專(zhuān)利名稱(chēng)：高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種換熱器，特別是涉及一種高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器。
背景技術(shù)：
地?zé)崾且环N取之不盡的低碳能源。高溫地?zé)岚l(fā)電的CO2排放量是煤炭的1/10、石油的1/9、天然氣的1/6。積極開(kāi)發(fā)和利用地?zé)豳Y源，能夠?yàn)閼?yīng)對(duì)全球氣候變暖嚴(yán)重威脅人類(lèi)生存安全的問(wèn)題，節(jié)約能源，減少CO2排量，減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染發(fā)揮重要的作用。我國(guó)地?zé)豳Y源分布廣泛，高溫地?zé)嶂饕植荚诘岵氐貐^(qū)，僅西藏目前已知的大于180度的高溫地?zé)峋陀?00多處，發(fā)電潛力達(dá)3000多MW。但由于高溫地?zé)岽蠖嗍怯梢?、氣、·固多相成分組成的混合流體，化學(xué)組分十分復(fù)雜，流體內(nèi)鹽的含量很高(礦化度一般都在1000mg/L以上,最高可能超過(guò)10000mg/L),所以高溫地?zé)衢_(kāi)發(fā)中存在著嚴(yán)重的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，并且一直未能找到有效的解決辦法。這嚴(yán)重制約了我國(guó)高溫地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)和利用，使我國(guó)高溫地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)和利用一直停滯不前，沒(méi)有新的發(fā)展。近年來(lái)，隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，節(jié)能減排和可再生能源發(fā)展的需要，地?zé)豳Y源的利用正逐漸受到人們的重視，相關(guān)技術(shù)的研究也開(kāi)始起步。目前，換熱技術(shù)已是一項(xiàng)非常成熟的節(jié)能技術(shù)。換熱器在節(jié)能、能量轉(zhuǎn)換、能量回收，以及能源利用領(lǐng)域的重要性日益增加。換熱器廣泛應(yīng)用于加工、動(dòng)力、空調(diào)、制冷、低溫?zé)崃炕厥铡⑻娲剂系确矫?，已成為現(xiàn)代能源利用的重要設(shè)備。換熱器的類(lèi)型很多，可以根據(jù)各種能源利用的實(shí)際需要，按照用途、結(jié)構(gòu)形式、體積大小等進(jìn)行選擇。為了確保換熱器功能的正常發(fā)揮，需要綜合考慮換熱器的使用目的、使用環(huán)境、使用條件等多方面因素，以使換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠適合客觀條件的要求。由于高溫地?zé)岬臈l件十分復(fù)雜，地?zé)峋畠?nèi)環(huán)境惡劣，高溫地?zé)崃黧w存在嚴(yán)重的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，所以盡管現(xiàn)有的換熱器的類(lèi)型很多，但現(xiàn)有的各類(lèi)換熱器均無(wú)法適用于高溫地?zé)岬目陀^環(huán)境。例如在使用過(guò)程中換熱器會(huì)因地?zé)岙a(chǎn)生的腐蝕結(jié)垢，而使其內(nèi)部的換熱通道的截面逐漸減小從而降低地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的效率，甚至?xí)驌Q熱通道被完全堵塞，而致使循環(huán)出現(xiàn)斷流，造成系統(tǒng)不能正常運(yùn)行的情況發(fā)生。據(jù)研究資料顯示，高溫地?zé)嵩诘責(zé)醿?chǔ)層中或地?zé)峋畠?nèi)溫度和壓力沒(méi)有變化的條件下，腐蝕結(jié)垢的現(xiàn)象并不會(huì)發(fā)生。為此，可以選擇采用井內(nèi)換熱的方法，在地?zé)峋畠?nèi)直接進(jìn)行換熱，從而避免地?zé)岚l(fā)電設(shè)備的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高溫地?zé)岬恼ｉ_(kāi)發(fā)和利用。第一，由于采用井內(nèi)換熱，地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)不必直接接觸高溫地?zé)崃黧w，可以有效避免高溫地?zé)崃黧w對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題。第二，由于采用井內(nèi)換熱，井內(nèi)換熱器內(nèi)部循環(huán)的流體不是高溫地?zé)崃黧w，因此不存在地?zé)釋?duì)換熱器造成結(jié)垢堵塞的問(wèn)題。第三，由于采用井內(nèi)換熱，換熱器下入地?zé)峋畠?nèi)后，在下入換熱器的井段的截面積(指換熱器與地?zé)峋芑蚓诘沫h(huán)狀間隙)會(huì)減小約60-70%，這會(huì)使地?zé)崃黧w在該井段內(nèi)形成的高速流，進(jìn)而產(chǎn)生較強(qiáng)的“自潔”作用，有效地減少或延緩流體內(nèi)固相成分的結(jié)晶堆積，從而大大減輕井內(nèi)的結(jié)垢問(wèn)題，延長(zhǎng)地?zé)峋氖褂弥芷?。[0009]由此可見(jiàn)，在高溫地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)和利用中采用井內(nèi)換熱技術(shù)，是一種可行的地?zé)釤崮芾梅桨?，并且其方法?jiǎn)潔、實(shí)用。而這種井內(nèi)換熱技術(shù)的關(guān)鍵則在于換熱器的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)必須適應(yīng)于地?zé)峋慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和高溫地?zé)釛l件，并且能夠保證在復(fù)雜的高溫地?zé)岘h(huán)境中實(shí)現(xiàn)正常換熱。有鑒于此陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其能夠適應(yīng)在地?zé)峋畯叫?、井?nèi)空間狹窄、井筒長(zhǎng)度(深度)大，井內(nèi)呈高溫高壓狀態(tài)，高溫地?zé)峋哂懈g結(jié)垢性，實(shí)際換熱流量大等復(fù)雜條件下進(jìn)行換熱，并保證換熱功能正常，同時(shí)還具有較長(zhǎng)的使用壽命，并且通過(guò)其采用管狀同心螺旋式的換熱器主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還能夠提高換熱效率，而且其構(gòu)造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，非常適于實(shí)用。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其包括一換熱器主體和一底部返流室；其中所述換熱器主體是包括外管和內(nèi)管的管狀同心式結(jié)構(gòu)，并且在所述內(nèi)管的外壁上設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)流板；所述底部返流室固設(shè)于所述換熱器主體的一端連通所述內(nèi)管的內(nèi)部和所述內(nèi)管與所述外管之間形成的環(huán)狀空間；所述換熱器主體的另一端分別設(shè)置有一低溫流體入口和一高溫流體出口，所述低溫流體入口是與所述內(nèi)管和所述外管之間形成的環(huán)狀空間連通，所述高溫流體出口是與所述內(nèi)管的內(nèi)部連通。本實(shí)用新型的目的以及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中所述螺旋狀導(dǎo)流板是與所述內(nèi)管的軸線(xiàn)呈45°角環(huán)繞所述內(nèi)管布置于所述內(nèi)管的外壁上，并抵靠于所述外管的內(nèi)壁。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中在所述內(nèi)管的內(nèi)部設(shè)置有一襯管，并且在所述內(nèi)管的內(nèi)壁上噴涂一層涂料涂層；或者在所述內(nèi)管的內(nèi)壁和外壁上都分別噴涂一層涂料涂層。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中所述底部返流室具有一開(kāi)口端及一封閉端；所述開(kāi)口端與所述外管的一端固連；所述封閉端的外壁上設(shè)置有肋片，所述肋片是與所述封閉端的外壁及設(shè)置于該端頂部的一鋼圈固連。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中所述外管是由波紋不銹鋼薄板輥卷焊接而成的鋼管。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中所述外管的外徑為166mm ;所述波紋不銹鋼薄板的厚度為2. 5mm，其波紋高度為5mm，寬度為20mm，且其波紋與軸向呈小于45°的角；所述內(nèi)管是壁厚為8mm、直徑為120mm的鋼管；所述襯管的壁厚為I. 5mm,所述涂料涂層的厚度為0. 5mmo前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中所述肋片的厚度為3_。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，還包括一連接管和一上接頭；所述低溫流體入口是設(shè)置于所述上接頭一端的側(cè)壁上，所述上接頭的另一端是與所述連接管的一端固連，而所述連接管的另一端是與所述換熱器主體的所述外管的另一端固連；所述內(nèi)管的一端是穿過(guò)所述連接管和所述上接頭而由所述上接頭設(shè)置有所述低溫流體入口的一端的端部伸出；所述高溫流體出口是設(shè)置于所述內(nèi)管伸出所述上接頭的一端的側(cè)壁上。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中所述換熱器主體是由多節(jié)芯體通過(guò)外管接箍固連而成；其中每一節(jié)所述芯體都是包括外管和內(nèi)管的管狀同心式結(jié)構(gòu)，并且在每一節(jié)所述芯體的所述內(nèi)管的外壁上均設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)流板；所述底部返流室與所述換熱器主體、所述換熱器主體與所述連接管、以及所述連接管與所述上接頭也是通過(guò)所述外管接箍固連。前述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其中每一節(jié)所述芯體的所述外管的兩端是分別與兩個(gè)所述外管接箍的一端焊接，并且每一節(jié)所述芯體的所述外管、所述內(nèi)管及設(shè)置于其兩端的兩個(gè)所述外管接箍還分別與設(shè)置于每一節(jié)所述芯體兩端的所述內(nèi)管和所述外管之間的兩塊固定板焊接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果一、本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器相當(dāng)于一個(gè)換熱器的“芯體”，其與地?zé)峋砉餐瑯?gòu)成一個(gè)巨大的“換熱器”，形成一個(gè)“換熱器”的完整結(jié)構(gòu)。其中這個(gè)巨大的“換熱器”是將地?zé)峋鳛閾Q熱器的組成部分(即“換熱器”的外殼)，巧妙地利用地?zé)峋目陀^條件，在井內(nèi)截面積較小的條件下，盡可能地?cái)U(kuò)大了換熱器內(nèi)的循環(huán)通道面積，從而能夠滿(mǎn)足地?zé)岽罅髁繐Q熱的要求。二、本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器在符合換熱器設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合地?zé)峋奶攸c(diǎn)，簡(jiǎn)化了換熱器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，由于借用地?zé)峋木芎途谧鳛椤皳Q熱器”的外殼，省去了管狀換熱器的外殼，從而大大降低了設(shè)計(jì)加工的成本和現(xiàn)場(chǎng)的安裝費(fèi)用等。三、本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器在地?zé)峋畯捷^小的狹窄空間內(nèi)及井內(nèi)高溫高壓、地?zé)崃黧w成分復(fù)雜、含鹽量大的條件下，采用螺旋狀導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)提高了換熱效率，并且能夠始終保證換熱器內(nèi)部循環(huán)的正常進(jìn)行，達(dá)到正常換熱的目的。四、本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器解決了其他換熱器無(wú)法用于的高溫地?zé)釗Q熱的問(wèn)題。綜上所述，本實(shí)用新型是有關(guān)于一種高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其通過(guò)在換熱器下入井內(nèi)后，與地?zé)峋餐瑯?gòu)成一個(gè)特別巨大的“換熱器”整體，而使下入的換熱器相當(dāng)于這個(gè)巨大的“換熱器”整體的“芯體”。其中高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器包括上接頭、連接管、換熱器主體及底部返流室，換熱器主體為管狀同心螺旋式結(jié)構(gòu)，以?xún)?nèi)、外管之間形成的環(huán)狀空間、底部返流室、內(nèi)管的內(nèi)部構(gòu)成換熱流體的循環(huán)通道。換熱器主體可以由多個(gè)單節(jié)芯體構(gòu)成，在地?zé)岈F(xiàn)場(chǎng)下入井內(nèi)前連接組裝成換熱器整體。可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件通過(guò)增加或減少芯體的數(shù)量來(lái)增加或減少換熱器的換熱面積。其中每節(jié)芯體的內(nèi)、外管之間的環(huán)狀空間設(shè)計(jì)為螺旋狀，有利于循環(huán)流體形成紊流狀，并可以延長(zhǎng)換熱流體的循環(huán)路程。而外管作為主要的換熱部件，可以選用耐腐蝕高導(dǎo)熱(如不銹鋼材質(zhì))的波紋薄板制作，其波紋狀可增大換熱面積。底部返流室的外壁可以通過(guò)加焊肋片，增加底部強(qiáng)度，并通過(guò)沸騰換熱的過(guò)程強(qiáng)化局部換熱的效果。在腐蝕結(jié)垢十分嚴(yán)重的條件下，使用井內(nèi)換熱器，能夠在地?zé)峋M小的空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)地?zé)岽罅髁康膿Q熱要求，保證地?zé)嵯到y(tǒng)的正常運(yùn)行，解決了目前高溫地?zé)釤o(wú)法開(kāi)發(fā)利用的問(wèn)題，對(duì)地?zé)岬吞寄茉吹睦煤凸?jié)能減排意義重大。本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖I是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的換熱過(guò)程的示意圖。圖3是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的內(nèi)管的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的底部返流室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的芯體的結(jié)構(gòu)示意圖。
I:高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器2:地?zé)醿?chǔ)層
3 低溫的換熱流體4:高溫的換熱流體
5 地?zé)崃黧w10換熱器主體
11:外管12:內(nèi)管
13螺旋狀導(dǎo)流板14低溫流體入口
15高溫流體出口20:底部返流室
21開(kāi)口端22:封閉端
23肋片24:鋼圈
30連接管40:上接頭
50芯體51:外管
52:內(nèi)管53:螺旋狀導(dǎo)流板
60外管接箍70:固定板
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)可對(duì)本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。請(qǐng)參閱圖I所示，是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器主要是由一換熱器主體10和一底部返流室20構(gòu)成。其中換熱器主體10是包括外管11和內(nèi)管12的管狀同心式結(jié)構(gòu)，并且在內(nèi)管12的外壁上設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)流板13。底部返流室20是固設(shè)于換熱器主體10的一端連通內(nèi)管12的內(nèi)部和內(nèi)管12與外管13之間形成的環(huán)狀空間。同時(shí)在換熱器主體10的另一端還分別設(shè)置有一低溫流體入口 14和一高溫流體出口 15。其中低溫流體入口 14是與內(nèi)管12和外管11之間形成的環(huán)狀空間連通，高溫流體出口 15是與內(nèi)管12的內(nèi)部連通。請(qǐng)參閱圖2所示，是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的換熱過(guò)程的示意圖。本實(shí)用新型使低 溫的換熱流體3由低溫流體入口 14進(jìn)入換熱器內(nèi)，經(jīng)外管11與內(nèi)管12之間形成的環(huán)狀空間、底部返流室20以及內(nèi)管12的內(nèi)部所構(gòu)成的通道，成為高溫的換熱流體4由高溫流體出口 15流出換熱器。其中在流體流經(jīng)換熱器的過(guò)程中，低溫的換熱流體3經(jīng)外管11的管壁和底部返流室20的外壁與地?zé)峋畠?nèi)的地?zé)崃黧w5進(jìn)行熱交換(吸熱)，從而使低溫的換熱流體3轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷氐膿Q熱流體4。因此本實(shí)用新型的外管11和底部返流室20是主要的換熱部件。另外，在使用本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器時(shí)，在地?zé)峋木谶€需要設(shè)置控制地?zé)崃黧w流量的壓力控制裝置。由于深層地?zé)崃黧w自身的壓力較大，在換熱器外部與地?zé)峋畠?nèi)部所形成的空間內(nèi)能夠自流動(dòng)上升(噴涌)，隨著地?zé)崃黧w高度的增加，地?zé)崃黧w自身的壓力會(huì)降低，如果不對(duì)地?zé)峋谔幍膲毫M(jìn)行控制，會(huì)導(dǎo)致地?zé)崃黧w因壓力降低而產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，從而導(dǎo)致地?zé)峋诜舛?，地?zé)崃黧w不能自流動(dòng)，進(jìn)而無(wú)法與換熱器進(jìn)行有效的對(duì)流換熱。另外，本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器還可具有一連接管30和一上接頭40，如圖I所示。其中，低溫流體入口 14是設(shè)置于上接頭40—端的側(cè)壁上，上接頭40的另一端是與連接管30的一端固連，而連接管30的另一端是與換熱器主體10的外管11的另一端固連。本實(shí)用新型內(nèi)管12的一端是穿過(guò)連接管30和上接頭40而由上接頭40設(shè)置有低溫流體入口 14的一端的端部伸出，而高溫流體出口 15是設(shè)置于內(nèi)管12伸出上接頭40的一端的側(cè)壁上。如圖3所示，是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的內(nèi)管的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的螺旋狀導(dǎo)流板13是與內(nèi)管12的軸線(xiàn)呈45°角環(huán)繞內(nèi)管12布置于內(nèi)管12的外壁上，并且其還抵靠于外管11的內(nèi)壁。本實(shí)用新型通過(guò)將內(nèi)管12和外管11之間形成的環(huán)狀空間借助螺旋狀導(dǎo)流板13設(shè)計(jì)為螺旋狀通道，一方面可以延長(zhǎng)流體換熱的路程，促使換熱流體延長(zhǎng)換熱時(shí)間；另一方面還可以使換熱流體形成紊流狀，增強(qiáng)換熱效果。此外螺旋狀導(dǎo)流板13還可以作為外管11管壁的支撐，用于加強(qiáng)外管11的抗壓強(qiáng)度。本實(shí)用新型為了增大內(nèi)管12的換熱熱阻，減少熱損失，還可以在內(nèi)管12的內(nèi)部設(shè)置一襯管，并且同時(shí)在內(nèi)管12的內(nèi)壁上噴涂一層涂料涂層?；蛘咭部梢圆粌?nèi)置襯管，而通過(guò)在內(nèi)管12的內(nèi)壁和外壁上都分別噴涂一層涂料涂層，來(lái)增大內(nèi)管12的換熱熱阻，減少熱損失。如圖4所示，是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的底部返流室的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的底部返流室20具有一開(kāi)口端21及一封閉端22。其中開(kāi)口端21是與外管11的一端固連。封閉端22的外壁上設(shè)置有肋片23，肋片23是與封閉端22的外壁及設(shè)置于該端頂部的一鋼圈24固連。由于底部返流室20主要是作為換熱流體加熱后返回的重要結(jié)構(gòu)，因此在其在外壁加焊肋片23并設(shè)置鋼圈24可以增加換熱器底部的強(qiáng)度，并同時(shí)加強(qiáng)底部返流室20外壁的局部換熱效果。其中在底部返流室20的一端設(shè)置鋼圈24主要用于固定并保護(hù)(下管時(shí)防撞損)肋片23，但由于其本身導(dǎo)熱系數(shù)較大，因此可以在不影響肋片23換熱的前提下，小幅度地提高局部換熱效果。[0044]請(qǐng)參閱圖5所示，是本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的芯體的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的換熱器主體10可以是由多節(jié)芯體50通過(guò)外管接箍60固連而成。其中構(gòu)成本實(shí)用新型換熱器主體10的每一節(jié)芯體50都是一個(gè)包括外管51和內(nèi)管52的管狀同心式結(jié)構(gòu)，并且在每一節(jié)芯體50的內(nèi)管52的外壁上均設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)流板53。其中每一節(jié)芯體50的外管51的兩端是分別與兩個(gè)外管接箍60的一端焊接，同時(shí)每一節(jié)芯體50的外管51、內(nèi)管52以及設(shè)置于其兩端的兩個(gè)外管接箍60還分別與設(shè)置于每一節(jié)芯體50兩端的內(nèi)管52和外管51之間的兩塊固定板70焊接。此外，本實(shí)用新型的底部返流室20與換熱器主體10、換熱器主體10與連接管30、以及連接管30與上接頭40也可以是通過(guò)外管接箍60和固定板70固連。由此，本實(shí)用新型的換熱器可以采用在工廠內(nèi)單節(jié)加工，以及單節(jié)運(yùn)輸，而在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，在下入井內(nèi)前軸向連接組合為整體的方式。本實(shí)用新型的換熱器的規(guī)格可以按照地?zé)峋木畯竭M(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足不同井徑和不同項(xiàng)目的要求。如以8寸井管的地?zé)峋?，使用?80換熱器為例(其中8寸是指地?zé)峋椎闹睆?，?180是指換熱器的外直徑為180_)，本實(shí)用新型的外管11的外徑可以為166mm,并且可以是采用厚度為2. 5mm的耐腐蝕高導(dǎo)熱的波紋不銹鋼薄板輥卷焊接而成，以通過(guò)外管11的波紋狀表面增大換熱面積。其中波紋不銹鋼薄板的波紋高度可以為5_，寬度可以為20mm，且其波紋與外管的軸向(亦即地?zé)峋@孔的垂直方向)是呈小于45°的角。在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型的外管11采用波紋狀的表面相比于不采用波紋狀的表面可以增大換熱面積約15%。本實(shí)用新型的內(nèi)管12可以采用壁厚為8mm、直徑為120mm的普通鋼管。其內(nèi)部增設(shè)的襯管的壁厚為I. 5_，所噴涂的涂料涂層的厚度為O. 5mm ;或者也可以不內(nèi)置襯管，而在內(nèi)管12的內(nèi)、外壁上均噴涂厚度O. 5mm的涂料涂層，以增大內(nèi)管12的換熱熱阻，減少熱損失。在本實(shí)施例中，在本實(shí)用新型的內(nèi)管12的外壁上設(shè)置螺旋狀導(dǎo)流板13而使內(nèi)、外管之間的環(huán)狀空間形成螺旋狀相比于不設(shè)置螺旋狀導(dǎo)流板13可以延長(zhǎng)換熱流體的循環(huán)路程約43%。而本實(shí)用新型的底部返流室20的外壁上加焊的肋片23的厚度可以為3_。由于本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的設(shè)計(jì)是采用管狀同心螺旋式結(jié)構(gòu)，其截面為圓形，并且是采用內(nèi)管和外管形成的環(huán)狀空間進(jìn)行換熱、而由底部折返、并由內(nèi)管直接返回的方式，因此能夠保證換熱流體的正常循環(huán)，達(dá)到換熱的要求。當(dāng)本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器被下入井地?zé)醿?nèi)后，其與地?zé)峋餐瑯?gòu)成一個(gè)巨大的“換熱器”。本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器相當(dāng)于這個(gè)巨大的“換熱器”的“芯體”，通過(guò)外管的管壁把井內(nèi)地?zé)崃黧w的熱量傳遞給本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器內(nèi)流動(dòng)的換熱流體，使其升溫，實(shí)現(xiàn)換熱的目的。由于地?zé)峋木查L(zhǎng)度很大，本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器可以是由多個(gè)單節(jié)組成，其完全可以根據(jù)實(shí)際換熱的需要，通過(guò)增加或減少單節(jié)的數(shù)量，來(lái)滿(mǎn)足擴(kuò)大或減少換熱面積的要求，從而達(dá)到較好的換熱效果。同時(shí)，為了保證本實(shí)用新型的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的使用安全，本實(shí)用新型高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器的外管可以選用不銹鋼等材料制造，以增加其抗腐蝕性；而內(nèi)管和外管之間設(shè)置的螺旋狀導(dǎo)流板，則可以使循環(huán)流體形成紊流狀從而增強(qiáng)換熱效果，另外其還可以作為外管壁的支撐，以加強(qiáng)外管的抗壓強(qiáng)度，使得換熱器整體具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和耐腐蝕性，從而保證換熱器的使用壽命。[0050]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其包括一換熱器主體和一底部返流室；其中所述換熱器主體是包括外管和內(nèi)管的管狀同心式結(jié)構(gòu)，并且在所述內(nèi)管的外壁上設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)流板；所述底部返流室固設(shè)于所述換熱器主體的一端連通所述內(nèi)管的內(nèi)部和所述內(nèi)管與所述外管之間形成的環(huán)狀空間；所述換熱器主體的另一端分別設(shè)置有一低溫流體入口和一高溫流體出口，所述低溫流體入口是與所述內(nèi)管和所述外管之間形成的環(huán)狀空間連通，所述高溫流體出口是與所述內(nèi)管的內(nèi)部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中所述螺旋狀導(dǎo)流板是與所述內(nèi)管的軸線(xiàn)呈45°角環(huán)繞所述內(nèi)管布置于所述內(nèi)管的外壁上，并抵靠于所述外管的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中在所述內(nèi)管的內(nèi)部設(shè)置有一襯管，并且在所述內(nèi)管的內(nèi)壁上噴涂一層涂料涂層；或者在所述內(nèi)管的內(nèi)壁和外壁上都分別噴涂一層涂料涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中所述底部返流室具有一開(kāi)口端及一封閉端；所述開(kāi)口端與所述外管的一端固連；所述封閉端的外壁上設(shè)置有肋片，所述肋片是與所述封閉端的外壁及設(shè)置于該端頂部的一鋼圈固連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中所述外管是由波紋不銹鋼薄板輥卷焊接而成的鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中所述外管的外徑為166mm ;所述波紋不銹鋼薄板的厚度為2. 5mm,其波紋高度為5mm,寬度為20mm,且其波紋與軸向呈小于45°的角；所述內(nèi)管是壁厚為8mm、直徑為120mm的鋼管；所述襯管的壁厚為I. 5mm,所述涂料涂層的厚度為0. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中所述肋片的厚度為3mm o
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其還包括一連接管和一上接頭；所述低溫流體入口是設(shè)置于所述上接頭一端的側(cè)壁上，所述上接頭的另一端是與所述連接管的一端固連，而所述連接管的另一端是與所述換熱器主體的所述外管的另一端固連；所述內(nèi)管的一端是穿過(guò)所述連接管和所述上接頭而由所述上接頭設(shè)置有所述低溫流體入口的一端的端部伸出；所述高溫流體出口是設(shè)置于所述內(nèi)管伸出所述上接頭的一端的側(cè)壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中所述換熱器主體是由多節(jié)芯體通過(guò)外管接箍固連而成；其中每一節(jié)所述芯體都是包括外管和內(nèi)管的管狀同心式結(jié)構(gòu)，并且在每一節(jié)所述芯體的所述內(nèi)管的外壁上均設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)流板；所述底部返流室與所述換熱器主體、所述換熱器主體與所述連接管、以及所述連接管與所述上接頭也是通過(guò)所述外管接箍固連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其特征在于其中每一節(jié)所述芯體的所述外管的兩端是分別與兩個(gè)所述外管接箍的一端焊接，并且每一節(jié)所述芯體的所述外管、所述內(nèi)管及設(shè)置于其兩端的兩個(gè)所述外管接箍還分別與設(shè)置于每一節(jié)所述芯體兩端的所述內(nèi)管和所述外管之間的兩塊固定板焊接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器，其通過(guò)將換熱器下入井內(nèi)后，與地?zé)峋餐瑯?gòu)成一個(gè)巨大的“換熱器”整體，而使下入的換熱器相當(dāng)于這個(gè)巨大的“換熱器”整體的“芯體”，使得在腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重的條件下，在地?zé)峋M小的空間內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)地?zé)岽罅髁康膿Q熱要求，并保證地?zé)嵯到y(tǒng)的正常運(yùn)行。其中高溫地?zé)峋畠?nèi)換熱器主要包括換熱器主體及底部返流室，換熱器主體為管狀同心螺旋式結(jié)構(gòu)，以?xún)?nèi)管和外管之間形成的環(huán)狀空間、底部返流室、內(nèi)管的內(nèi)部構(gòu)成換熱流體的循環(huán)通道，使流體在流經(jīng)換熱器的過(guò)程中經(jīng)外管的管壁和底部返流室的外壁與井內(nèi)的地?zé)崃黧w進(jìn)行熱交換。本實(shí)用新型解決了目前高溫地?zé)釤o(wú)法開(kāi)發(fā)利用的問(wèn)題，對(duì)地?zé)崮茉吹拈_(kāi)發(fā)和利用具有重要意義。
文檔編號(hào)F28F9/24GK202485498SQ20122009647
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者陳建平 申請(qǐng)人:陳建平