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[发明专利]热虹吸深层地热连通井及其在河道融冰中的应用-CN202310716282.4在审
发明人：戴传山;洪鹏;雷海燕;刘东喜 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： F24T10/15 文献下载
摘要：本发明属于地热资源利用领域，涉及热虹吸深层地热连通井及其在河道融冰中的应用，本发明设计科学合理，创新将热虹吸深层地热连通井应用在河道融冰中，基于中深层地下热能储量大、清洁且可持续、热源稳定且不受气候影响的特点，在河水冰盖下建立自然循环回路，该自然循环回路为封闭循环管路，管内流体不与地层内流体混合接触，对地下环境友好，符合低碳环保的地热资源开发理念。本发明从低功耗的角度出发，以自然循环回路(热虹吸)的方式抽取中深层地热能用于加热河水融冰。提供了一种基于可再生地热资源、不耗功、取热效率高、热源稳定不受气候影响的河道融冰与冰层控制系统，适用于在南水北调工程中转化应用。
虹吸深层地热连通及其河道中的应用

[发明专利]多管回流式中深层地热能单井取热不取水供热系统-CN202211187018.8有效
发明人： 刘东喜;张伟;田军;胡茂芹;孙田依 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： F24T10/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种多管回流式中深层地热能单井取热不取水供热系统，在地热井内安装有井下换热器，该井下换热器上部连接供热供回水管，下部连接地热循环水管，地热循环水管插装至地下取水层，在所述地热循环水管的内部设置有泵室，在所述地热循环水管的下部取水层上部四周同轴围绕设置有若干个单元管束组成的回流管组，所述的回流管组通过固定挡水板安装在所述的地热循环水管上。本发明创新回流管组及挡水密封板、内置泵室、井下换热器结构，在取热过程中，完全没有地热水流出井口，实现了真正意义上的“取热不取水”，在高效实现换热取热的同时大幅度减少潜水泵的功耗，节约电能和运行成本。
回流深层地热能单井取热不取水供热系统

[实用新型]用于地热单井强化换热的直膨式井下换热系统-CN202223058892.X有效
发明人：戴传山;刘东喜;雷海燕;佟远宏;张伟;王月 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： F24T10/17 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种用于地热单井强化换热的直膨式井下换热系统，包括直膨式井下换热器。该换热器包括换热管组，该换热器管组包括工质下降管、工质上升管及阻隔板，工质下降管同轴插装在所述的工质上升管中，形成单个独立的全“U”型换热单元结构。所述的换热器换热管组包括管束式换热管组、半封闭式换热管组及全封闭式换热管组三种结构。本实用新型设计科学合理，创新设计的井下换热器结构简单，无需将地热水抽到地面，深井泵功耗小，经济性好，在实现“取热不取水”的同时，能够提高单井取热功率，进一步提高地热能资源，尤其是中深层地热资源的利用效率。
用于地热强化直膨式井下系统

[实用新型]一种闭环热管式井下换热器-CN202222601194.3有效
发明人：戴传山;刘东喜;雷海燕;缪永慧;赵福艳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： F24T10/40 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种闭环热管式井下换热器，创新处在于地上循环水进水管的圆周管壁上嵌有若干闭环热管，每个闭环热管的一部分在地上循环水进水管与地上循环水出水管形成的循环水主流空间内，另一部分在换热器地热水上升套管与地上循环水外侧进水管形成的空间内。本实用新型利用闭环热管将地热水和地上循环水的换热，通过闭环热管内的流体循环相变，在原来仅在近壁面换热的基础上，增加了通过闭环热管实现主流空间流体的换热。再增大换热面积的同时，利用工质的相变传质过程完成了热量交换，有效增加了地上循环水和地热水之间的换热量，进而提高了系统的取热功率，且在取热过程中，完全没有地热水流出井口，实现了真正意义上的“取热不取水”。
一种闭环热管井下换热器

[发明专利]闭环热管式强化换热系统-CN202211205920.8在审
发明人：戴传山;刘东喜;雷海燕;缪永慧;赵福艳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： F24T10/40 文献下载
摘要：本发明涉及一种闭环热管式强化换热系统，在地热井内由上至下依次设置有循环水端、闭环热管换热器端和地热水端。循环水端的循环水通过闭环热管换热器端与地热水端的地热水实现热量交换后，为地面用户端供热；地热水与循环水在闭环热管换热器端完成热量交换后从闭环热管换热器端流出，流经地热井壁返回地下含水层。本发明创新闭环热管换热器结构，改变了传统井下换热器在管壁间对流换热过程，通过闭环热管内的流体循环相变，在原来仅在近壁面换热的基础上，增加了通过闭环热管实现主流空间流体的换热，闭环热管内传热工质突破了循环水管管壁两侧的冷、热边界层，大幅度降低换热热阻，实现重力作用下的自然循环强化换热过程，可大幅度提高取热功率。
闭环热管强化系统

[发明专利]一种用于地热单井强化换热的直膨式井下换热器及换热系统-CN202211439095.8在审
发明人：戴传山;刘东喜;雷海燕;佟远宏;张伟;王月 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-02-24 - 主分类号： F24T10/17 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于地热单井强化换热的直膨式井下换热器及换热系统，包括直膨式井下换热器。该换热器包括换热管组，该换热器管组包括工质下降管、工质上升管及阻隔板，工质下降管同轴插装在所述的工质上升管中，形成单个独立的全“U”型换热单元结构，所述的换热器换热管组包括管束式换热管组、半封闭式换热管组及全封闭式换热管组三种结构。本发明设计科学合理，创新设计的井下换热器结构简单，无需将地热水抽到地面，深井泵功耗小，经济性好，在实现“取热不取水”的同时，能够提高单井取热功率，进一步提高地热能资源，尤其是中深层地热资源的利用效率。
一种用于地热强化直膨式井下换热器系统

[发明专利]一种公用建筑地热采灌调蓄供暖系统及运行方法-CN202210861343.1在审
发明人：张伟;胡茂芹;刘东喜;吕心力;孟庆瑶;张家琪 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： F24D3/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种公用建筑地热采灌调蓄供暖系统，包括地热井采灌系统、一级调蓄供暖系统和二级调蓄供暖系统，低谷用电期间，地热井开采出的高温地热水通过一级调蓄供暖系统为用户供暖，一次利用后的温水经中间循环泵进入二级调蓄供暖系统释放热量为用户端供暖之后流入回灌储水箱中进行回灌，可实现地热水的二次利用。本发明设计科学合理，采用地热供暖和蓄能耦合技术，利用一级调蓄供暖系统和二级调蓄供暖系统实现了地热水的两次利用，有效降低地热尾水温度，提高地热能资源的利用率，减少资源浪费，同时，根据峰谷电价的运行策略，在低谷用电期对系统进行蓄能，不仅减轻了用电负荷，也降低了系统运行的费用，实现低成本供暖，提高了系统经济效益和社会效益。
一种公用建筑地热采灌调蓄供暖系统运行方法

[发明专利]一种管内渗流蒸发式冷凝装置-CN202010847813.X有效
发明人：张伟;孟庆瑶;吕心力;张家琪;刘东喜 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-08-21 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： F25B39/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种管内渗流蒸发式冷凝装置，包括换热管组、上蓄水池、下蓄水池及风机，换热管组设置在上蓄水池和下蓄水池之间，在上蓄水池和下蓄水池之间设置有蒸发水循环泵，风机设置在上蓄水池上部。蓄水池与换热器主体间由隔板隔离，形成工质流动的壳侧腔体，换热管内为渗流水贴壁下流，工质在管外流动，空气与水在管内进行热湿交换。换热管高出上蓄水池水面，且不探入下蓄水池水面以下，换热管下部与大气连通，在风机的作用下可行成一个自下而上的空气通道。本冷凝装置可减少水泵的能耗，将被需要冷凝的工质换到管外壳侧流动，相较于传统蒸发式冷凝装置大大减小流动阻力，还可大大减少工质泵消耗的能量，并且换热管束更易于布置。
一种渗流蒸发冷凝装置

[发明专利]一种储热式地热能全井段干井采热系统与应用-CN202011122016.1有效
发明人：张伟;刘东喜;张家琪;孟庆瑶;吕心力;任亚鹏;柳佳丽 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-10-20 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： F24T10/15 文献下载
摘要：本发明涉及一种储热式地热能全井段干井采热系统，包括采热供暖单元和地下采热单元，地下采热单元包括中心管，在该中心管外同轴套装有套管，中心管插装贯通经过地热井的低温层和高温层，套管插装在低温层。本采热系统包括供暖回路和蓄热回路，还创新设置预热保温回路，该预热保温回路由热泵机组、外层注水泵、外层注水阀门、外层通道、内层通道、内层抽水泵和旁路阀门组成。本系统打破了地热供暖建筑群对水热型地热供暖系统的依赖，对于无水或出水量较少的干式地热井可将其转化为单井开采系统，充分利用每一口地热井，在相同供暖条件下，可减少地热井的数量，进而减少地热供暖系统的初投资，经济性优势凸显。
一种储热式地热能全井段干井采热系统应用

[实用新型]一种可视化CO2-CN202122714010.X有效
发明人：吕心力;余浩;张伟;张家琪;柳佳丽;任亚鹏;张亚林;岳雯;朱天际;李淑慧;胡茂芹;李晨晨;刘东喜;孟庆瑶 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-11-08 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G01N25/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种可视化CO2混合工质饱和状态点测试系统，包括工质预冷器、工质储罐、蒸发器、换热器、前端预冷器、前端冷凝器、过冷器及可视化观察器，工质预冷器出口端连接至工质储罐入口端，工质储罐出口端连接至蒸发器入口端，在工质预冷器和工质储罐的出口端均设置有管道视镜，在前端预冷器与前端冷凝器之间设置有可视化预冷观察器，在前端冷凝器与过冷器之间设置有可视化冷凝观察器。本实用新型通过可视化窗口的设置，使得实验人员可直观观察到工质相变过程液滴生成和气泡消失的状态，并利用高速摄像仪进行记录，可有效保证实测数据的准确性，对CO2混合工质饱和状态点测试实验具有重要的使用价值，适用于转化应用。
一种可视化 co base sub

[实用新型]一种兼顾取热及储热的中深层闭式地热单井系统-CN202122593410.X有效
发明人：吕心力;张家琪;张伟;余浩;柳佳丽;任亚鹏;朱天际;张亚林;岳雯;孟庆瑶;刘东喜;李淑慧;胡茂芹;李晨晨 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-10-27 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： F24T10/20 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种兼顾取热及储热的中深层闭式地热单井系统，包括中深层地热单井，该中深层地热单井由上至下依次穿过低温岩石层和中高温岩石层，在所述中深层地热单井中插装有内管管路，在所述的中深层地热单井内，所述内管管路外侧同轴套装有环状管路，在所述的内管管路上设置有单向阀。本实用新型设计科学合理、施工简单、造价成本低，提供一种取热系统为闭式单井取热系统，避免了开式取热系统地热水难回灌的问题，本系统的热源为中深层地热能，且采用中间开口的方式，可以实现该系统夏季制冷、冬季供暖的功能，同时实现了在冬季从岩石中取热，在夏季向岩石储热，维护了地下岩石的热平衡，延长了系统的使用寿命。
一种兼顾深层地热系统

[发明专利]一种兼顾取热及储热的地热井运行方法-CN202111253828.4在审
发明人：吕心力;张家琪;张伟;余浩;柳佳丽;任亚鹏;张亚林;朱天际;岳雯;李淑慧;李晨晨;胡茂芹;刘东喜;孟庆瑶 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-10-27 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： F24T10/13 文献下载
摘要：本发明涉及一种兼顾取热及储热的地热井运行方法，该方法包括：冬季供暖阶段和夏季制冷阶段，并通过中深层闭式地热单井系统实现取热及储热的功能，本发明方法中的取热系统为闭式单井取热系统，避免了开式取热系统地热水难回灌的问题，热源为中深层地热能，且采用中间开口的方式，可以实现该系统夏季制冷、冬季供暖的功能。实现了在冬季从岩石中取热，在夏季向岩石储热，维护了地下岩石的热平衡，不仅延长了系统的使用寿命还有效节约了能源，实现能源的高效利用。
一种兼顾地热运行方法

[发明专利]可视化CO2-CN202111313001.8在审
发明人：吕心力;余浩;张伟;张家琪;柳佳丽;任亚鹏;岳雯;张亚林;朱天际;刘东喜;孟庆瑶;李晨晨;李淑慧;胡茂芹 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-11-08 - 公布日： 2022-01-21 - 主分类号： G01N25/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种可视化CO2混合工质饱和状态点测试系统，包括工质预冷器、工质储罐、蒸发器、换热器、前端预冷器、前端冷凝器、过冷器及可视化观察器，工质预冷器出口端连接至工质储罐入口端，工质储罐出口端连接至蒸发器入口端，在工质预冷器和工质储罐的出口端均设置有管道视镜，在前端预冷器与前端冷凝器之间设置有可视化预冷观察器，在前端冷凝器与过冷器之间设置有可视化冷凝观察器。本发明通过可视化窗口的设置，使得实验人员可直观观察到工质相变过程液滴生成和气泡消失的状态，并利用高速摄像仪进行记录，可有效保证实测数据的准确性，对CO2混合工质饱和状态点测试实验具有重要的使用价值，适用于转化应用。
可视化 co base sub

[实用新型]一种低成本运行的地热供暖-储能一体化系统-CN202121244907.4有效
发明人：吕心力;张家琪;张伟;余浩;崔志伟;柳佳丽;任亚鹏;孟庆瑶;刘东喜;张亚林;岳雯;朱天际 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2022-01-04 - 主分类号： F24D3/10 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种低成本运行的地热供暖‑储能一体化系统，在高温板式换热器的换热出口端一支连接集水器入口端，一支连接储能装置入口端，集水器出口端连接至用户入口端，用户出口端设置有分水器，分水器出口端一支连接高温板式换热器换热入口端，一支连接热泵机组入口端，热泵机组出口端一支与高温板式换热器的换热出口端汇合连接至集水器入口端，另一支连接至储能装置入口端，储能装置出口端一支连接高温板式换热器入口端，一支连接热泵机组入口端，还有一支与集水器入口连接通过分水器的一支回流至储能装置形成释能供暖回路。本系统利用地热直接供暖、热泵系统供暖以及储能装置供暖三种供暖方式，平衡各部分的压力，使得供暖储能高效运行。
一种低成本运行地热供暖一体化系统

[发明专利]基于油水置换的浮式储油平台-CN202111282593.1在审
发明人： 刘东喜;雷丽君;王晋;张玉华 -专利权人：上海海事大学
申请日： 2021-11-01 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： B63B25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于油水置换的浮式储油平台，包括浮式平台本体、基座、第一调节座、安装架和档杆。浮式平台本体外表面周向设置有多个环耳，基座固定在浮式平台本体上，并位于相邻两个环耳之间；第一调节座由上下两个板面和固定在两个板面之间的第一导柱构成，第一导柱贯穿基座；安装架的两端分别套接在第一调节座上下板面与基座之间的第一导柱上。上述浮式储油平台，当浮式平台本体随着海面波浪的影响或托运的影响在高度上发生变化或倾斜时，两个交叉的缆绳会对挡杆产生纵向上的力，为适应该变化挡杆可以通过弹性件进行适应性的调整高度，避免挡杆自身损坏，也避免了缆绳在牵引中发生位置变化时与挡杆之间的作用力较大损坏缆绳。
基于油水置换储油平台

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