【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热保护结构的布置。更具体地说，本专利技术涉及一种土壤冷却方法。本专利技术可用于通过保持或降低土壤温度来保护土壤的特性(如永久冻土)。
技术介绍
1、技术专利ru132878号(2012年8月15日公布)公开了用于冻土热稳定的单流自然对流装置。该现有技术装置包括水平管状蒸发器，沿其长度方向设有端部冷凝块和中间冷凝块。中间冷凝块为邻近端部冷凝块的两个蒸发器部分提供蒸汽接收和冷凝水排放。端部冷凝块提供单侧的蒸汽接收和冷凝水排放。
2、专利技术专利第ru2625830号(2017年7月19日公布)公开了用于永久冻土中井的隔热的现有技术装置。该现有技术装置包括井眼壁和生产管道之间的隔热结构。生产管道包括两根同轴布置的管子，以在环形空间中形成两个腔室：内腔室和外腔室。腔室中的介质去除热流，其中外腔室填充有不冻结介质，而内腔室填充有冷却剂，以去除井的内部热量。此外，内腔还设有强制冷却剂循环系统。
3、苏联第su1767162号专利技术者证书(1992年10月7日公布)公布了用于永久冻土中井隔热的装置。该现有技术装置包括部分浸入土体中的两根同轴管道，以形成密封的环形空腔。空腔内填充有冷却液。空腔被同心设置在所述空腔中的垂直隔板分成两个腔室。空腔内形成了连接上述腔室的旁路通道。腔室内填充有在井工作温度下不会沸腾的冷却液。
4、技术专利ru91723号(2010年2月27日公布)公开了用于永久冻土冷却的装置。该现有技术装置包括部分浸入在所述土体中的外壳，外壳上有封闭的通腔，通腔由两根平行的管界定，这
5、现有技术解决方案的共同缺点是，它们利用气态体之间的热交换效应对土壤产生冷却作用。然而，通过在冷却结构回路中循环空气或其他工作流体(如冷却剂)，只能获得相对较低的冷却功率。
6、技术专利第ru120111号(2012年9月10日公布)公开了另一种用于永久冻土冷却的现有技术装置。该装置被构造成管状主体的形式，其部分地浸入土壤并且包括同轴设置的内管。管体和内管在底部通过通道相互连接。管体和内管之间的空间在上部与排气管相连。
7、这种现有技术设备的缺点是，结构内的暖气团被环境中的冷气团取代的速度相对较低。这是因为热量供应不足，这可能会加剧加工过程并导致现有技术解决方案的冷却能力较差。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为土壤提供热保护，使其免受自然或人为解冻效应的影响。
2、实施本专利技术所能获得的技术成果是改进了对深层土壤的冷却作用。
3、本专利技术公开了一种土壤冷却方法，包括：在土壤中提供用于下降气团的层，该层由至少一个中空通道组成；以及提供与上述层至少部分分隔的、用于上升气团的层，该层由至少一个中空通道组成。所述各层通过至少一个腔室相互连通。中空通道被构造成在其地上部分与大气相通，以允许气团通过。用于上升气团的层受到加热影响。
4、本专利技术的更多优点和基本特征可以从下面对具体实施例的描述中显而易见。
5、更具体地说，用于下降气团的层和用于上升气团的层可根据需要在土壤内向任意方向延伸。
6、具体来说，用于下降气团的层环绕着用于上升气团的层。
7、具体来说，用于上升气团的层在其地下部分受到加热。具体来说，用于上升气团的层在其地面部分受到加热。
8、具体来说，每层的中空通道连接起来形成顶盖(header)，不同层通道的顶盖彼此间隔开，使得从用于上升气团的层的通道流出的气团不会与进入用于下降气团的层的通道的气团混合。
9、具体地说，在用于下降气团的层和用于上升气团的层之间，浸没着与之相通的中间层，该中间层由至少一个中空通道组成。
10、具体来说，用于下降气团的层的中空通道被配置为在土壤表面密封。
11、具体来说，各层至少只在其地下端部附近相互连通。
12、具体来说，通道被制成圆筒形的。
13、具体来说，通道被制成横截面形状复杂多样。
14、具体来说，通道被制成螺旋形的。
15、具体来说，通道的侧表面被制成不透气的。
16、具体来说，通道的侧表面被制成隔热的。
17、具体来说，通道的侧表面被制成具有光反射功能。
18、具体来说，通道的侧表面被制成具有吸光性。
19、具体来说，通道的侧表面被制成基本光滑。
20、具体来说，通道的侧表面设置有类似散热器的突起或翼片。
21、由于传质效应，本专利技术可以实现更好的冷却效果。当传质效应发生时，来自大气层的大量冷空气通过用于下降气团的层的中空通道渗透到土壤中，并将大量暖空气置换出来，这些暖空气相应地通过用于上升气团的层的中空通道从土壤深层向上上升，并进入大气层。为便于气团通过传质层，还设置了一个或多个腔室，使各层的中空通道相通。为了防止气团在土壤表面混合和换热，通道的端部部分被相互隔开，例如，通过将端部连接起来以形成具有相互隔开的入口和出口的顶盖，从而防止从土壤中移出的热气团回到用于下降气团的层的中空通道中。
22、在此，传质过程产生的冷却作用比热交换过程快得多，因为传质过程有利于将暖空气团完全从通道系统中清除，因为它们被冷空气团所取代，而相比之下热交换效应则使暖空气团在温度较低的工作流体作用下冷却。然而，当不同温度的空气团相互接触时，实际上也会产生热交换效应，但这种效应对改善土壤冷却效果的作用不大。
23、传质率，即暖气团被冷气团取代的速度，也是实现更佳冷却效果的因素。传质率取决于传质层的中空通道的延伸度。在没有对于循环除大气空气以外的工作流体必要的特殊用途的管道系统情况下，可以在土壤中布置任意长度的通道。此外，不同温度和不同密度的空气柱的高度越大，通过通道的气流和空气通过率就越高。
24、此外，传质率还取决于大气中的空气与要从土壤深层移走的暖空气之间的温差。暖空气温度越高，重量越轻，因此上升到地表的速度也越快。以此类推，空气越冷，它就越重，因此，其取代暖气团的速度也就越快。为了增加温差，用于上升气团的层需要加热。热量可由热源提供给该层，例如来自热生产井、地下、地面或地上设备或其他发热设施的热量。不过，热源也可以是地面结构，例如用于伴生天然气燃烧火炬。
25、此外，改进后的冷却效果还可以通过用于执行该方法的各种单元的具体实施方式来实现。
26、中空通道可根据需要具有基本上任何的构造。在具体的实施例中，中空通道壁沿发热设施延伸。在该设施是热生产井的情况下，中空通道垂直定向，其壁与井眼壁相邻。在该设施是位于土壤中并且具有复杂的空间构造的发热管道的情况下，用于上升气团的层的中空通道基本上遵循其构造。然而，用于下降气团的层的中空通道并不一定与用于上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种土壤冷却方法，包括：在土壤中提供用于下降气团的层，所述层由至少一个中空通道组成，以及提供至少与所述层部分隔离的用于上升气团的层，所述层由至少一个中空通道组成，其中所述层被配置为通过至少一个腔室相互连通，所述中空通道被配置为在其地面以上部分与大气连通，并且被设置为允许气团通过，其中用于上升气团的层受到加热。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于下降气团的层和用于上升气团的层被配置成在土壤内按所需的任何方向延伸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中用于下降气团的层包围用于上升气团的层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中用于上升气团的层在其地下部分受到加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其中用于上升气团的层在其地上部分受热。
6.根据权利要求1所述的方法，其中每个层的中空通道连接起来形成顶盖，不同层的通道的顶盖彼此间隔开，以便从用于上升气团的层的通道流出的气团不与进入用于下降气团的层的通道的气团混合。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在用于下降气团的层和用于上升气团的层之间浸没有与之相通的中间层，
8.根据权利要求1所述的方法，其中用于下降气团的层的中空通道被配置为在土壤表面处密封。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述层至少仅在其地下端部附近相互连通。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道被制成圆筒形。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道被制成具有复杂形状的不同横截面。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道被制成螺旋形。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道的侧表面被制成气密的。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道的侧表面被制成隔热的。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道的侧表面被制成光反射的。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道的侧表面被制成光吸收的。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道的侧表面被制成基本光滑的。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述通道的侧表面设置有类似散热器的突起或翼片。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种土壤冷却方法，包括：在土壤中提供用于下降气团的层，所述层由至少一个中空通道组成，以及提供至少与所述层部分隔离的用于上升气团的层，所述层由至少一个中空通道组成，其中所述层被配置为通过至少一个腔室相互连通，所述中空通道被配置为在其地面以上部分与大气连通，并且被设置为允许气团通过，其中用于上升气团的层受到加热。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于下降气团的层和用于上升气团的层被配置成在土壤内按所需的任何方向延伸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中用于下降气团的层包围用于上升气团的层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中用于上升气团的层在其地下部分受到加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其中用于上升气团的层在其地上部分受热。
6.根据权利要求1所述的方法，其中每个层的中空通道连接起来形成顶盖，不同层的通道的顶盖彼此间隔开，以便从用于上升气团的层的通道流出的气团不与进入用于下降气团的层的通道的气团混合。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在用于下降气团的层和用于上升气团的层之间浸没有...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢尔盖·谢尔盖维奇·普瑞玛科夫，
申请(专利权)人：谢尔盖·谢尔盖维奇·普瑞玛科夫，
类型：发明
国别省市：
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