[實用新型]一種新型地熱井內管換熱結構

有效

• 申請號: 201920192872.0
• 申請日: 2019-02-13
• 公開（公告）號: CN209672619U
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 何瑩;魏超
• 申請（專利權）人: 陜西西咸新區灃西新城能源發展有限公司
• 主分類號: F24T10/20
• 分類號: F24T10/20;F28D7/00;F28F21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種新型地熱井內管換熱結構，包括外管、內管、外管換熱堵頭和內管換熱堵頭，所述外管為導熱金屬管，所述內管套接在所述外管內部，所述外管底部設置有所述外管換熱堵頭，用于對所述外管底部進行封堵，所述外管換熱堵頭上方設置有所述內管換熱堵頭，且所述內管換熱堵頭底面與所述外管換熱堵頭上表面相貼合，所述內管換熱堵頭封堵在所述內管的底部。有益效果在于：通過隔熱套管將熱介質和冷介質隔離開，從而降低內管內部換熱介質的熱量流失；通過在內管底端設置導流壁和內套管，增加換熱介質的流動行程，從而使輸出換熱介質熱量均衡；通過在內管底端增設換熱堵頭，從而增加換熱介質在內管端部的換熱接觸面，增強換熱效果。

技術領域

本實用新型涉及地熱井換熱領域，具體涉及一種新型地熱井內管換熱結構。

背景技術

地熱井是開采地表以下熱資源的鉆探井。地熱換熱過程需要通過地熱換熱器完成。現有換熱器的換熱介質通過內外管環形空間進入，通過套管外壁與巖層發生縱向截面接觸，地層熱量通過套管外壁傳導給循環介質，取熱后的介質在外換熱孔底部進入內管，通過內管返出。

本申請人發現現有技術中至少存在以下技術問題：換熱后的介質在沿內管向上排出時，由于內管上端外側的換熱介質溫度較低，因此使得換熱后的介質在通過內管管壁向上排出時，會發生熱傳導，使得內管內部介質熱量損失，而且在溫度最高的內管端部位置換熱強度不夠。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種新型地熱井內管換熱結構，以解決現有技術中換熱介質在排出時，熱量容易損失，以及內管底端換熱強度不夠等技術問題。本實用新型提供的諸多技術方案中優選的技術方案具有：可有效降低換熱介質的熱量損失，并同時提高內管底端的換熱強度等技術效果，詳見下文闡述。

為實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案：

本實用新型提供了一種新型地熱井內管換熱結構，包括外管、內管、外管換熱堵頭和內管換熱堵頭，所述外管為導熱金屬管，所述內管套接在所述外管內部，所述外管底部設置有所述外管換熱堵頭，用于對所述外管底部進行封堵，所述外管換熱堵頭上方設置有所述內管換熱堵頭，且所述內管換熱堵頭底面與所述外管換熱堵頭上表面相貼合，所述內管換熱堵頭封堵在所述內管的底部；

所述內管包括隔熱套管和內套管，所述隔熱套管采用隔熱材料加工而成，所述內套管套接于所述隔熱套管內部，所述內套管的中下部為與所述隔熱套管同心的直管段，上部為喇叭狀，且該喇叭狀邊緣與所述隔熱套管內壁相接，所述內管換熱堵頭位于所述隔熱套管底部，且所述內管換熱堵頭封堵在所述內套管的底部，所述內套管的管壁上設置有內換熱孔，且所述內換熱孔靠近所述內管換熱堵頭一端；

所述隔熱套管與所述內套管之間設置有環形的導流壁，且所述導流壁的底部固定連接在所述內管換熱堵頭上，所述導流壁的外側壁與所述內管換熱堵頭的外圓面平齊，所述導流壁頂部與所述內套管的喇叭口之間設置有導流通道，用于使隔熱套管與導流壁之間的換熱介質流入內套管與導流壁中間；

所述隔熱套管的管壁上設置有外換熱孔，且所述外換熱孔位于靠近所述外管換熱堵頭的一端。

采用上述一種新型地熱井內管換熱結構，通過所述隔熱套管將所述內管內外兩側的熱介質和冷介質隔離開，增加所述內管的隔熱性能，從而降低所述內管內部換熱介質的熱量流失，同時在所述內管內部設置導流壁和內套管，使經所述外換熱孔進入所述內管內部的熱介質先沿所述導流壁向上流，然后越過所述導流壁的頂部后向下流至所述內套管底部外側，再經所述內換熱孔進入所述內套管內后向上輸出，如此可增加換熱后介質在內管底部的流動行程，從而使排出的換熱介質受熱均勻，同時換熱介質在進入所述外換熱孔和所述內換熱孔時，均會與所述內管換熱堵頭接觸，吸收來自所述外管換熱堵頭傳遞給所述內管換熱堵頭的熱量，從而增加內管端部換熱接觸面，增強換熱效果。

作為優選，所述隔熱套管為空心PE管，管壁內部設置有若干條狀的空心柱，且所述空心柱沿所述隔熱套管的環形壁均勻排布。