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申请/专利权人：山东劳动职业技术学院(山东劳动技师学院)

摘要：本发明涉及地质、石油等深井超深井的地热相变开采领域，具体是一种压力脉冲式井下相变换热器及其工作方法，该换热器包括从上到下依次设置的上半球壳、圆柱壳和下半球壳，其内设有三层套管、配重、倒置的T型活塞、压力脉冲限流器、双层螺旋折流板、流向转换器；所述三层套管竖直穿设在上半球壳轴线处，所述三层套管的外层为环空层用来注入相变介质、中间层填充保温材料、内层为中空流道用于相变介质相变后的膨胀输送。本换热器无其他耗能原件，以相变介质的脉冲压力作为完成热交换后载热相变介质的主要驱动力，通过相变介质在换热器内吸热发生相变自由膨胀的过程提供动力，在实现载热相变介质返回地面的同时，抽排低温地热水，实现高效开采。

主权项：1.一种压力脉冲式井下相变换热器，其特征在于：包括从上到下依次设置的上半球壳（2）、圆柱壳（17）和下半球壳（13），其内设有三层套管（1）、配重（7）、倒置的T型活塞（9）、压力脉冲限流器（10）、双层螺旋折流板（18）、流向转换器（19）；所述三层套管（1）竖直穿设在上半球壳（2）轴线处，所述三层套管（1）的外层为环空层用来注入相变介质、中间层填充保温材料、内层为中空流道用于相变介质相变后的膨胀输送；所述配重（7）位于圆柱壳（17）的上部，所述配重（7）的左侧设有相变介质下行的相变介质旁流通道、中部设有中部空腔、右侧设有低温地热水出口（15），所述相变介质旁流通道与三层套管（1）的外层为环空层连通，所述中部空腔与三层套管（1）的中空流道连通，所述T型活塞（9）可上下移动的设在中部空腔内，所述压力脉冲限流器（10）安装在相变介质旁流通道中以控制其通断；所述配重（7）内还设有相变介质上行通道（43），所述相变介质上行通道（43）用于连通中部空腔和三层套管（1）的中空流道；所述双层螺旋折流板（18）上端配有上盖板（16）、下端配置有下盖板（20），上盖板（16）设有换向流道，所述双层螺旋折流板（18）内设有多个间隔分布的地热水环形流道层和相变介质环形流道层，最中心的相变介质环形流道层为中心流道（185），每层地热水环形流道层经对应的换向流道依次连通，每层相变介质环形流道层经对应的换向流道依次连通，最外层相变介质环形流道层（182）与相变介质旁流通道连通，中心流道（185）用于输送相变后的相变介质且与中部空腔连通，最内层的地热水环形流道层（183）中设有环形活塞（91），所述环形活塞（91）与T型活塞（9）连接以上下移动；所述下半球壳（13）的下端设有地热水进口（14），所述流向转换器（19）安装在下半球壳（13）中，所述流向转换器（19）包括下端进口（191）、上端溢流出口（192）、下端溢流进口（193）和上端出口（194），所述下端进口（191）连通地地热水进口（14），所述上端溢流出口（192）和下端溢流进口（193）均连通下半球壳（13）的壳腔，所述上端溢流出口（192）的位置高于下端溢流（193）进口位置，所述上端出口（194）经下盖板（20）连通最内层的地热水环形流道层。

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