一种套管式二氧化碳井下换热器的制作方法

本实用新型属于地热换热设备技术领域，尤其涉及一种套管式二氧化碳井下换热器。

背景技术：

地热是来自地球内部核裂变产生的一种能量资源，是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔。我国西藏地区是地热活动最强烈的地区，地热蕴藏量居中国首位，各种地热显示几乎遍及全区，有700多处，其中可供开发的地热显示区342处，绝大部分地表泉水温度超过80℃，地热资源发电潜力超过100万千瓦。在调查过的169个热田和水热区中，温度高于80℃的占22％，温度介于60℃～80℃之间的占28％，温度介于40℃～60 ℃之间的占35％，温度低于40℃的占17％。西藏地热总热流量为每秒55万千卡。20世纪 60年代，中国开始对青藏高原地热资源进行研究与开发。西藏地热资源发电总量占拉萨电网的30％左右，除发电外，在住房取暖、蔬菜温室、医疗、洗浴等方面都有广泛的应用。

其中，目前与地热进行换热的媒介一般是液态二氧化碳，其中，在进行换热时，换热器是基本的设备，现有的套管式换热器是指以同心套管中的内管作为传热元件的换热器，包括外管、内管，内管为螺纹铜管，内管穿于外管中并通过管状套盖焊接连接，使内管与外管之间的间隙密封，套盖上连接与套盖内腔连通的小管径进液管，从进液管向外管内腔输入高温制冷剂，内管中通过冷却水，吸收高温制冷剂的热量，实现换热作用。

当进行换热器工作时，热流体流入外管，较高的流速使得热流体对内管造成较大冲击，容易造成内管变形，并且高速流体冲击内管后，会导致冲击点附近形成振动，容易导致内管不停撞击外管，形成大量噪音，轰鸣声，影响施工环境；此外，现有的套管式换热器一般是内管穿于外管中并通过管状套盖焊接连接，这使得更换外管清洗外管特别不方便。

因此，基于这些问题，提供一种便于清洗更换外管，且减轻热流体对内管冲击的套管式二氧化碳井下换热器，具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便于清洗更换外管，且减轻热流体对内管冲击的套管式二氧化碳井下换热器。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种套管式二氧化碳井下换热器，包括内管和外管，所述内管之间通过U形的弯管法兰连接，所述外管固定在内管上并与内管之间形成密闭的空腔，所述外管中部设有膨胀节，相邻的外管之间通过连通管连通，所述连通管两端分别通过法兰连接外管上的出液管及进液管，所述外管的进液管处均设有热流体缓冲机构，所述热流体缓冲机构通过密封轴承与所述内管转动连接；

所述热流体缓冲机构包括横截面为圆环状的支撑环，所述支撑环两开放端向外圆周方向倾斜设置有溢流板，两所述溢流板之间的支撑环表面设有上表面为圆弧结构的减震板，所述减震板上间隔设有分流扇叶。

进一步的，所述外管一端与所述内管通过法兰连接，所述外管另一端设有环状凸块，所述内管上设有固定环，且所述固定环上设有与所述凸块匹配的凹槽，所述凹槽内设有密封圈，所述外环的环壁与凸块之间与所述固定环接触的位置填充有密封料。

进一步的，所述内管上设有螺旋状挡流板。

进一步的，所述溢流板上对称设有溢流孔，所述溢流孔为圆弧状。

进一步的，所述内管出口端可拆卸连接有水蒸汽过滤器。

进一步的，所述水蒸汽过滤器的滤芯采用氧化钙颗粒或吸水树脂。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型的热流体缓冲机构可通过其在内管上转动，当热流体冲击分流扇叶时，避免热流体对某个分流扇叶持续击打，因此，分流扇叶在起到导流热流体的同时还可避免被持续击打，减震板表面为圆弧形，可更好的将热流体分散到两侧溢流板旁，溢流板上设溢流孔可供热流体溢出，避免了热流体直接击打内管，防止内管某处被持续击打碰撞而引起噪音，提高了内管的使用寿命；

2、本实用新型外管一端与内管法兰连接，另一端通过凸块与内环上的固定环密封契合，从而使得外管在清洗或者更换的时候能方便的从内管上褪下，操作简单方便；

3、本实用新型在内管出口端可拆卸连接有水蒸汽过滤器，可根据实际情况对气化后的二氧化碳中的水蒸汽进行清除，避免水蒸汽在后续输送过程中冷凝后腐蚀堵塞管路。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型实施例提供的套管式二氧化碳井下换热器的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面图；

图3为热流体缓冲机构的侧视图；

图4为图1中的B处的放大图；

图中：

1、内管 2、外管 3、弯管

4、膨胀节 5、连通管 6、出液管

7、进液管 8、密封轴承 9、支撑环

10、溢流板 11、减震板 12、分流扇叶

13、凸块 14、固定环 15、凹槽

16、密封圈 17、密封料 18、挡流板

19、溢流孔 20、水蒸汽过滤器。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1至图4来具体说明本实用新型。

图1为本实用新型实施例提供的套管式二氧化碳井下换热器的结构示意图；图2为图1的 A-A向剖面图；图3为热流体缓冲机构的侧视图；图4为图1中的B处的放大图；如图1～ 4所示，本实施例提供的套管式二氧化碳井下换热器，包括内管1和外管2，所述内管1之间通过U形的弯管3法兰连接，所述外管2固定在内管1上并与内管1之间形成密闭的空腔，所述外管2中部设有膨胀节4，相邻的外管2之间通过连通管5连通，所述连通管5两端分别通过法兰连接外管2上的出液管6及进液管7，所述外管2的进液管7处均设有热流体缓冲机构，所述热流体缓冲机构通过密封轴承8与所述内管1转动连接；

所述热流体缓冲机构包括横截面为圆环状的支撑环9，所述支撑环9两开放端向外圆周方向倾斜设置有溢流板10，两所述溢流板10之间的支撑环9表面设有上表面为圆弧结构的减震板11，所述减震板11上间隔设有分流扇叶12。

本实用新型的热流体缓冲机构可通过其在内管上转动，当热流体冲击分流扇叶时，避免热流体对某个分流扇叶持续击打，因此，分流扇叶在起到导流热流体的同时还可避免被持续击打，减震板表面为圆弧形，可更好的将热流体分散到两侧溢流板旁，溢流板上设溢流孔可供热流体溢出，避免了热流体直接击打内管，防止内管某处被持续击打碰撞而引起噪音，提高了内管的使用寿命。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述外管2一端与所述内管1通过法兰连接，所述外管2另一端设有环状凸块13，所述内管1上设有固定环14，且所述固定环 14上设有与所述凸块13匹配的凹槽15，所述凹槽15内设有密封圈16，所述外环2的环壁与凸块13之间与所述固定环14接触的位置填充有密封料17。

本实用新型外管一端与内管法兰连接，另一端通过凸块与内环上的固定环密封契合，从而使得外管在清洗或者更换的时候能方便的从内管上褪下，操作简单方便。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述内管1上设有螺旋状挡流板18。

需要指出的是，所述溢流板10上对称设有溢流孔19，所述溢流孔19为圆弧状。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述内管1出口端连接有水蒸汽过滤器20。

需要指出的是，所述水蒸汽过滤器20的滤芯采用氧化钙颗粒或吸水树脂。

本实用新型在内管出口端可拆卸连接有水蒸汽过滤器，可根据实际情况对气化后的二氧化碳中的水蒸汽进行清除，避免水蒸汽在后续输送过程中冷凝后腐蚀堵塞管路。

需要说明的是，本实用新型中的固定连接方式采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，在此不再赘述，但由于上述原因，不会影响本领域技术人员的重复再现。

作为举例，在本实用新型中，热流体走外管路程，液体二氧化碳走内管程，两者进行换热，液体二氧化碳吸收热量气化成气体二氧化碳，气态二氧化碳将热量带到地面以上，再次被利用；该换热器可避免热流体持续击打内管某处，不仅避免内管在短时间内损坏，还可降低噪音；且外管不是通过焊接与内管连接，这使得检修或者更换或者清洗外管更加方便。

在本实用新型中，为了便于外管套入内管，外管的凸块离内管的高度要高于内管与弯管连接的法兰高度，这样才能使得外管套入或脱离内管。

并且，相邻的外管之间通过连通管连通，连通管两端分别通过法兰连接外管上的出液管及进液管，这样能够减短出液管及进液管的长度，避免出液管及进液管与外管焊接处承受较大的冲击力，且可根据实际情况选择连通管的长度，从而更好的适应井下的空间。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。