一种重力热管防腐系统的制作方法

1.本实用新型涉及地热防腐技术领域，具体涉及一种重力热管防腐系统。


背景技术：

2.超长重力热管具有封闭环保、取热性能高的优点，是中深层地热新兴取热技术之一。重力热管通常由金属制成，长度一般在2000米以上，工质可采用水或氨水等有机工质，在热管蒸发段和冷凝段易发生腐蚀问题，引起工质泄漏，污染岩土，减少热管使用寿命。
3.现有技术中，地热利用系统可通过选取耐腐蚀材质、金属基底修饰涂层、添加防腐剂以及阴极保护等进行腐蚀防护。但是，防腐剂涂料成本过高，并且受压力和温度影响，多数涂料在高温下不稳定，使得防腐涂层性能有限；超常重力热管如果通体采用防腐金属材料，成本将非常高，因此传统防腐技术难以推广应用。
4.因此，本实用新型在于提供一种新式的重力热管防腐系统。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种新式的重力热管防腐系统。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种重力热管防腐系统，该重力热管防腐系统包括：重力热管，由金属制成，所述重力热管包括依次连接的热管蒸发段和热管冷凝段；第一热电单元，设置在所述热管蒸发段的外侧，所述第一热电单元的第一正极紧贴所述热管蒸发段的外壁，所述第一热电单元的第一负极位于远离所述热管蒸发段的外壁的一侧；所述第一热电单元的第一负极通过电连接件与所述热管蒸发段的外壁连接，所述第一热电单元的第一正极接地；第二热电单元，设置在所述热管冷凝段的外侧，所述第二热电单元的第二负极紧贴所述热管冷凝段的外壁，所述第二热电单元的第二正极位于远离所述热管冷凝段的外壁的一侧；所述第二热电单元的第二负极通过电连接件与所述热管冷凝段的外壁连接，所述第二热电单元的第二正极接地；在所述第一热电单元和所述第二热电单元的作用下，形成阴极保护效应。
7.可选地，所述重力热管为超长重力热管。
8.可选地，所述重力热管呈垂直型、水平l型、深u型或水平多分支型中的一种。
9.可选地，所述重力热管呈水平l型时，所述热管蒸发段位于所述重力热管的水平段，所述热管冷凝段位于所述重力热管的垂直段。
10.可选地，所述第一热电单元的长度不大于所述热管蒸发段的长度，所述第二热电单元的长度不大于所述热管冷凝段的长度。
11.可选地，所述第一热电单元和所述第二热电单元均与所述重力热管同轴设置。
12.可选地，所述第一热电单元和/或所述第二热电单元通过串联或并联方式与所述重力热管组成热管同轴模块。
13.可选地，所述热管蒸发段周围的热储温度高于所述重力热管中工质的蒸发温度。
14.可选地，所述热管冷凝段周围的热储温度低于所述重力热管中工质的冷凝温度。
15.可选地，所述重力热管中的工质为氨水。
16.本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
17.1.本实用新型实施例提供了一种重力热管防腐系统，该重力热管防腐系统包括：重力热管，由金属制成，所述重力热管包括依次连接的热管蒸发段和热管冷凝段；第一热电单元，设置在所述热管蒸发段的外侧，所述第一热电单元的第一正极紧贴所述热管蒸发段的外壁，所述第一热电单元的第一负极位于远离所述热管蒸发段的外壁的一侧；所述第一热电单元的第一负极通过电连接件与所述热管蒸发段的外壁连接，所述第一热电单元的第一正极接地；第二热电单元，设置在所述热管冷凝段的外侧，所述第二热电单元的第二负极紧贴所述热管冷凝段的外壁，所述第二热电单元的第二正极位于远离所述热管冷凝段的外壁的一侧；所述第二热电单元的第二负极通过电连接件与所述热管冷凝段的外壁连接，所述第二热电单元的第二正极接地；在所述第一热电单元和所述第二热电单元的作用下，形成阴极保护效应。
18.如此设置，所述重力热管防腐系统，结构简单，无需外部动力部件，仅利用金属热管蒸发和冷却段与热储层的温差，即可形成恒定大功率热伏电位发生器，充分保证热管金属处于阴极状态，阴极保护可使被保护金属处于热力学稳定状态，实现有效地腐蚀控制。同时，还可以将发电与防腐协同高效进行，且维护成本低，防腐效果持久可靠，延长了热管的使用寿命，提高了经济效益。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例重力热管防腐系统的整体结构示意图。
21.附图标记：
22.1、热储层；2、热管蒸发段；3、第一热电单元；4、第一正极；5、第一负极；6、第一导线；7、第二导线；8、热管冷凝段；9、第二热电单元；10、第二负极；11、第二正极；12、第三导线；13、第四导线。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
27.超长重力热管具有封闭环保、取热性能高的优点，是中深层地热新兴取热技术之一。重力热管通常由金属制成，长度一般在2000米以上，工质可采用水或氨水等有机工质，在热管蒸发段和冷凝段易发生腐蚀问题，引起工质泄漏，污染岩土，减少热管使用寿命。
28.现有技术中，地热利用系统可通过选取耐腐蚀材质、金属基底修饰涂层、添加防腐剂以及阴极保护等进行腐蚀防护。但是，防腐剂涂料成本过高，并且受压力和温度影响，多数涂料在高温下不稳定，使得防腐涂层性能有限；超常重力热管如果通体采用防腐金属材料，成本将非常高，因此传统防腐技术难以推广应用。
29.因此，本实用新型在于提供一种新式的重力热管防腐系统。
30.实施例1
31.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种重力热管防腐系统，该重力热管防腐系统包括重力热管、第一热电单元3以及第二热电单元9。
32.具体地，在本实用新型实施例中，重力热管井中设置有重力热管，重力热管由金属制成，可以采用经济性能和导热性能好的金属。当然，对于具体的金属类型，本实施例并不进行限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，能够实现相同的技术效果即可。并且，所述重力热管包括依次连接的热管蒸发段2和热管冷凝段8。
33.进一步地，在本实施例中，第一热电单元3设置在所述热管蒸发段2的外侧，所述第一热电单元3的第一正极4紧贴所述热管蒸发段2的外壁，所述第一热电单元3的第一负极5位于远离所述热管蒸发段2的外壁的一侧。所述第一热电单元3的第一负极5通过电连接件与所述热管蒸发段2的外壁连接，所述第一热电单元3的第一正极4接地。并且，第二热电单元9设置在所述热管冷凝段8的外侧，所述第二热电单元9的第二负极10紧贴所述热管冷凝段8的外壁，所述第二热电单元9的第二正极11位于远离所述热管冷凝段8的外壁的一侧。所述第二热电单元9的第二负极10通过电连接件与所述热管冷凝段8的外壁连接，所述第二热电单元9的第二正极11接地。这样的话，在所述第一热电单元3和所述第二热电单元9的作用下，能够使热管金属处于阴极状态，形成阴极保护效应。
34.电连接件可以为导线。具体地，所述第一热电单元3的第一负极5通过第一导线6与所述热管蒸发段2的外壁连接，所述第一热电单元3的第一正极4通过第二导线7接地。所述第二热电单元9的第二负极10通过第三导线12与所述热管冷凝段8的外壁连接，所述第二热电单元9的第二正极11通过第四导线13接地。
35.如此设置，所述重力热管防腐系统，结构简单，无需外部动力部件，仅利用金属热管蒸发和冷却段与热储层1的温差，形成热伏电位发生器，使热管金属处于阴极状态，阴极保护可使被保护金属处于热力学稳定状态，实现有效地腐蚀控制。同时，还可以将发电与防腐协同高效进行，且维护成本低，防腐效果持久可靠，延长了热管的使用寿命，提高了经济
效益。
36.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述重力热管为超长重力热管。超常重力热管井深通常2000米以上。并且，所述重力热管可以呈垂直型、水平l型、深u型或水平多分支型中的一种。
37.具体地，所述重力热管呈水平l型时，所述热管蒸发段2位于所述重力热管的水平段，所述热管冷凝段8位于所述重力热管的垂直段。
38.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述第一热电单元3的长度不大于所述热管蒸发段2的长度，所述第二热电单元9的长度不大于所述热管冷凝段8的长度。
39.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述第一热电单元3和所述第二热电单元9均与所述重力热管同轴设置。
40.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述第一热电单元3和所述第二热电单元9通过串联或并联方式与所述重力热管组成热管同轴模块。当然，本领域技术人员也可以根据实际情况仅仅将所述第一热电单元3或所述第二热电单元9通过串联或并联方式与所述重力热管组成热管同轴模块，本实施例仅仅是举例说明，但是并不对此进行限制，能够起到相同的技术效果即可。
41.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述热管蒸发段2周围的热储温度高于所述重力热管中工质的蒸发温度。重力热管井壁周围的热储层1提供热伏热源，重力热管中的蒸发工质提供热伏冷源，从而形成温差，能够使第一热电单元3进行工作。
42.第一热电单元3和所述第二热电单元9所述热管冷凝段8周围的热储温度低于所述重力热管中工质的冷凝温度。重力热管井壁周围的热储层1提供热伏冷源，重力热管中的冷凝工质提供热伏热源，从而形成温差，能够使第二热电单元9进行工作。
43.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述重力热管中的工质为氨水。当然，本领域技术人员也可以根据实际情况对重力热管中的工质类型进行改变，本实施例仅仅是举例说明，但是并不对此进行限制，能够起到相同的技术效果即可。
44.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种重力热管防腐系统，其特征在于，包括：重力热管，由金属制成，所述重力热管包括依次连接的热管蒸发段(2)和热管冷凝段(8)；第一热电单元(3)，设置在所述热管蒸发段(2)的外侧，所述第一热电单元(3)的第一正极(4)紧贴所述热管蒸发段(2)的外壁，所述第一热电单元(3)的第一负极(5)位于所述第一正极(4)远离所述热管蒸发段(2)的外壁的一侧；所述第一负极(5)通过电连接件与所述热管蒸发段(2)的外壁连接，所述第一正极(4)接地；第二热电单元(9)，设置在所述热管冷凝段(8)的外侧，所述第二热电单元(9)的第二负极(10)紧贴所述热管冷凝段(8)的外壁，所述第二热电单元(9)的第二正极(11)位于所述第二负极(10)远离所述热管冷凝段(8)的外壁的一侧；所述第二负极(10)通过电连接件与所述热管冷凝段(8)的外壁连接，所述第二正极(11)接地；在所述第一热电单元(3)和所述第二热电单元(9)的作用下，形成阴极保护效应。2.根据权利要求1所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述重力热管为超长重力热管。3.根据权利要求2所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述重力热管呈垂直型、水平l型、深u型或水平多分支型中的一种。4.根据权利要求3所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述重力热管呈水平l型时，所述热管蒸发段(2)位于所述重力热管的水平段，所述热管冷凝段(8)位于所述重力热管的垂直段。5.根据权利要求4所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述第一热电单元(3)的长度不大于所述热管蒸发段(2)的长度，所述第二热电单元(9)的长度不大于所述热管冷凝段(8)的长度。6.根据权利要求1至5任一项所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述第一热电单元(3)和所述第二热电单元(9)均与所述重力热管同轴设置。7.根据权利要求1至5任一项所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述第一热电单元(3)和/或所述第二热电单元(9)通过串联或并联方式与所述重力热管组成热管同轴模块。8.根据权利要求1至5任一项所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述热管蒸发段(2)周围的热储温度高于所述重力热管中工质的蒸发温度。9.根据权利要求1至5任一项所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述热管冷凝段(8)周围的热储温度低于所述重力热管中工质的冷凝温度。10.根据权利要求1至5任一项所述的重力热管防腐系统，其特征在于，所述重力热管中的工质为氨水。

技术总结
本实用新型公开了一种重力热管防腐系统，该重力热管防腐系统包括：重力热管，包括依次连接的热管蒸发段和热管冷凝段；第一热电单元，第二热电单元，在所述第一热电单元和所述第二热电单元的作用下，形成阴极保护效应。如此设置，所述重力热管防腐系统，结构简单，无需外部动力部件，仅利用金属热管蒸发和冷却段与热储层的温差，形成恒定大功率热伏电位发生器，充分保证热管金属处于阴极状态，阴极保护可使被保护金属处于热力学稳定状态，实现有效地腐蚀控制。同时，还可以将发电与防腐协同高效进行，且维护成本低，防腐效果持久可靠，延长了热管的使用寿命，提高了经济效益。提高了经济效益。提高了经济效益。


技术研发人员：尹洪梅 杨立明 王子威 范翼帆
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/7/17