中核第四研究设计工程有限公司 曹永凯

0 引言

随着砂岩找矿和地浸采铀技术的突破，高效环保的砂岩地浸铀矿已成为我国铀矿冶发展的主流模式。它与常规采铀方法相比，具有基建投资省、建设周期短、生产成本低、安全环保等优点。同时，由于地浸液来自地表四五百米以下，因而含有浅层地热能，以地浸液为低温水的水源热泵技术，是当前“煤改气、煤改电”背景下我国铀矿冶工程供暖方式的重要突破。

但地浸液作为矿物载体，在作为低温热源使用时存在3个问题：一是水质差，多数地浸液钙镁离子超标；二是温度低，地浸液温度普遍在10～20 ℃之间，甚至更低；三是腐蚀性强，地浸液中氧气、氯离子等浓度较高，尤其是氧浓度超标，易造成热泵设备腐蚀穿孔。

为了克服地浸液源热泵使用中存在的问题，科学合理利用浅层地热能，拟采用间接换热作为水源热泵的能量采集方式。本文引入毛细管换热器作为间接换热的核心部件，并从理论和实验上验证其可行性。

1 毛细管换热器

1985年德国人Donald源于对人体血液循环系统的仿生发明了毛细管网。毛细管换热器由毛细管网栅构成，网栅由4.3 mm×0.85 mm(外径×壁厚)、间隔为10～40 mm的塑料毛细管组成，主管道起分配、汇集换热介质的功能[1]。

毛细管采用聚四氟乙烯(PTFE)或氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)等作为生产原料，具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能，在正常工作条件下，使用寿命可达50 a。毛细管作为末端换热器，以辐射供暖和供冷方式展现出舒适、高效、绿色、方便等诸多优点，其作为空调系统辐射末端已有诸多研究。……