專利名稱：井下?lián)Q熱器強化換熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于地下?lián)Q熱技術，具體涉及到井下?lián)Q熱器與強化對流換熱增速管相結合的裝置。
背景技術：
地熱能利用屬于綠色能源，日益受到人們的關注，尤其是利用井下?lián)Q熱器來提取地熱能，具有經濟和社會兩大效益。井下?lián)Q熱器是與井筒內及其周圍多孔層內流體以自然對流的方式進行換熱，為了加速井下?lián)Q熱器井筒內流體的循環(huán)流動，提高換熱能力，就要設法強化井下?lián)Q熱器表面與井筒內流體的自然對流換熱。對流增速管技術始見于上世紀七十年代末，目的在于使井內流體發(fā)生圍繞增速管的自然對流渦，即在增速管內外出現(xiàn)流動方向相反溫度不同的自然對流渦。所以采用增速管可以強化井下?lián)Q熱器的傳熱，提高其傳熱效率。但以往的對流增速管的組裝是與井下?lián)Q熱器固定在一起在放入井下的，增速管與井下?lián)Q熱器的相對位置無法調節(jié)，而且所有重量載荷由固定于井口的井下?lián)Q熱器管壁承擔。 因此，對流增速管的重量就會受到限制。另外當采用金屬材料的對流增速管時，增速管的重量可能超出井下?lián)Q熱器自身的重量，在這種情況下，不得不采用井底部支撐的對流增速管安裝模式，而對流增速管一般只有安裝在孔隙度較高的含水層處才有效，因此，從井底部支撐的安裝模式會浪費材料，甚至弱化自然對流的對流強度。本實用新型就是為解決這一難題而提出。
發(fā)明內容本實用新型的目的是，提出一種井下?lián)Q熱器與強化對流換熱增速管相結合的裝置。
以下結合附圖對本實用新型的原理與結構進行說明。井下?lián)Q熱器強化換熱裝置， 包括U形換熱管、井蓋、對流增速管、懸索、井管壁、井花管等。U形換熱管固定于井蓋，對流增速管套裝在U形換熱管中部，懸索一端與對流增速管固定，另一端與井蓋固定，在與對流增速管位置相對應的井管壁上設置井花管。在結構設置上考慮井蓋不但要固定有U型管井下?lián)Q熱器，還要固定懸索承載對流增速管及懸索自身的重量，所以井蓋采用強度較大的鋼板。采用懸索吊裝對流增速管，在水文地質差異很大的地區(qū)，可以方便調節(jié)增速管的高度使之處在含水層中。如果有些地區(qū)的含水層或滲水層可能不只一層，可以選擇吊裝多個對流增速管。在U形換熱管中間套裝對流增速管，其目的是強化井內流體圍繞增速管產生自然對流渦，即在增速管內外出現(xiàn)流動方向相反溫度不同的自然對流渦，由此達到強化換熱的目的?；诖藢α髟鏊俟芪恢孟鄬木鼙谏显O置井花管，即將對流增速管放置在井下含水層段，而且對流增速管的上端口低于井內靜水位面；下端口設置在含水層內。

圖1為本實用新型系統(tǒng)原理圖。[0006]圖2為對流增速管套裝井下U形換熱管示意圖。圖3為對流增速管套裝井下U形換熱單管示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖并通過具體實施例對本實用新型結構作進一步的說明。井下?lián)Q熱器強化換熱裝置的結構是(如圖1) :U形換熱管1固定于井蓋2，對流增速管3套裝在U形換熱管中部，懸索4一端與對流增速管固定另一端與井蓋固定。在與對流增速管位置相對應的井管壁5上設置井花管6。對流增速管3套裝于U形換熱管1 (如圖2)，并使井內的流體能夠順利的流動，所以對流增速管3的內徑要大于U形換熱管1兩管軸心間距加上一個單管的直徑。但對流增速管套裝U形換熱管中的一根管(如圖3)，此時對流增速管的內徑只要大于U形換熱管單管的直徑就可以了。對流增速管3與U形換熱管1之間可以設置固定部件；也可以不設置固定部件。懸索4可以聯(lián)結多個對流增速管3套裝在U形換熱管1管段中。對流增速管3放置在井下含水層段，對流增速管的上端口低于井內靜水位面；下端口設置在含水層內。對于本實施例而言地熱井深為115m，井筒內徑^Omm，U形管采用銅管，長度 113m，銅管外徑40mm，管間距為110mm，含水層厚度為40m。根據(jù)地質水文情況，對流增速管可以套裝2根(即U形管)也可以套裝U形管(進水或出水)中的一根，本實施例增速管的安裝方式如圖2所示。增速管材料為PVC管，直徑200mm;高度Sm。對流增速管用兩個直徑為5. Omm的鋼絲懸索懸掛在鋼制井蓋上。經實驗計算加裝對流增速管以后，其傳熱效率可提高10%以上。本實用新型的特點及有益效果是，選用密度略大于水的材料制作對流增速管，通過井口懸索式固定模式，可上下自由調節(jié)對流增速管的位置，甚至在不需要完全提取出換熱器更換對流增速管。使得對流增速管的設計和使用快捷和方便。經實驗計算加裝對流增速管以后，其傳熱效率可提高10 %以上。
權利要求1.井下?lián)Q熱器強化換熱裝置，包括U形換熱管、井蓋、對流增速管、懸索、井管壁、井花管，其特征是U形換熱管(1)固定于井蓋O)，對流增速管C3)套裝在U形換熱管中部，懸索 (4) 一端與對流增速管固定，另一端與井蓋固定，在與對流增速管位置相對應的井管壁(5) 上設置井花管(6)。
2.按照權利要求1所述的井下?lián)Q熱器強化換熱裝置，其特征是所述對流增速管(3)的內徑要大于所述U形換熱管(1)兩管軸心間距加上一個單管的直徑，對流增速管(3)與U 形換熱管(1)之間可設置固定部件。
3.按照權利要求1或2所述的井下?lián)Q熱器強化換熱裝置，其特征是所述對流增速管 (3)套裝所述U形換熱管(1)；或者套裝U形換熱管中的一根管。
4.按照權利要求1或2所述的井下?lián)Q熱器強化換熱裝置，其特征是所述懸索(4)可以聯(lián)結多個所述對流增速管C3)套裝在所述U形換熱管(1)管段中。
5.按照權利要求1所述的井下?lián)Q熱器強化換熱裝置，其特征是所述對流增速管(3)放置在井下含水層段，對流增速管的上端口低于井內靜水位面；下端口設置在含水層內。
專利摘要本實用新型公開了一種井下?lián)Q熱器強化換熱裝置。其結構設置U形換熱管固定于井蓋，對流增速管套裝在U形換熱管中部，懸索一端與對流增速管固定，另一端與井蓋固定。在與對流增速管位置相對應的井管壁上設置井花管。懸索可以聯(lián)結多個對流增速管套裝于U形換熱管管段。對流增速管放置在井下含水層段，對流增速管的上端口低于井內靜水位面；下端口設置在含水層內。本實用新型選用密度略大于水的材料制作對流增速管，通過井口懸索式固定模式，可上下自由調節(jié)對流增速管的位置，甚至在不完全提取出換熱器更換對流增速管。使得對流增速管的設計和使用快捷和方便。經實驗計算加裝對流增速管以后，其傳熱效率可提高10％以上。
文檔編號F28D1/04GK201954981SQ20102063902
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2010年12月3日
發(fā)明者劉學章, 孫平樂, 戴傳山, 解寺明 申請人:天津大學