[实用新型]一种扰流式套管换热器

说明书

本实用新型公开了一种扰流式套管换热器，包括外管，内管，扰流装置；其特征在于所述外管竖向的安插在岩土层钻井中，在外管的内壁凸出的一体加工有螺旋式凸起，且外管的底部为封闭式的；所述内管竖向的安装在外管内，在内管的外壁凸出的一体加工有螺旋式凸起，且内管的底部边沿高于外管的底面，内管与外管形成环形空间；所述内管与外管之间横向的固定有扰流装置等结构；该装置能够通过扰动水流，提升套管换热器的换热效率，外管内壁上的螺旋凸起能够促进相近扰流板的转动，增大外层水流的扰动，使其快速加热，内管外壁上旋向相反的螺旋凸起能够使相近的扰流板反向转动，从而实现分区对管内水进行扰动，对水的扰动力度大，因此其换热效率较高。

技术领域

本专利涉及地热能开发利用领域，特别涉及一种扰流式套管换热器。

背景技术

近年来，大气环境污染严重，雾霾治理问题日益突出，传统能源的粗放式发展之路已不可取，大力发展清洁能源刻不容缓。在能源危机日渐加剧和环境保护愈发紧迫的背景下，提高能源利用效率，开发新能源来替代传统能源，减轻环境污染成了当务之急。

地热资源不仅不会对环境造成污染，还能实现全天候、全时段应用，具有绿色低碳、储量大、分布广、稳定性好、利用系数高等特点，对于拥有者来说是一种具有强大竞争力且非常现实的可再生能源，我国是一个地热资源比较丰富的国家，推广地热能开发利用是实现可持续发展的重要途径。

在我们国家，位于3000-10000m深度处干热岩资源丰富且温度较高，可用于发电，而位于地下200-3000m的岩土层，若温度仅有几十或上百度，不足以用来发电，但其温度品位正好属于供热范畴，如果能够开发用于供热，则可以从根本上彻底解决北方地区的采暖问题。

目前，开发地热能用于冬季采暖较常用的技术为直接开采地热水供热；这种方式回灌难度比较大，致使地下水资源的浪费及污染；过量抽取地下热水，会引起地下水位下降，导致局部范围的地面下沉，毁坏道路，地下管道破裂等；过度对地热水资源进行开发和浪费，会出现大气污染、化学污染、地震、地面塌陷等环境和地质问题，是一种不可持续发展的能源利用方式；另外一种方式就是使用惊吓换热器，单一的套管换热器换热效率较低，水在套管内通过地热升温所需要的时间较长，在需水量高峰期、或需水量较大时，根本无法满足实用需求，而且现在的一些采用套管式的换热器，只在内外管上设计凸起，这样仅能够实现对水的轻微扰动，在凸起无法触及的位置，水依然无法被扰动，因此其换热效率还是比较低；此外现在还有一种方式是直接开采地热水。

一种扰流式套管换热器能够在只取热不取水的前提下来换取地热能，避免了由于水的过量开采所造成的水位下降、地面下沉、热储寿命缩短、弃水热污染和化学污染等一系列问题，另外循环工质在通过换热器内部时会受到扰流物的干扰，使得循环工质流动状态发生极大改变，能充分吸收地热能在冬季为地面建筑提供热量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种扰流式套管换热器，能够通过扰动水流，提升套管换热器的换热效率，外管内壁上的螺旋凸起能够促进相近扰流板的转动，增大外层水流的扰动，使其快速加热，内管外壁上旋向相反的螺旋凸起能够使相近的扰流板反向转动，从而实现分区（外侧、中间、内侧）对管内水进行扰动，对水的扰动力度大，因此其换热效率较高。

为解决上述技术问题，本申请提供一种扰流式套管换热器，包括外管，内管，扰流装置；其特征在于所述外管竖向的安插在岩土层钻井中，在外管的内壁凸出的一体加工有螺旋式凸起，且外管的底部为封闭式的；所述内管竖向的安装在外管内，在内管的外壁凸出的一体加工有螺旋式凸起，且内管的底部边沿高于外管的底面，内管与外管形成环形空间；所述内管与外管之间横向的固定有扰流装置；所述外管上端口连通循环工质流入管路；所述内管上端口连通循环工质流出管路；

所述扰流装置包括固定轴，扰流板，轴套；所述轴套上围绕轴套均匀的设有至少三个扰流板，组成扰流单元，所述扰流单元可旋转的安装在固定轴上，在固定轴上安装有至少两个扰流单元，所述固定轴两端垂直的固定在内管与外管之间；所述扰流装置在外管与内管之间逐层交错分布。