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
锡景跃
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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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