：换热器(8)以及相互连通的外管(1)与内管(2)，所述换热器(8)的进汽口(81)与所述内管(2)连通、出液口(82)与所述外管(1)连通；

在所述外管(1)内设置有热管管束(7)；其中，所述热管管束(7)与所述外管(1)中均装有液态工质，所述热管管束(7)被所述外管(1)中的液态工质所包容；

所述外管(1)中的液态工质吸收地热后产生蒸汽，所述蒸汽流入至换热器(8)中进行换热；位于所述热管管束(7)内的液态工质被所述外管(1)内的液态工质加热后，在所述热管管束(7)内形成蒸汽，以将所述外管(1)内液态工质底部的热量传递至所述外管(1)内液态工质的顶部；所述外管(1)内设置有管板(6)，所述管板(6)与所述热管管束(7)嵌套安装；所述管板(6)上开设有若干个通汽孔(61)，所述管板(6)的外沿设置有用于流通液体的多个缺口(62)；

其中，位于所述外管(1)内的液态工质形成蒸汽后，所述蒸汽通过所述通汽孔(61)导入至所述换热器(8)内；

所述换热器(8)对所述蒸汽进行换热后形成冷凝水，所述冷凝水通过所述多个缺口(62)回流至所述外管(1)内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：第一隔热套(21)；

所述第一隔热套(21)设置于所述内管(2)与所述外管(1)之间，所述第一隔热套(21)套设在所述内管(2)的管壁上，所述第一隔热套(21)与所述内管(2)同轴。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一隔热套(21)内设置有若干孔隙。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一隔热套(21)与所述外管(1)之间具有下降环腔(3)，所述下降环腔(3)内设置有导流环板(4)，所述导流环板(4)与所述内管(2)同轴；

所述导流环板(4)上设置有若干毛细排液孔(5)，所述若干毛细排液孔(5)与所述缺口(62)相对，所述若干毛细排液孔(5)的两端分别与所述换热器(8)和所述缺口(62)连通；

其中，所述毛细排液孔(5)的孔径小于所述内管(2)的孔径，位于所述外管(1)内的蒸汽通过所述通汽孔(61)与所述内管(2)导入至所述换热器(8)；

从所述换热器(8)回流的冷凝水通过所述若干毛细排液孔(5)与所述缺口(62)回流至所述外管(1)内。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导流环板(4)为疏水材料制成。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热器(8)的出液口(82)通过回流管(821)与所述外管(1)连通；

所述回流管(821)通过并联的自然循环通道(91)与强迫循环通道(92)，和所述外管(1)连通；

所述强迫循环通道(92)上设置有管道泵(922)与第一截止阀(921)，所述管道泵(922)用于为位于所述内管(2)内的液态工质提供循环动力；

所述自然循环通道(91)上设置有第二截止阀(911)。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热器(8)呈倾斜设置；

所述换热器(8)的进汽口(81)与所述内管(2)连通，所述换热器(8)的出液口(82)与所述外管(1)连通；

其中，所述进汽口(81)所处的高度高于所述出液口(82)所处的高度。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热管管束(7)中的每根热管管束(7)的中段位置分别安装有第二隔热套(71)。

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