一種干熱巖熱傳導設備及熱傳導方法
【專利摘要】本發明公開了一種干熱巖熱傳導設備及熱傳導方法，本發明包括主傳熱管和包在主傳熱管外的保溫管，主傳熱管包括多段串聯的熱管束，熱管束為多個并排排列的熱管。本發明干熱巖熱傳導方法，包括如下步驟：（１）鉆取熱孔，從地面鉆到干熱巖層；（２）向取熱孔中下放干熱巖熱傳導設備。本發明利用現有的熱管技術，將眾多的熱管集成一個熱管束，再將熱管束串聯成主傳熱管，具備熱管的強導熱能力，使得傳熱效率高，同時使得主傳熱管能作得盡可能的長，并且具有較好的柔性，便于下放到深度很深的干熱巖層，從而能很好的將干熱巖的熱量提取到地面上。
【專利說明】
一種干熱巖熱傳導設備及熱傳導方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種干熱巖熱傳導設備及熱傳導方法。
【背景技術】
[0002]干熱巖(HDR)，也稱增強型地熱系統(EGS)，或稱工程型地熱系統，是一般溫度大于200°C，埋深數千米，內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。這種巖體的成分可以變化很大，絕大部分為中生代以來的中酸性侵人巖，但也可以是中新生代的變質巖，甚至是厚度巨大的塊狀沉積巖。干熱巖主要被用來提取其內部的熱量，因此其主要的工業指標是巖體內部的溫度。
[0003]開發干熱巖資源的原理是從地表往干熱巖中打一眼井(注入井)，封閉井孔后向井中高壓注入溫度較低的水，產生了非常高的壓力。在巖體致密無裂隙的情況下，高壓水會使巖體大致垂直最小地應力的方向產生許多裂縫。若巖體中本來就有少量天然節理，這些高壓水使之擴充成更大的裂縫。當然，這些裂縫的方向要受地應力系統的影響。隨著低溫水的不斷注入，裂縫不斷增加、擴大，并相互連通，最終形成一個大致呈面狀的人工干熱巖熱儲構造(圖1)。在距注入井合理的位置處鉆幾口井并貫通人工熱儲構造，這些井用來回收高溫水、汽，稱之為生產井。注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發生熱交換，產生了溫度高達200-300 °C的高溫高壓水或水汽混合物。從貫通人工熱儲構造的生產井中提取高溫蒸汽，用于地熱發電和綜合利用。利用之后的溫水又通過注入井回灌到干熱巖中，從而達到循環利用的目的。
[0004]上述干熱巖熱量傳導方法成本較高，傳熱效率低。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題是:提供一種傳熱效率高的干熱巖熱傳導設備，本發明還提供一種傳熱效率高的干熱巖熱傳導方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明包括主傳熱管和包在主傳熱管外的保溫管，主傳熱管包括多段串聯的熱管束，熱管束為多個并排排列的熱管。
[0007]為了提高傳熱效果，所述的相鄰熱管束之間夾有軟質導熱介質層。
[0008]為了防止熱管從保溫管的下端漏出，所述的保溫管的下端口設置有網板。
[0009]為了便于應用本發明所提取的熱量，所述的保溫管的上端口連接有用于與主傳熱管的上端換熱的換熱器。
[0010]本發明干熱巖熱傳導方法，包括如下步驟:(I)鉆取熱孔，從地面鉆到干熱巖層；
(2)向取熱孔中下放干熱巖熱傳導設備:(2-1)取多根保溫管，在第一根保溫管的下端口固定上網板；(2-2)在第一根保溫管內交替下放熱管束和軟質導熱介質層直到將第一根保溫管填滿，將第一根保溫管放入取熱孔；(2-3)然后再取一根保溫管與上一根保溫管保溫連接;在新取的保溫管內交替下放熱管束和軟質導熱介質層直到將該保溫管填滿，再將該保溫管放入取熱孔;(2-4)重復操作步驟(2-3)直至網板下到取熱孔底部。
[0011]為了便于應用本發明所提取的熱量，本發明干熱巖熱傳導方法，還包括步驟(3)在保溫管的上端口連接用于與主傳熱管的上端換熱的換熱器。
[0012]本發明的有益效果是:本發明利用現有的熱管技術，將眾多的熱管集成一個熱管束，再將熱管束串聯成主傳熱管，具備熱管的強導熱能力，使得傳熱效率高，同時使得主傳熱管能作得盡可能的長，并且具有較好的柔性，便于下放到深度很深的干熱巖層，從而能很好的將干熱巖的熱量提取到地面上。并且主傳熱管是由眾多的熱管集成，少量的熱管的損壞基本上不影響整體的使用，使用壽命較長。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明具體實施例1的結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖面圖；
圖3為本發明具體實施例2的結構示意圖；
圖中:1、保溫管，2、熱管，3、軟質導熱介質層，4、網板，5、換熱器。
【具體實施方式】
[0014]具體實施例一
如圖1和圖2所示的干熱巖熱傳導設備，它包括主傳熱管和包在主傳熱管外的保溫管I，主傳熱管包括多段串聯的熱管束，熱管束為多個并排排列的熱管2。相鄰熱管束之間夾有軟質導熱介質層3。保溫管I的下端口設置有網板4。
[0015]具體實施例二
如圖3所示，本例在例一的基礎上增加了換熱器5，便于從干熱巖提取的熱量應用于生活或生產。換熱器5連接在保溫管I的上端口，用于與主傳熱管的上端換熱。
[0016]干熱巖熱傳導方法，采用圖3所示的干熱巖熱傳導設備，所述熱傳導方法包括如下步驟:(I)鉆取熱孔，從地面鉆到干熱巖層；(2)向取熱孔中下放干熱巖熱傳導設備:(2-1)取多根保溫管1，在第一根保溫管的下端口固定上網板4;(2-2)在第一根保溫管內交替下放熱管束和軟質導熱介質層3直到將第一根保溫管I填滿，將第一根保溫管I放入取熱孔；(2-3)然后再取一根保溫管I與上一根保溫管I保溫連接;在新取的保溫管I內交替下放熱管束和軟質導熱介質層3直到將該保溫管I填滿，再將該保溫管放入取熱孔；(2-4)重復操作步驟(2-3)直至網板4下到取熱孔底部；(3)在保溫管I的上端口連接用于與主傳熱管的上端換熱的換熱器5。
【主權項】
1.一種干熱巖熱傳導設備，其特征在于:包括主傳熱管和包在主傳熱管外的保溫管，主傳熱管包括多段串聯的熱管束，熱管束為多個并排排列的熱管。2.根據權利要求1所述的干熱巖熱傳導設備，其特征在于:所述的相鄰熱管束之間夾有軟質導熱介質層。3.根據權利要求2所述的干熱巖熱傳導設備，其特征在于:所述的保溫管的下端口設置有網板。4.根據權利要求3所述的干熱巖熱傳導設備，其特征在于:所述的保溫管的上端口連接有用于與主傳熱管的上端換熱的換熱器。5.一種干熱巖熱傳導方法，其特征在于:采用如權利要求1 一4中任何一項所述的干熱巖熱傳導設備，所述熱傳導方法包括如下步驟:(I)鉆取熱孔，從地面鉆到干熱巖層；(2)向取熱孔中下放干熱巖熱傳導設備:(2-1)取多根保溫管，在第一根保溫管的下端口固定上網板;(2-2)在第一根保溫管內交替下放熱管束和軟質導熱介質層直到將第一根保溫管填滿，將第一根保溫管放入取熱孔;(2-3)然后再取一根保溫管與上一根保溫管保溫連接;在新取的保溫管內交替下放熱管束和軟質導熱介質層直到將該保溫管填滿，再將該保溫管放入取熱孔;(2-4)重復操作步驟(2-3)直至網板下到取熱孔底部。6.根據權利要求5所述的干熱巖熱傳導方法，其特征在于:還包括步驟(3)在保溫管的上端口連接用于與主傳熱管的上端換熱的換熱器。
【文檔編號】F24J3/08GK105972844SQ201610482112
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】王怡岷, 呂朋, 王國亮, 尹曉晴
【申請人】河北益民五金制造股份有限公司