[发明专利]地核热能传递装置及其传递方法

权利要求书

1.一种地核热能传递装置，其组成包括：外管(1)、内管(2)和开挖装置(3)，其特征在于：外管(1)的一端密封，外管(1)的另一端具有排渣口(4)，排渣口(4)边缘安装底门，且在底门外部安装开挖装置(3)；外管(1)与内部同轴设置的內管(2)之间形成夹层(5)，且在外管(1)的密封端设置与夹层(5)连通的排气管(6)，外管(1)与內管(2)之间设置多个支撑结构；內管(2)的进水端位于外管(1)密封端的外部，內管(2)的汽化端位于外管(1)的内部，汽化端的侧壁上设置一组出气孔(7)，汽化端的内壁沿周向设置一组蜂窝结构(8)，汽化端的外壁与外管(1)的内壁之间沿周向设置一组蜂窝结构(8)。

2.根据权利要求1所述地核热能传递装置，其特征在于：每个外管(1)包括一组外管段(9)和一个密封盖(10)；其中，

每根外管段(9)的两端分别设置吻合的内螺纹段和外螺纹段；

密封盖(10)的开口端具有与外管段(9)吻合的外螺纹或内螺纹，密封盖(10)的密封端还具有出管口，用于插装内管(2)的进水端；

外管段(9)依次旋接后与密封盖(10)构成外管(1)。

3.根据权利要求1或2所述地核热能传递装置，其特征在于：每个内管(2)包括一组内管段(11)，每根内管段(11)的两端分别设置吻合的内螺纹段和外螺纹段，内管段(11)依次旋接构成内管(2)。

4.根据权利要求3所述地核热能传递装置，其特征在于：所述支撑结构为一组沿着内管(2)或外管(1)的周向设置的支撑杆(12)，所述支撑杆(12)为4～8根。

5.根据权利要求1、2或4所述地核热能传递装置，其特征在于：所述外管(1)的长度为100～130km。

6.根据权利要求5所述地核热能传递装置，其特征在于：汽化端与外管(1)末端之间的距离为30～70cm。

7.一种利用上述的任意权利要求所述的地核热能传递装置的地核热能传递方法，其特征在于：所述热能传递方法通过以下步骤实现：

步骤一、令第一段开始向地平面以下下沉的外管段(9)垂直于地平面，利用外管段(9)的排渣口(4)外部安装的开挖装置(3)进行开挖；

同时，从第一段开始向地平面以下下沉的内管段(11)的进水端采用加压灌注的方式注入常温水，常温水流连同被开挖装置(3)打碎的泥沙，从排渣口(4)进入压力较小的外管段(9)与内管段(11)之间的夹层(5)，并最终由排气管(6)排出，随着泥沙排出形成空间的过程，外管(1)逐渐下沉，并在下沉的过程中不断在外管(1)外壁同时施加润滑剂；

步骤二、当第一段开始向地平面以下下沉的外管段(9)完全进入地平面以下后，取另一端外管段(9)与第一段开始向地平面以下下沉的外管段(9)旋接或焊接，取另一段内管段(11)与第一段开始向地平面以下下沉的内管段(11)旋接或焊接；

步骤三、继续利用开挖装置(3)进行开挖，并从内管(2)的进水端采注入常温水，直到由外管段(9)旋接或焊接构成的外管(1)携带的开挖装置(3)下沉至地球内部温度为300～500℃的软流层后，停止泥沙的开挖过程，令外管(1)的底门关闭；

步骤四、将插装内管(2)的进水端和排气管(6)的密封盖(10)，以及这个密封盖(10)内部同轴心设置内管段(11)，分别与最后一段完全沉入地平面以下的外管段(9)和内管段(11)旋接或者焊接，并分别形成完整外管(1)和内管(2)；

步骤五、继续从内管(2)的进水端采注入常温水，常温水到达内管(2)汽化端内壁上设置的蜂窝结构(8)，一部分常温水开始汽化变为蒸气，相比较具有高压常温水的内管(2)而言，蒸气与常温水形成的高压的混合物从压力较小的出气孔(7)进入内管(2)与外管(1)之间的夹层(5)，并经内管(2)与外管(1)之间的蜂窝结构(8)，持续汽化变成蒸气的过程，形成的蒸汽最后经排气管(6)排出；

步骤六、至此将地球软流层积蓄的热能传递给水蒸气具有的动能。

8.根据权利要求7所述的地核热能传递方法，其特征在于：步骤一所述进行开挖的地点为火山口、废油井、地壳薄的部分或者具有地裂的区域。

9.根据权利要求7或8所述的地核热能传递方法，其特征在于：步骤一所述的开挖装置(3)选为激光钻孔装置和高频钻岩层粉碎装置。

10.根据权利要求9所述的地核热能传递方法，其特征在于：步骤一所述润滑剂为流体金属或石墨。