[实用新型]地热复合保温管道水下保温性能试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测与自控领域，特别是涉及一种地热复合保温管道水下保温性能试验装置。

背景技术

我国是世界上较早利用地热资源的国家之一，自20世纪50年代起，国家先后投资数十亿元，开展了全国地热资源调查和重点地区地热资源的勘查评价工作，初步掌握了全国地热基本状况和分布规律，探明了一大批中低温地热田。据初步统计，全国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地热能，相当于2500亿吨标准煤的热量。

2016年国家发改委将地热能列入《可再生能源发展十三五规划》，规划重点提出大力发展可再生能源，节能减排，努力建造环境友好型社会。深层地热能作为可再生绿色能源，通过地下水这一载体提取出地面并加以利用，是节能减排、保护环境的有效途径，因此得到了广泛重视。但是，在目前大规模开发利用地热资源的主要地区，由于长期粗放型的开发利用，导致热储压力不断下降，大都出现了地热田水位逐年持续下降的问题，有些地区甚至出现了资源枯竭现象。此外，对于那些水资源匮乏的地区，地热能的提取缺少载体，开发利用遇到技术瓶颈。

在当前技术条件下，地热能如何进行保护性开发利用成为今后地热利用的课题，成为地热专业人员的科技攻关方向。为了解决这一难题，世界各国都已开始进行多方面的技术探讨，单井深孔换热就是其中的研究分支之一。如果这一难题得到攻克，并且能够实现市场化，将会为地热的开发利用建立一条新的路径，特别是地下水资源匮乏的地区，地热能的开发与普遍利用成为可能，更是保证地热资源可持续开发利用的重要技术手段之一。

单井深孔换热是在同一个深井中安装一根管道，管内抽取井下的高温流体，同时管外回灌热量已被使用后的低温流体，低温流体在流动中不断被周围地下岩土加热成为高温流体，回到井的底部，以此形成循环流动，不断将地下热能带出地面加以利用。在这种状态下，管道内的高温流体的热量会扩散到管外，形成能量损失，管道保温性能的好坏直接影响到地热井提取热量的效率，是该研究项目的技术关键之一。研究使用复合保温管道加强管道保温特性，用于地热井特殊环境，比较不同结构的复合保温管的保温性能，筛选适用的复合保温管材成为项目试验的重要环节。而目前没有合适的对地热复合保温管道的水下保温性能进行测试的装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够模仿井下流体输送环境，测取不同条件下复合保温管道保温性能的试验装置，能够对不同材质的复合管进行仿真环境下的保温性能测试，从而掌握复合保温管的保温特性，进而筛选性价比优异的管材，用于实际工程。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种地热复合保温管道水下保温性能试验装置，包括恒温水箱组件、试验管道组件、冷却水管道组件、空冷冷水机组以及控制与数据记录分析组件，所述恒温水箱组件包括盛有水的恒温水箱、设置在该恒温水箱内的冷却水管排和水箱盖；所述冷却水管道组件连接所述空冷冷水机组和冷却水管排，用于将来自空冷冷水机组的冷水输送至恒温水箱，并将换热后的水输送回空冷冷水机组；所述空冷冷水机组用于对恒温水箱内的水进行冷却；所述试验管道组件包括试验管道出口温度传感器、复合式保温试验管道、联接管道、管内电加热器、试验水泵、进口温度传感器和流量计，所述复合式保温试验管道设置在恒温水箱内的水中；所述联接管道的主体位于恒温水箱外，联接管道的两端与复合式保温试验管道的两端连接；所述试验水泵安装在联接管道上，用于使水在复合式保温试验管道和联接管道内循环流动；所述管内电加热器密封安装在联接管道内；所述试验管道出口温度传感器和试验管道进口温度传感器分别安装在试验水泵进口和出口的联接管道上，用于控制循环水的温度；所述流量计安装在联接管道的进水管道上；所述控制与数据记录分析组件用于设置复合式保温试验管道内外的试验温度、采集各个点位的水温、试验管内的水流量、环境温度测量的时间间隔以及每个工况的试验时间；通过调节恒温水箱内的水温使复合式保温试验管道内外的试验温度满足要求；记录恒温水箱各个区域的温度数据、复合式保温试验管道内的循环流量和进出口温度数据；计算试验管段的换热量，将运行参数和计算结果实时在屏幕中显示和记录，并从计算机端口输出试验数据。

优选的是，在试验水泵进口的联接管道上还连接有一注水管道，用于注入循环水；所述试验水泵两端的管道由可升降的托架支撑；所述联接管道由防水的保温材料保温。