專利名稱：一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置。
背景技術：
地熱能一種來自于地球內(nèi)部的能量，主要是由放射性元素衰變而產(chǎn)生的,在地球 內(nèi)部溫度最高可達幾千攝氏度，并且地熱能通過地下水的深處循環(huán)和極深處的巖漿侵入被帶至地表附近。全球各個地區(qū)的地熱增溫率各不相同，在亞洲，大約每增深100米，溫度增高2. 5°C;在北美洲，大約每增深100米，溫度增高2 2. 5°C。因此地熱能是一種具有清潔和可再生的能源，其開發(fā)前景十分廣闊。地殼中的溫度可分三層第一層叫外熱層(變溫層)，該層主要接收來自太陽的輻射熱能，該層溫度隨緯度的高低、海陸分布、季節(jié)、晝夜和植被的變化而不同；第二層叫常溫層(恒溫層)，該層為外熱層的下部界面(即內(nèi)、外熱層的分界面)，該層溫度大致為當?shù)氐哪昶骄鶞囟?；第三層叫?nèi)熱層(增溫層)，該層不受太陽輻射的影響，主要接收來自地球內(nèi)部的地熱能，其次接收由其他能量(如機械能、化學能、重力能、旋轉(zhuǎn)能等)轉(zhuǎn)化而來的熱能。目前開采地熱能的主要方式是抽取地熱水，即將深井打至地下深層的巖層中，抽取深層地下水至地表進行熱交換。在地熱水資源豐富的地區(qū)，開采地熱水不僅運行費用低廉(僅在建設時需要較大的投入)，可用于供熱和發(fā)電，而且能有效地降低石油的消耗，降低碳排放。但是該開采方式還有不足之處在我國許多地區(qū)，通常出于成本考慮，冷卻后的地熱水沒有進行回灌處理，直接排放于地表，略帶余溫的地熱水會對土壤造成熱污染，同時由于地熱水中一般含有氟、硫等有害物質(zhì)，也會對土壤造成化學污染；并且無規(guī)劃地私自開采地熱水，會使得地下水水位下降，容易引起底面沉降，引發(fā)地質(zhì)災害。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種從地殼增溫層中獲取熱量的裝置，該裝置應具有效率高、使用壽命長以及結構簡單、投資較小、運行成本較低的特點。本實用新型采用的技術方案是一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，包括利用鉆機在地殼上豎直鉆制而形成的深井；其特征在于所述深井往下延伸至地殼增溫層，深度大于800米；深井中還配置有金屬材料制成以利于用于輸水的U形管，該U形管往下懸伸至深井底部而其進水管的管口和出水管的管口均在地面；進水管上安裝有止回閥，進水管的管口與連通壓力水源的水管接通；出水管上安裝有開關用的閥門。所述U形管的底端為一水箱，所述進水管和出水管的底端均與該水箱相連通。所述進水管的底端管口還在水箱內(nèi)往下延伸一段距離，以利于沖刷去垢。所述U形管為不銹鋼管。[0012]所述U形管的出水管，離地面800米處至地面部份的外表面敷有保溫材料。所述深井的深度為1000米至3000米。本實用新型的工作原理是從進水管管口輸入的水進入深井后，經(jīng)地殼增溫層加熱轉(zhuǎn)變成熱水或蒸汽回到地面，從出水管管口排出即可進行利用高壓蒸汽可用于汽輪機發(fā)電，熱水或蒸汽都可用于供暖。本實用新型的有益效果是本實用新型只要在進水管輸入水就能通過U形管管壁與增溫層中的地下水進行熱交換，因而熱交換效率較高；在有效利用地熱能量、減少石油煤炭等傳統(tǒng)能源的消耗的同時，避免了原有方式(將地下水抽取至地表進行熱交換)產(chǎn)生的熱污染和化學污染，也能避免地下水回灌至地底時污染地下水源而導致的二次污染；另外還能避免過度抽取地下水引發(fā)水位下降，防止地面沉降；具有環(huán)保和節(jié)能的特點。此外，本實用新型提供的裝置結構簡單，制作難度不高；采用耐腐蝕的不銹鋼的管道，還具有使用壽命長、運行成本較低的特點。

圖I是本實用新型的原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖所示的實施例進一步說明。如圖I所示，采用本實用新型提供的方法制成的地殼增溫層取熱裝置，主體為一置于深井I中的U形管2 ;該深井是用千米鉆機或其它鉆孔設備鉆出的深井，深井的直徑一般在20厘米至120厘米左右，深井的深度大于800米，通常在1000米至3000米左右(在1000米至2000米時整套裝置的性價比最佳)。所述U形管一般應采用導熱效果優(yōu)異以及耐腐蝕的金屬管道(優(yōu)選不銹鋼管)，U形管的兩端管道分別為進水管2-1和出水管2-2，分別連通底部的水箱2-5 (水箱通常與進水管以及出水管焊接固定；水箱大小根據(jù)需要確定)。進水管管徑一般為IOcm 30cm，并且其底端管口 2-6可在水箱內(nèi)往下延伸若干距離(該距離可根據(jù)需要確定)，以使水的流速(圖中箭頭表示水流方向)加快獲得沖刷效果，減小水垢的產(chǎn)生。出水管管徑一般大于進水管管徑，并且出水管在水箱內(nèi)的管口位置應高于進水管。壓力水源(采用水泵壓水或直接接通自來水)通過管道接通進水管后進入深井，吸收地下水的熱量再回到地面從出水管排出，即可加以利用；U形管的進水管上裝有止回閥3，以防止熱水從進水管回流；出水管上裝有閥門7，用于控制出水。U形管的出水管上外敷保溫材料4，該保溫材料可用石棉或塑料發(fā)泡材料制成，可以減少在水流上升過程中的熱量流失，一般從距離地面800米至地面6的部分應當敷上該保溫材料。另外，還可在距離地面一定范圍內(nèi)在井壁與U形管之間加設井塞5 (深井的常規(guī)結構)對U形管進行封閉加固；該井塞的材料通常用保溫材料(石棉等)制成。此外，U形管需定期進行除垢處理；通常可在進水管中輸入酸洗液，關閉出水管并靜止一段時間；待除去進水管、出水管內(nèi)壁上的水垢后，排盡U形管內(nèi)的水并進行適當沖刷、后即成。U形管中的水經(jīng)過地殼增溫層加熱后變成熱水或水蒸汽從出水管排出，高壓蒸汽可用于汽輪機發(fā)電，熱水和蒸汽可用于供暖。
權利要求1.一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，包括利用鉆機在地殼上豎直鉆制而形成的深井(I);其特征在于所述深井往下延伸至地殼增溫層，深度大于800米；深井中還配置有金屬材料制成以利于用于輸水的U形管(2)，該U形管往下懸伸至深井底部而其進水管(2-1)的管口和出水管(2-2)的管口均在地面；進水管上安裝有止回閥(3)，進水管的管口與連通壓力水源的水管接通；出水管上安裝有開關用的閥門(7 )。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，其特征在于所述U形管的底端為一水箱(2-5)，所述進水管和出水管的底端均與該水箱相連通。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，其特征在于所述進水管的底端管口(2-6)還在水箱內(nèi)往下延伸一段距離，以利于沖刷去垢。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種從地殼增溫層獲取熱量的方法，其特征在于所述U形管為不銹鋼管。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，其特征在于所述U形管的出水管，離地面800米處至地面部份的外表面敷有保溫材料(4)。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，其特征在于所述深井的深度為1000米至3000米。
專利摘要本實用新型涉及一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置。所要解決的技術問題是提供的裝置應具有效率高、使用壽命長以及結構簡單、投資較小、運行成本較低的特點。技術方案是一種從地殼增溫層獲取熱量的裝置，包括利用鉆機在地殼上豎直鉆制而形成的深井；其特征在于所述深井往下延伸至地殼增溫層，深度大于800米；深井中還配置有金屬材料制成以利于用于輸水的U形管，該U形管往下懸伸至深井底部而其進水管的管口和出水管的管口均在地面；進水管上安裝有止回閥，進水管的管口與連通壓力水源的水管接通；出水管上安裝有開關用的閥門。所述U形管的底端為一水箱，所述進水管和出水管的底端均與該水箱相連通。
文檔編號F24J3/08GK202470523SQ20122006554
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權日2012年2月27日
發(fā)明者潘金龍 申請人:杭州巖土工程有限公司