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中深层同轴地埋管换热器井下换热关键参数及影响规律分析
被引量：
1
1
作者
刘成路
胡振阳
+1 位作者
赵永哲
苟立
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第8期3134-3141,共8页
为探明中深层同轴地埋管换热器的高效换热特性,基于流体流动传热方程,构建中深层同轴地埋管换热器与周围岩土体的传热模型,应用COMSOL软件进行换热数值分析与计算,研究该模型在不同埋深、内管导热系数、循环水流量、固井材料导热系数条...
为探明中深层同轴地埋管换热器的高效换热特性,基于流体流动传热方程,构建中深层同轴地埋管换热器与周围岩土体的传热模型,应用COMSOL软件进行换热数值分析与计算,研究该模型在不同埋深、内管导热系数、循环水流量、固井材料导热系数条件下名义取热量的变化情况。结果表明:内管导热系数、循环水流量及固井材料导热系数对名义取热量影响较大;内管导热系数从0.5 W/(m·K)降至0.002 W/(m·K),名义取热量增幅为289.4%;循环水流量从20 m^(2)/h升至45 m~2/h,名义取热量增幅为124%;固井材料导热系数从0.8 W/(m·K)升至1.8 W/(m·K),名义取热量增幅为2%。最后依托中煤科工西安研究院(集团)有限公司中深层地热能建筑供热试点示范项目,对该项目连续运行(168 h)工况下实验与模拟数据进行差异化分析。研究成果对中深层同轴地埋管换热器优化设计及中深层地热井高效开发利用具有一定的指导意义。
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关键词
中深层
同轴地埋管
换热器
高效换热
流体传热模型
名义取热量
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职称材料
陕北地区中深层同轴地埋管取热性能影响因素分析及优化
被引量：
1
2
作者
邹海江
李永鹏
+4 位作者
张林
惠鹏
刘厚宁
申芳
王沣浩
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期152-158,共7页
中深层同轴地埋管地热供热技术在我国北方城镇供热领域兴起并广泛应用。陕北地区地热资源丰富,但地温梯度略低且岩土热物性参数特性不同,地质参数影响中深层同轴地埋管的取热性能。采用OpenGeoSys开源数值模拟平台建立三维中深层同轴地...
中深层同轴地埋管地热供热技术在我国北方城镇供热领域兴起并广泛应用。陕北地区地热资源丰富,但地温梯度略低且岩土热物性参数特性不同,地质参数影响中深层同轴地埋管的取热性能。采用OpenGeoSys开源数值模拟平台建立三维中深层同轴地埋管耦合地层传热计算模型,并基于陕北地区典型地质参数,研究不同设计参数对中深层同轴地埋管取热性能的影响及全生命周期技术经济性,优选出地热工程最佳工艺参数。结果表明,中深层同轴地埋管的外管径与埋深增大均能提升取热能力。相较于外管径,埋深对取热能力的提升效果更为显著,埋深从2 500 m增加到3 500 m,取热量增加了77.3%。依据工程实践,当外管外径×厚度大于177.80 mm×9.19 mm时所对应的平均能源成本因其钻井成本陡增而增大。在给定工况参数下,推荐中深层同轴地埋管的最佳外管外径×厚度为177.80 mm×9.19 mm,埋深为3 200 m,此时平均能源成本为0.524元/(kW·h),经济效益最优。
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关键词
中深层
同轴地埋管
取热性能
数值模拟
经济性
埋
深
管径
OPENGEOSYS
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职称材料
中深层地热地埋管管群换热性能模拟和布置优化
被引量：
3
3
作者
陈宏飞
杨富鑫
+2 位作者
谭厚章
曹静宇
吴盛源
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1241-1251,共11页
在中深层地热地埋管(DBHE)供热技术应用中,主要使用多个地埋管构成管群为建筑供暖。为了研究中深层同轴地埋管管群换热性能,本文基于西安市西咸新区典型地质分布,构建了中深层同轴地埋管管群数值模型,研究了不同间距、不同分布下各地埋...
在中深层地热地埋管(DBHE)供热技术应用中,主要使用多个地埋管构成管群为建筑供暖。为了研究中深层同轴地埋管管群换热性能,本文基于西安市西咸新区典型地质分布,构建了中深层同轴地埋管管群数值模型,研究了不同间距、不同分布下各地埋管换热器间热交互作用以及长期取热期水温衰减规律。结果表明,多井集群供暖过程中周围岩土所形成的“冷堆积”现象是导致地埋管集群供暖能力逐年下降的主要原因;当地埋管间距从5m增至25m,平均出口水温和取热功率分别提升3.86%和11.5%;在西咸新区典型地质条件分布下,地埋管间间距应保持在15m以上;本文提出的四种管群分布中,地埋管呈直线分布时各地埋管出口水温和取热功率衰减最小,其中心地埋管出口水温仅衰减5.74%。在工程设计中,中深层地埋管管群应尽可能直线排布,避免重叠排布。
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关键词
中深层地热
同轴地埋管
管群
换热
冷堆积
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职称材料
题名
中深层同轴地埋管换热器井下换热关键参数及影响规律分析
被引量：
1
1
作者
刘成路
胡振阳
赵永哲
苟立
机构
中煤科工西安研究院(集团)有限公司
西安煤科地热能开发有限公司
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第8期3134-3141,共8页
基金
中煤科工西安研究院(集团)有限公司科技创新基金(2022XAYJS03)。
文摘
为探明中深层同轴地埋管换热器的高效换热特性,基于流体流动传热方程,构建中深层同轴地埋管换热器与周围岩土体的传热模型,应用COMSOL软件进行换热数值分析与计算,研究该模型在不同埋深、内管导热系数、循环水流量、固井材料导热系数条件下名义取热量的变化情况。结果表明:内管导热系数、循环水流量及固井材料导热系数对名义取热量影响较大;内管导热系数从0.5 W/(m·K)降至0.002 W/(m·K),名义取热量增幅为289.4%;循环水流量从20 m^(2)/h升至45 m~2/h,名义取热量增幅为124%;固井材料导热系数从0.8 W/(m·K)升至1.8 W/(m·K),名义取热量增幅为2%。最后依托中煤科工西安研究院(集团)有限公司中深层地热能建筑供热试点示范项目,对该项目连续运行(168 h)工况下实验与模拟数据进行差异化分析。研究成果对中深层同轴地埋管换热器优化设计及中深层地热井高效开发利用具有一定的指导意义。
关键词
中深层
同轴地埋管
换热器
高效换热
流体传热模型
名义取热量
Keywords
medium-deep coaxial buried pipe heat exchangers
efficient heat exchange
fluid heat transfer model
nominal heat extraction
分类号
P967 [天文地球—自然地理学]
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职称材料
题名
陕北地区中深层同轴地埋管取热性能影响因素分析及优化
被引量：
1
2
作者
邹海江
李永鹏
张林
惠鹏
刘厚宁
申芳
王沣浩
机构
陕西韩城天久注浆勘探有限责任公司
西安交通大学人居环境与建筑工程学院
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期152-158,共7页
基金
陕西省重点研发计划高校联合项目(2023GXLH-032)。
文摘
中深层同轴地埋管地热供热技术在我国北方城镇供热领域兴起并广泛应用。陕北地区地热资源丰富,但地温梯度略低且岩土热物性参数特性不同,地质参数影响中深层同轴地埋管的取热性能。采用OpenGeoSys开源数值模拟平台建立三维中深层同轴地埋管耦合地层传热计算模型,并基于陕北地区典型地质参数,研究不同设计参数对中深层同轴地埋管取热性能的影响及全生命周期技术经济性,优选出地热工程最佳工艺参数。结果表明,中深层同轴地埋管的外管径与埋深增大均能提升取热能力。相较于外管径,埋深对取热能力的提升效果更为显著,埋深从2 500 m增加到3 500 m,取热量增加了77.3%。依据工程实践,当外管外径×厚度大于177.80 mm×9.19 mm时所对应的平均能源成本因其钻井成本陡增而增大。在给定工况参数下,推荐中深层同轴地埋管的最佳外管外径×厚度为177.80 mm×9.19 mm,埋深为3 200 m,此时平均能源成本为0.524元/(kW·h),经济效益最优。
关键词
中深层
同轴地埋管
取热性能
数值模拟
经济性
埋
深
管径
OPENGEOSYS
Keywords
moderately deep
coaxial borehole heat exchanger
heat transfer performance
numerical simulation
eco-nomy
burial depth
pipe diameter
OpenGeoSys
分类号
TU83 [建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
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职称材料
题名
中深层地热地埋管管群换热性能模拟和布置优化
被引量：
3
3
作者
陈宏飞
杨富鑫
谭厚章
曹静宇
吴盛源
机构
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1241-1251,共11页
基金
国家自然科学基金(51976166)。
文摘
在中深层地热地埋管(DBHE)供热技术应用中,主要使用多个地埋管构成管群为建筑供暖。为了研究中深层同轴地埋管管群换热性能,本文基于西安市西咸新区典型地质分布,构建了中深层同轴地埋管管群数值模型,研究了不同间距、不同分布下各地埋管换热器间热交互作用以及长期取热期水温衰减规律。结果表明,多井集群供暖过程中周围岩土所形成的“冷堆积”现象是导致地埋管集群供暖能力逐年下降的主要原因;当地埋管间距从5m增至25m,平均出口水温和取热功率分别提升3.86%和11.5%;在西咸新区典型地质条件分布下,地埋管间间距应保持在15m以上;本文提出的四种管群分布中,地埋管呈直线分布时各地埋管出口水温和取热功率衰减最小,其中心地埋管出口水温仅衰减5.74%。在工程设计中,中深层地埋管管群应尽可能直线排布,避免重叠排布。
关键词
中深层地热
同轴地埋管
管群
换热
冷堆积
Keywords
middle-deep geothermal energy
coaxial deep borehole heat exchanger
pipe array
heat exchange
cold accumulation
分类号
TK529 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
中深层同轴地埋管换热器井下换热关键参数及影响规律分析
刘成路
胡振阳
赵永哲
苟立
《科学技术与工程》
北大核心
2025
1
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下载PDF
职称材料
2
陕北地区中深层同轴地埋管取热性能影响因素分析及优化
邹海江
李永鹏
张林
惠鹏
刘厚宁
申芳
王沣浩
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
中深层地热地埋管管群换热性能模拟和布置优化
陈宏飞
杨富鑫
谭厚章
曹静宇
吴盛源
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
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