本实用新型属于太阳能光热发电设备技术领域，尤其是涉及一种深层真空超导储能换热地埋管装置。
背景技术：
当前，寻找煤炭、石油等化石能源的替代能源是全球迫在眉睫的重大任务，地热能是一种储量巨大的洁净能源，对地热能的合理开发利用越来越受到人们的青睐。现已开发应用的深层地热技术，如地热发电、地热供暖等，多是将地下储藏的天然蒸汽或热水从地热井抽至地面利用，效率低，且时间久会导致地面沉降；若采用回灌技术，又会对地下水源构成威胁和污染。此外，地热能深入利用易受当地地质条件等不确定因素影响，利用范围小，技术条件苛刻，这些问题都制约了深层地热利用技术的应用和发展。因此，为了更广泛的利用地热能，需寻求更好的储能方式与储能方法迫在眉睫。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种溴化银深层地热装置[申请号：201310638941.3]，包括地热管道装置，所述的地热管道装置通过连接管与溴化银深层地热装置连接，所述的溴化银深层地热装置的底部设置有吸收式热泵，溴化银深层地热装置的上部一侧设置有助燃机。
上述方案在一定程度上解决了深层地热装置取暖条件制约多的问题，但是该方案依然存在着：换热效率低，利用范围小的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，地热能换热效率高的深层真空超导储能换热地埋管装置。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本深层真空超导储能换热地埋管装置，包括中空的地下深井管，所述的地下深井管上端敞口，下端封闭，其特征在于，所述的地下深井管上端内部具有设置保温材料的保温区，在地下深井管内部形成位于保温区下方且呈真空的集热区，所述的地下深井管内充填有位于集热区内的超导液，所述的地下深井管内设有位于超导液液位上方的换热器，所述的换热器内穿设充填有导热介质的换热管，且所述的换热管两端分别延伸至地下深井管上端外侧形成介质进口和介质出口，所述的地下深井管连接有能将超导液引流至地下深井管外侧同时向地下深井管注入超导液的超导液循环机构。通过换热措施能快速、大量地利用地下潜藏的地热能，且通过超导液储存能量，扩大地热能的利用范围。所述超导液为浓度为15％-60％的溴化锂水溶液/浓度为15％-45％的氯化锂水溶液/浓度为15％-55％氯化钙水溶液。本实用新型装置工作时，深层地下的高温岩石浆体中的巨大热能，将地下深井管内下部集热区的超导液中的水汽化，并产生压力蒸汽，水蒸气在真空中快速上升至换热器，通过换热器将汽化潜热传导给换热管中的低温介质，换热后的换热管接至用户侧使用；集热区的超导液中水不断汽化，浓度不断升高后，经超导液循环机构抽出地面储存，同时稀超导液补充至集热区。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的超导液循环机构包括能将地下深井管内的超导液引流至地下深井管上端外侧的抽吸引流组件以及能向地下深井管内注入超导液的注入回流组件。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的抽吸引流组件包括设置在地下深井管底部且位于超导液液位下方的潜水泵，所述的潜水泵与延伸至地下深井管上端外侧的浓超导液管相连；所述的注入回流组件包括设置在地下深井管内的稀超导液管，且所述的稀超导液管一端延伸至地下深井管上端外侧，另一端向下延伸至集热区内。浓超导液管与管底潜水泵相连，使其将高浓度的超导液抽出。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的地下深井管内设有用于抽吸换热器产生的冷凝水和/或用于对集热区进行抽吸从而保持集热区真空状态的抽吸机构。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的抽吸机构包括设置在换热器靠近集热区一端的真空抽水泵，且所述的真空抽水泵分别与换热器和/或集热区相连，所述的真空抽水泵连接有延伸至地下深井管上端外侧的冷凝水管。这里的真空抽水泵既可抽水也可抽气，其与冷凝水管相连，水蒸气冷凝成液态水，经冷凝水管排出，同时可抽出集热区气体，保证真空。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的保温材料包括聚氨酯保温隔热材料、离心玻璃棉毡材料、复合硅酸盐保温隔热砂浆材料与泡沫石棉制品保温材料中的任意一种或多种组合。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的地下深井管的深度大小为3000-10000米。地下深井管底层温度为100度以上。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的保温区设置在地下深井管距离地面150-250米处。优选地，这里的保温区设置在地下深井管距离地面200米处。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的换热器位于地下深井管内深度150-250米处。优选地，这里的换热器位于地下深井管内深度200米处。
在上述的深层真空超导储能换热地埋管装置中，所述的导热介质为纳米颗粒超导介质且所述的超导介质包括粒径1-20纳米的碳粒子、二氧化钛、R123、水、溴化锂溶液与R 134a中的任意一种或多种的组合。
与现有的技术相比，本深层真空超导储能换热地埋管装置的优点在于：结构简单，热传导效率高，通过换热措施快速、大量地利用地下潜藏的地热能，且通过超导液储存能量，扩大地热能的利用范围。该装置运行能耗低，介质可重复利用，充分利用地热能，在供暖、供热水、储能应用方面具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型提供的结构示意图。
图中，地下深井管1、保温区2、集热区3、超导液4、换热器5、换热管6、介质进口61、介质出口62、超导液循环机构7、潜水泵71、浓超导液管72、稀超导液管73、抽吸机构8、真空抽水泵81、冷凝水管82。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，本深层真空超导储能换热地埋管装置，包括中空的地下深井管1，地下深井管1上端敞口，下端封闭，地下深井管1上端内部具有设置保温材料的保温区2，这样可以对各个穿过保温区2的管路进行保温，减少热能的浪费，保温材料包括聚氨酯保温隔热材料、离心玻璃棉毡材料、复合硅酸盐保温隔热砂浆材料与泡沫石棉制品保温材料中的任意一种或多种组合，在地下深井管1内部形成位于保温区2下方且呈真空的集热区3，所述的地下深井管1内充填有位于集热区3内的超导液4，所述的地下深井管1内设有位于超导液4液位上方的换热器5，换热器5内穿设充填有导热介质的换热管6，这里的导热介质为纳米颗粒超导介质且超导介质包括粒径1-20纳米的碳粒子、二氧化钛、R123、水、溴化锂溶液与R134a中的任意一种或多种的组合，且换热管6两端分别延伸至地下深井管1上端外侧形成介质进口61和介质出口62，地下深井管1连接有能将超导液4引流至地下深井管1外侧同时向地下深井管1注入超导液4的超导液循环机构7，通过换热措施能快速、大量地利用地下潜藏的地热能，且通过超导液4储存能量，扩大地热能的利用范围。所述超导液4为浓度为15％-60％的溴化锂水溶液/浓度为15％-45％的氯化锂水溶液/浓度为15％-55％氯化钙水溶液。本实用新型装置工作时，深层地下的高温岩石浆体中的巨大热能，将地下深井管1内下部集热区3的超导液4中的水汽化，并产生压力蒸汽，水蒸气在真空中快速上升至换热器5，通过换热器5将汽化潜热传导给换热管6中的低温介质，换热后的换热管6接至用户侧使用；集热区3的超导液中水不断汽化，浓度不断升高后，经超导液循环机构7抽出地面储存，同时稀超导液补充至集热区3。
具体地，这里的超导液循环机构7包括能将地下深井管1内的超导液4引流至地下深井管1上端外侧的抽吸引流组件以及能向地下深井管1内注入超导液4的注入回流组件，其中，抽吸引流组件包括设置在地下深井管1底部且位于超导液4液位下方的潜水泵71，潜水泵71与延伸至地下深井管1上端外侧的浓超导液管72相连；注入回流组件包括设置在地下深井管1内的稀超导液管73，且稀超导液管73一端延伸至地下深井管1上端外侧，另一端向下延伸至集热区3内，浓超导液管与管底潜水泵相连，使其将高浓度的超导液抽出。
为了及时排出冷凝水以及保持集热区的真空环境，这里的地下深井管1内设有用于抽吸换热器5产生的冷凝水和/或用于对集热区3进行抽吸从而保持集热区3真空状态的抽吸机构8，抽吸机构8包括设置在换热器5靠近集热区3一端的真空抽水泵81，且真空抽水泵81分别与换热器5和/或集热区3相连，真空抽水泵81连接有延伸至地下深井管1上端外侧的冷凝水管82，这里的真空抽水泵81既可抽水也可抽气，其与冷凝水管82相连，水蒸气冷凝成液态水，经冷凝水管82排出，同时可抽出集热区3气体，保证真空，优选地，本实施例中的地下深井管1的深度大小为3000-10000米。地下深井管底层温度为100度以上，这里的保温区2设置在地下深井管1距离地面200米处。这里的换热器5位于地下深井管1内深度200米处。
以氯化锂水溶液为例：
其中，q——溶液稀释释放的热量，KJ；
m2——浓溶液质量，Kg；
ε2——浓溶液质量浓度；
hL2——浓溶液焓，KJ/Kg；
hL1——稀溶液焓，KJ/Kg；
ε1——稀溶液质量浓度。
浓溶液质量m2＝125*1300＝162500Kg/h，ε2＝0.45，hL2/ε2＝630KJ/Kg，hL1/ε1＝310KJ/Kg，则浓溶液储存的能量为q＝162500*0.45*(630-310)/3600＝6500KJ/s＝6500KW。
某一深井潜水泵参数为：流量125m3/h，扬程3000m，功率1300kW。可看到6500-1300＝5200，本装置储能效果明显。
本实施例的原理在于：工作时，深层地下的高温岩石浆体中的巨大热能，将地下深井管1内下部集热区3的超导液4中的水汽化，并产生压力蒸汽，水蒸气在真空中快速上升至换热器5，通过换热器5将汽化潜热传导给换热管6中的低温介质，水蒸气冷凝成液态水，经冷凝水管82排出，换热后的换热管5接至用户侧使用；集热区3的超导液4中水不断汽化，浓度不断升高后，经浓超导液管72抽出地面储存，同时稀超导液经稀超导液管73补充至地下深井管1集热区3内从而保证装置继续运行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了地下深井管1、保温区2、集热区3、超导液4、换热器5、换热管6、介质进口61、介质出口62、超导液循环机构7、潜水泵71、浓超导液管72、稀超导液管73、抽吸机构8、真空抽水泵81、冷凝水管82等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。