CN206683436U - 地热井内换热器 - Google Patents

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CN206683436U CN201720300788.7U CN201720300788U CN206683436U CN 206683436 U CN206683436 U CN 206683436U CN 201720300788 U CN201720300788 U CN 201720300788U CN 206683436 U CN206683436 U CN 206683436U
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王效勇
王翔宇
李振函
刘国爱
张建民
李继明
王东
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Abstract

本实用新型公开了一种地热井内换热器，包括圆筒形的壳体，壳体的两端分别设置端板，定义两端的端板分别为第一端板和第二端板，第一端板分别连接有介质进管和介质出管；壳体内自所述第一端板至第二端板之间依次设置有分液腔、换热腔、以及集液腔，介质进管连通至分液腔，换热腔内设置有换热管，换热管的一端通过分液管板连通至所述分液腔，换热管的另一端通过集液管板连通至集液腔；集液腔连通至换热腔，分液腔的腔壳的外周面与壳体的内侧壁之间留有环形空隙，所述换热腔通过所述环形空隙连通所述介质出管。本实用新型的地热井内换热器，方便安装于井内，提取地热热量。

Description

地热井内换热器
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，具体地说，涉及一种地热井内换热器。
背景技术
干热岩是指埋藏地下2000米至10000米，内部不存在流体或仅有少量流体的高温岩体，它的温度在几十摄氏度到几百摄氏度，是一种清洁的可再生能源。但是受到技术的限制，干热岩的热量不易于提取，虽然现有的换热器种类众多，例如壳管换热器。现有的壳管换热器包括壳程和管程，壳程中流动的是冷媒水，管程中流动的是制冷剂。现有的这种结构的壳管换热器，不适合于安装于井下，吸收干热岩的热量。因此为了方便提取干热岩的热量，以广泛利用干热岩的能源，有必要设计一种适于安装在深井内，吸收干热岩热量的换热器。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种方便安装于井内，提取干热岩热量的地热井内换热器。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
地热井内换热器，包括圆筒形的壳体，所述壳体的两端分别设置端板，定义两端的端板分别为第一端板和第二端板，所述第一端板分别连接有介质进管和介质出管；
所述壳体内自所述第一端板至所述第二端板之间依次设置有分液腔、换热腔、以及集液腔，所述介质进管连通至所述分液腔，所述换热腔内设置有换热管，所述换热管的一端通过分液管板连通至所述分液腔，所述换热管的另一端通过集液管板连通至所述集液腔；
所述集液腔连通至所述换热腔，所述分液腔的腔壳的外周面与所述壳体的内侧壁之间留有环形空隙，所述换热腔通过所述环形空隙连通所述介质出管。
优选的，所述第一端板与所述分液管板之间连接有内筒体，所述第一端板、所述内筒体以及所述分液管板共同围成所述分液腔，所述内筒体的外径小于所述壳体的内径。
优选的，所述换热管包括多根并行的铜管，相邻的铜管之间留有间隙。
优选的，所述集液管板的周边与所述壳体的内侧壁固定连接，所述集液管板、所述壳体以及所述第二端板共同围成所述集液腔。
优选的，所述集液管板的周边部设置有连通所述换热腔和所述集液腔的通孔。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的地热井内换热器在使用时，将地热井内换热器安装于深井底部，在井内注水，使水没过地热井内换热器，井内的水吸收井壁地热的热量升温，换热介质通过介质进管进入分液腔，经分液管板分流至换热腔内的换热管内，然后经集液管板集中至集液腔，再通过集液腔流入换热腔内，然后进入分液腔外壁与壳体内壁之间的环形空隙，从介质出管流出提至井外。在此循环过程中，低温的换热介质在换热管内吸收换热腔内的换热介质的热量，进行一级加热，加热后的低温介质经过集液腔集中后进入换热腔，在换热腔内，换热介质与壳体外部被地热加热的水换热，间接吸收地热的热量，进行第二级加热，升温成高温介质，然后提至井外利用吸取的地热的热能。总之，本实用新型的地热井内换热器，便于放置于井内，通过两级换热结构，最大化地提取井内地热的热能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的地热井内换热器的结构示意图；
图中：1、壳体；2、第一端板；3、内筒体；4、分液管板；5、分液腔；6、换热腔；7、集液腔；8、换热管；9、集液管板；91、通孔；10、第二端板；11、介质进管；12、介质出管；13、环形空隙。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1，本实用新型的地热井内换热器，包括圆筒形的壳体1，壳体1的两端分别设置端板，定义两端的端板分别为第一端板2和第二端板10，第一端板2的外侧壁上分别连接有介质进管11和介质出管12。
壳体1内自第一端板2至第二端板10之间依次设置有分液腔5、换热腔6、以及集液腔7，介质进管11连通至分液腔5，换热腔6内设置有换热管8，换热管8包括多根并行的铜管，相邻的铜管之间留有间隙。换热管8的一端通过分液管板4连通至分液腔5，换热管8的另一端通过集液管板9连通至集液腔7。第一端板2与分液管板4之间连接有内筒体3，内筒体3作为腔壳，与第一端板2以及分液管板4共同围成分液腔5，内筒体3的外径小于壳体1的内径，内筒体3的外侧壁与壳体1的内侧壁之间留有环形空隙13，换热腔6通过环形空隙13连通介质出管12。
集液管板9的周边与壳体1的内侧壁固定连接，集液管板9、壳体1以及第二端板10共同围成集液腔7。集液管板9的周边部设置有连通换热腔6和集液腔7的通孔91，集液腔7通过通孔91连通至换热腔6。
本实用新型的地热井内换热器在使用时，将地热井内换热器安装于深井底部，在井内注水，使水没过地热井内换热器，井内的水吸收井壁地热的热量升温，换热介质通过介质进管11进入分液腔5，经分液管板4分流至换热腔6内的换热管8内，然后经集液管板9集中至集液腔7，再通过集液腔7流入换热腔6内，然后进入内筒体3的外侧壁与壳体1内侧壁之间的环形空隙13，从介质出管12流出提至井外。
在此循环过程中，低温的换热介质在换热管8内吸收换热腔6内的换热介质的热量，进行一级加热，加热后的低温介质经过集液腔7集中后进入换热腔6，在换热腔6内，换热介质与壳体1外部被地热加热的水换热，间接吸收地热的热量，进行第二级加热，升温成高温介质，然后提至井外利用吸取的地热的热能。换热介质可采用氟利昂等。
本实用新型的地热井内换热器，壳体1的高度可达到十几米以上，直径小，高度高，便于放置于井内，通过上述两级换热结构，最大化地提取井内地热的热能。由于换热腔6内的换热管8的长度较长，可在壳体1内设置横向支架(图中未示出)固定换热管8，避免换热管8在使用过程中的晃动。
本实用新型的地热井内换热器，可方便地安装于深达干热岩层的深井内使用，使干热岩的热能提取变得简单易行，能够促进干热岩热能地广泛利用。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.地热井内换热器，包括圆筒形的壳体，所述壳体的两端分别设置端板，其特征在于：定义两端的端板分别为第一端板和第二端板，所述第一端板分别连接有介质进管和介质出管；
所述壳体内自所述第一端板至所述第二端板之间依次设置有分液腔、换热腔、以及集液腔，所述介质进管连通至所述分液腔，所述换热腔内设置有换热管，所述换热管的一端通过分液管板连通至所述分液腔，所述换热管的另一端通过集液管板连通至所述集液腔；
所述集液腔连通至所述换热腔，所述分液腔的腔壳的外周面与所述壳体的内侧壁之间留有环形空隙，所述换热腔通过所述环形空隙连通所述介质出管。
2.根据权利要求1所述的地热井内换热器，其特征在于：所述第一端板与所述分液管板之间连接有内筒体，所述第一端板、所述内筒体以及所述分液管板共同围成所述分液腔，所述内筒体的外径小于所述壳体的内径。
3.根据权利要求1所述的地热井内换热器，其特征在于：所述换热管包括多根并行的铜管，相邻的铜管之间留有间隙。
4.根据权利要求1至3任一项所述的地热井内换热器，其特征在于：所述集液管板的周边与所述壳体的内侧壁固定连接，所述集液管板、所述壳体以及所述第二端板共同围成所述集液腔。
5.根据权利要求4所述的地热井内换热器，其特征在于：所述集液管板的周边部设置有连通所述换热腔和所述集液腔的通孔。
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