Page 124 - 现代化工程建设技术与理论创新

现代化工程建设技术与理论创新
Modern Engineering Construction Technology and Theoretical Innovation

系统内进行。
采热的关键技术是在不渗透的干热岩体内形成热交换系统。试验中，常用的
地下热交换系统的模式主要有三种。
最早的模式是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室提出的“人工高压裂隙模式”，

即通过人工高压注水到井底，干热的岩石受水冷缩作用形成很多裂隙，水在这些
裂隙间穿过，即可完成进水井和出水井所组成的水循环系统热交换过程。
第二种模式是英国卡门波矿产学校提出的“天然裂隙模式”，即较充分地利
用地下已有的裂隙网络。已有的裂隙虽然一方面阻止了人工高压注水裂隙的发育，

但另一方面当人工注水时，原先的裂隙会变宽或错位更大，增强了裂隙间的透水
性。在这种模式下，可进行热交换的水量更大，而且热量交换更充分。
最新的模式，即第三种模式是在欧洲苏尔茨（Soultz）干热岩工程中由研究
人员提出来的“天然裂隙－断层模式”。这种模式除了利用地下天然的裂隙，而

且还利用天然的断层系统，这两者的叠加使得热交换系统的渗透性更好。该模式
的最大优势也是最大的挑战，即不需通过人工压裂的方式连接进水井和出水井，
而是通过已经存在的断层来连接位于进水井和出水井之间的裂隙系统。因为干热
岩发电既不像火电那样，向大气排放大量的二氧化碳等温室气体、粉尘等气溶胶

颗粒物；而且也不像水电那样，因水坝的修建而破坏局部乃至整个河流的生态系
统以及在水电厂周围引起各种程度不一的环境地质灾害。因此，干热岩发电几乎
完全摆脱了外界的干扰。目前，已有部分国家建设了试验性干热岩发电厂，但规
模普遍较小，因此尚未形成商业规模。

3. 干热岩采暖系统
干热岩因其得天独厚的较高温度，一旦成功开采出来，将是冬季供暖的良好
热源。但因其造价较高，对于面积较小的建筑供暖，高昂的成本是一般人难以承
受的。因此，用干热岩技术来进行集中供暖是比较合适的选择。

如中国陕西四季春清洁热源股份有限公司的干热岩供热技术，目前已成功在
陕西省内进行了商业应用。据其施工安装的干热岩供热示范项目——长安信息大
厦 2013 年供暖季的运行数据表明，干热岩供热这一技术在该项目的住宅及商业
供热面积共计 3.8 万平方米中的供热效果良好。

干热岩供暖技术是通过钻机向地下 2000 ～ 4000m 深度高温岩层钻孔，在孔
中安装一种密闭的金属换热器，将地下深层的热能导出，并通过地源热泵系统向

·114·