[发明专利]地热单井自然对流强化换热系统

说明书

地热单井自然对流强化换热系统，包括金属井、保温管、多孔体系；所述的金属井深入岩石层，在金属井内部设有保温管，所述的保温管与金属井内壁之间形成进水通道，保温管内部形成出水通道，所述的进水通道与出水通道在金属井底部连通；所述的多孔体系设置在金属井底部的外围，所述的多孔体系上部为岩石层，多孔体系中设有相互连通的不规则孔隙，在多孔体系的不规则孔隙中充满水。优点是，大幅度提高单井采热功率。降低工程造价，节约成本。避免对地下水造成影响，保护环境。

技术领域

本发明涉及单井采热设备技术领域，具体涉及一种地热单井自然对流强化换热系统。

背景技术

我国北方地区雾霾严重，特别是冬天采暖季，采暖燃煤进一步加重了雾霾，现阶段对清洁能源采暖技术需求迫切。地热作为一种清洁可再生能源，在北方采暖中越来越受到重视。目前市场上新出现了一种单井地热采暖系统，井深一般大于1000米，采用同轴套管结构，通过金属外壁向岩石取热，通过内保温管将热量输出。由于系统封闭循环，不采地下热水，没有腐蚀结垢，没有回灌等问题，备受市场欢迎。但是该单井地热采暖系统在使用过程中遇到了单井采热功率小，功率衰减快，投资回收期长等难题，限制了单井地热采暖系统的规模化推广。单井地热采暖系统基本不受地域限制，占地小，如果能解决单井换热能力小的问题，该种供暖方式可为我国北方冬季雾霾的解决做出巨大的贡献。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种能有效克服岩石导热系数低，提高单井采热功率的地热单井自然对流强化换热系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

地热单井自然对流强化换热系统，包括金属井、保温管、多孔体系；所述的金属井深入岩石层，在金属井内部设有保温管，所述的保温管与金属井内壁之间形成进水通道，保温管内部形成出水通道，所述的进水通道与出水通道在金属井底部连通；所述的多孔体系设置在金属井底部的外围，所述的多孔体系上部为岩石层，多孔体系中设有相互连通的不规则孔隙，在多孔体系的不规则孔隙中充满水。

作为上述方案的改进，所述的多孔体系径向厚度为20-100m。

作为上述方案的改进，所述的多孔体系中注入支撑剂，所述的支撑剂为金属颗粒或陶瓷颗粒。

作为上述方案的改进，所述的保温管为双层真空管。

本发明具有以下有益效果：

1.大幅度提高单井采热功率。

2.降低工程造价，节约成本。

3.避免对地下水造成影响，保护环境。

附图说明

图1为本发明的换热系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，地热单井自然对流强化换热系统，包括金属井1、保温管2、多孔体系3；所述的金属井1深入岩石层4，在金属井1内部设有保温管2，所述的保温管2与金属井1内壁之间形成进水通道5，保温管2内部形成出水通道6，所述的进水通道5与出水通道6在金属井1底部连通；所述的多孔体系3设置在金属井1底部的外围，所述的多孔体系3上部为岩石层4，多孔体系3中设有相互连通的不规则孔隙，在多孔体系3的不规则孔隙中充满水。所述的多孔体系3径向厚度为20-100m。所述的多孔体系3中注入支撑剂，所述的支撑剂为金属颗粒或陶瓷颗粒。所述的保温管2为双层真空管。

实施例2