专利名称：超导型地下热能直接提取系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地热利用装置，具体地说是一种超导型地下热能直接提取系统。
背景技术：
现有的地热利用是通过抽取地下高温 热水或蒸汽，用于采暖、制冷、发电、洗浴等目的，以满足人们的日常生产和生活所需。这种热能利用方式无法提取无水或缺水干热地质结构地层中的热能。而实际上，在无水或缺水干热地质结构地层中依然存在有丰富的地热能，只是传统技术无法进行提取和利用。另外，水的物理特性决定了传统地热温度区间(70 130°C)的热能只能用于采暖；如果用于发电，则效率太低，经济性差，因此，无法进行大规模的商业化应用。近年来，国家要求利用地热水必须同层回灌，这就意味着开发地热资源必须打两口以上的地热井，一口井用于抽取地下热水，另一口井用于尾水回灌。这样就导致钻井成本倍增，而单井的提热功率较低。同时，传统地热水利用技术还存在导致地面沉降、热水资源枯竭、热污染、设备腐蚀结垢等一系列问题。目前所有地热利用出现的问题及制约地热利用技术发展的关键点是地下水作为导热介质含有大量的容易导致腐蚀、结垢的化学成分，现有技术手段，无法在热水抽取之前进行清除和分离，这也是目前世界各国在地热利用中遇到的最大难题之一，虽经多年研究，一直没有找到有效的解决方法和手段。而采样抽取地热水的传统办法，在无水或缺水干热地质结构的地层中则根本无法提取地下热能。
实用新型内容本实用新型的目的就是提供一种超导型地下热能直接提取系统，以解决传统地热水利用技术存在的诸多不足和无水缺水干热地质结构地层中的热能无法提取利用的问题。本实用新型是这样实现的一种超导型地下热能直接提取系统，包括开设于地层中的热巢，设置于所述热巢内的井下换热器，设置于地面上的井上换热器，连接于所述井下换热器与所述井上换热器之间的双路连接管，充填在所述井下换热器、所述井上换热器和所述双路连接管中的超导换热工质，以及从所述井上换热器中引出的供热管路。所述供热管路与所述井上换热器中的所述超导换热工质相隔绝。在所述双路连接管中的一根管路上接有将所述超导换热工质向所述井下换热器注入的注入泵。本实用新型通过超导换热工质在井下换热器与井上换热器之间的循环流动来提取地下热能，而不是采用抽取地下热水的方式提取热能，由此彻底解决了传统地热利用技术存在的腐蚀、结垢、难以回灌、热污染、资源枯竭、容易引起地面塌陷或诱发地震等一系列问题，打破了传统地热利用技术单纯依赖地热水的局限性，为地热能的利用开辟了广阔的空间。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，热巢I开设于地层中，在热巢I内设置有井下换热器2，在地面上设置有井上换热器4，双路连接管3连接在井下换热器2与井上换热器4之间，在井下换热器2、井上换热器4和双路连接管3中充填有超导换热工质，供热管路5从井上换热器4中引出，连接到用户6，为用户提供热能。用户6既可以是城镇工业或民用设施，也可以是电力系统的发电设施。当然，供热管路5要与井上换热器4中的超导换热工质相隔绝，只将超导换热工质中的热能带出。由此即可形成一种超导型的地下热能直接提取系统。热巢I的设置，首先是依据地质勘测结果及井上用热温度，然后根据地温梯度确 定地下热储层温度及深度；然后从地面向地层中打出一口 3 5千米深的竖井，井下的扩充空间应根据地质结构特点，采用相应的技术手段，进行具有针对性的导热处理，由此即可形成与周边地质结构具有高温差导热效果的热巢。井下换热器2在热巢I内与地下热水或无水干热地质结构(岩石、砾石、土壤、泥浆等)进行高密度温差热量交换。井下换热器2与井上换热器4通过双路连接管3相互连接。双路连接管3—为注入管道，一为返排管道。在注入管道上接有将超导换热工质向井下换热器2注入的注入泵7。低温的超导换热工质通过注入管道进入热巢I内的井下换热器2，通过与周边热体进行高密度的热量交换，吸收热能后进入超临界状态，自动通过返排管道把热量带到井上换热器4中。在井上换热器4中的常规换热作用下，热量通过供热管路5送出，或用于发电，或送入用户供暖和制冷。在井上换热器4中冷却后的液态超导换热工质通过注入泵7再次返回井下换热器2。超导换热工质在由井下换热器2、井上换热器4和双路连接管3组成的封闭系统内不停地循环，只提取热量而不抽取地下水。超导换热工质可选择对环境友好、无污染的超临界二氧化碳；热巢的空间体积应根据用能需求和地质结构予以确定，使其补热速率大于提热速率。
权利要求1.一种超导型地下热能直接提取系统，其特征是，包括开设于地层中的热巢(1)，设置于所述热巢内的井下换热器(2)，设置于地面上的井上换热器(4)，连接于所述井下换热器与所述井上换热器之间的双路连接管(3)，充填在所述井下换热器、所述井上换热器和所述双路连接管中的超导换热工质，以及从所述井上换热器(4)中引出的供热管路(5)。
2.根据权利要求I所述的超导型地下热能直接提取系统，其特征是，所述供热管路(5)与所述井上换热器(4)中的所述超导换热工质相隔绝。
3.根据权利要求I所述的超导型地下热能直接提取系统，其特征是，在所述双路连接管(3)中的一根管路上接有将所述超导换热工质向所述井下换热器(2)注入的注入泵(7)。
专利摘要本实用新型涉及一种超导型地下热能直接提取系统，包括开设于地层中的热巢，设置于所述热巢内的井下换热器，设置于地面上的井上换热器，连接于所述井下换热器与所述井上换热器之间的双路连接管，充填在所述井下换热器、所述井上换热器和所述双路连接管中的超导换热工质，以及从所述井上换热器中引出的供热管路。本实用新型通过超导换热工质在井下换热器与井上换热器之间的循环流动来提取地下热能，而不是采用抽取地下热水的方式提取热能，由此彻底解决了传统地热利用技术存在的腐蚀、结垢、难以回灌、热污染、资源枯竭、容易引起地面塌陷或诱发地震等一系列问题，为地热能的利用开辟了广阔的空间。
文档编号F24J3/08GK202719800SQ20122026416
公开日2013年2月6日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者杨围杰 申请人:河北雷奥新能源科技股份有限公司