王晓东　周大可　刘洪辰　刘燕妮　沈允

摘 要：重力热管具有传热效率高、成本低廉、结构简单等突出优点，近年来在各领域的应用越来越广泛。常规的重力热管在浅层地热开发中已有先例，但是对于中深层地热资源的开发，传统的重力热管由于自身结构的制约，在底部液池的充液量、长细比、真空保温、气液对流阻力等方面存在一系列的问题；该文针对上述问题，结合国内外中深层地热资源开发的情况，设计了一款新型多级分离式重力热管结构。基于重力热管传热的基本原理，将管长1 000 m以上的超长重力热管分为多级循环系统，每级循环系统既各自独立又互为整体，在循环交界位置设计热池结构，减少传热过程中的热量损失，提高传热效率，有效地提升了地热的传递距离。

关键词：多级分离 重力热管 热循环 热池结构

中图分类号：TB657 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0051-03

1 研制背景

地热是重要的清洁能源，目前在我国的开发利用还处于初级阶段，尤其是高温地热资源的开发，仍存在较多问题。高温地热资源的开发方式主要有3种，即水热系统、EGS系统、单井取热。其中水热系统是目前国内外应用最为广泛的高温地热开发方式[1-3]，冰岛深层钻探计划从2000年开始探索，到2016年，已经钻至5 000 m深度岩层，水温400 ℃～1 000 ℃，是目前世界上地热温度最高的案例。EGS系统在美国、瑞士、日本、澳大利亚、韩国等国家都开展过相关试验，最大井深为5 093 m，最高温度是美国的400 ℃。对于单井取热也就是安装井下换热器，目前应用较少，主要在换热效率以及产液量等方面受限。……