本發(fā)明屬于煤田火區(qū)熱能回收技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種分布式煤田火區(qū)廢棄熱能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤火是指自然環(huán)境下或人為因素下，煤炭因氧化聚熱引發(fā)燃燒并不斷發(fā)展形成的大面積煤田火災(zāi)。世界上煤田火災(zāi)分布很廣，遍布南北半球，不僅中國有，印度、美國、俄羅斯、澳大利亞、印度尼西亞、中亞等國家和地區(qū)都普遍存在。煤田火災(zāi)會(huì)造成嚴(yán)重的煤炭資源損失、大氣與水環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞和地質(zhì)災(zāi)害。煤火在中國主要分布在內(nèi)蒙、寧夏和新疆，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國煤田火區(qū)燃燒面積達(dá)720km²，每年直接燃燒損失的煤炭資源1360萬t，間接損失的煤炭資源約2億t；火區(qū)塌陷坑、裂隙中持續(xù)有大量的青煙和有毒有害氣體冒出，對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染；火區(qū)內(nèi)巖層富水性較差，大氣降水將燃燒產(chǎn)生的酸堿性化合物帶入地下后，污染深部地下水；燃燒生成物析出地表，造成地表土壤的酸性增加，含硫量增高，導(dǎo)致土壤肥力下降、膠結(jié)力減弱、富集有機(jī)質(zhì)的能力減弱，破壞了本就脆弱的區(qū)域生態(tài)；急傾斜煤層燃燒后很容易形成高溫塌陷，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裨斐删薮蟮陌踩[患。

根據(jù)煤田火災(zāi)燃燒狀況及外部滅火條件，煤火治理一般采用剝挖的滅火方法和剝離、鉆探、注水、注漿、黃土覆蓋的滅火方法。目前，國內(nèi)外對(duì)煤田火區(qū)還停留在治理層面上，回收利用廢棄能源工作開展較少，沒有配套的系統(tǒng)和方法；且火區(qū)異常高溫區(qū)域具有局部化，分布各處；另外，對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)，用電問題成為當(dāng)?shù)鼐用窈突饏^(qū)工程隊(duì)的主要難題。本發(fā)明分布式地利用煤田火區(qū)廢棄熱能轉(zhuǎn)化電能，意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是，針對(duì)煤田火區(qū)的廢棄熱資源局部分布、資源浪費(fèi)等問題，提供一種分布式煤田火區(qū)廢棄熱能發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式廢棄熱資源的回收利用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種分布式煤田火區(qū)廢棄熱能發(fā)電系統(tǒng)，包括煤田火區(qū)，在所述的煤田火區(qū)上設(shè)有深入地下的地面鉆孔，地面鉆孔內(nèi)設(shè)有底部不通的地下導(dǎo)熱管路，所述的地下導(dǎo)熱管路的上部設(shè)有相通的保溫?zé)崦饺萜鳎龅谋責(zé)崦饺萜魃显O(shè)有泄壓閥，還包括溫差發(fā)電模塊、冷卻水容器、與保溫?zé)崦饺萜鬟B接的熱媒泵和與冷卻水容器連接的水泵，所述的保溫?zé)崦饺萜?、熱媒泵和溫差發(fā)電模塊構(gòu)成熱媒的循環(huán)回路，所述的冷卻水容器、水泵和溫差發(fā)電模塊構(gòu)成冷媒的循環(huán)回路，所述的溫差發(fā)電模塊連接有用于存儲(chǔ)電量的蓄電池。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明可利用現(xiàn)有的煤田火區(qū)灌漿的鉆孔預(yù)先安置導(dǎo)熱管路，通過熱媒的熱對(duì)流提取火區(qū)熱量，節(jié)省了工程施工成本，并間接地帶走火區(qū)熱量，降低火區(qū)溫度，加快火區(qū)治理，同時(shí)節(jié)省了滅火材料用量，降低了火區(qū)治理成本；采用溫差發(fā)電技術(shù)對(duì)提取的熱能進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了廢棄熱能的回收利用，解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民及施工用電問題；分布式溫差發(fā)電系統(tǒng)工藝簡單，具有可移動(dòng)性、便于操作和維護(hù)，使用分布式廢棄熱資源的提?。徊捎每烧{(diào)節(jié)的微型循環(huán)泵，能夠通過分別調(diào)節(jié)熱媒和冷卻水的流量，提高發(fā)電效率。

作為改進(jìn)，所述的溫差發(fā)電模塊包括熱媒導(dǎo)熱管路、溫差發(fā)電片組和冷卻水散熱管路，所述的溫差發(fā)電片組設(shè)置在熱媒導(dǎo)熱管路與冷卻水散熱管路之間，所述的保溫?zé)崦饺萜魃显O(shè)有熱媒出口和入口，所述的熱媒泵與保溫?zé)崦饺萜鞯某隹谶B接，所述的熱媒導(dǎo)熱管路一端與保溫?zé)崦饺萜鞯某隹谶B接一端與保溫?zé)崦饺萜鞯娜肟谶B接構(gòu)成循環(huán)回路，所述的冷卻水容器上設(shè)有出口和入口，所述的冷卻水散熱管路一端與冷卻水容器的出口連接一端與冷卻水容器的入口連接構(gòu)成循環(huán)回路。此種溫差發(fā)電模塊結(jié)構(gòu)簡單，分別與保溫?zé)崦饺萜骱屠鋮s水容器之間構(gòu)成熱媒回路和冷媒回路，所述的熱媒可以采用油或水，冷媒可以采用水散熱，整體結(jié)構(gòu)緊湊實(shí)用，發(fā)電效率高。

作為改進(jìn)，所述的冷卻水散熱管路的高度與冷卻水容器的高度相同，可保證散熱效果，減少多余做功。

作為改進(jìn)，還包括支架，所述的冷卻水容器設(shè)置在支架上。

作為改進(jìn)，所述的熱媒泵為可調(diào)節(jié)流量大小的耐高溫循環(huán)泵，所述的水泵為可調(diào)節(jié)流量大小的水泵，在具體使用時(shí)可根據(jù)保溫?zé)崦饺萜鞯臏囟葋碚{(diào)節(jié)熱媒和冷媒的流量，提高溫差發(fā)電模塊的發(fā)電效率。

作為改進(jìn)，所述的地下導(dǎo)熱管路為具有較好導(dǎo)熱性的縫鋁合金鋼管，導(dǎo)熱性好可使熱媒從四周吸收熱量，升溫快，提高熱量的利用率。

作為改進(jìn)，所述保溫?zé)崦饺萜鲀?nèi)部設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器，當(dāng)壓力過高時(shí)泄壓閥自動(dòng)泄壓，可根據(jù)保溫?zé)崦饺萜鲀?nèi)的溫度調(diào)節(jié)熱媒泵和水泵的流量，提高溫差發(fā)電模塊的發(fā)電效率。

作為改進(jìn)，所述的地面鉆孔內(nèi)裝有防止塌孔的套管，其管材為不銹鋼管，耐高溫、抗腐蝕和抗氧化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種分布式煤田火區(qū)廢棄熱能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種分布式煤田火區(qū)廢棄熱能發(fā)電系統(tǒng)的溫差發(fā)電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示：1、煤田火區(qū)，2、地面鉆孔，3、地下導(dǎo)熱管路，4、保溫?zé)崦饺萜鳎?、泄壓閥，6、溫差發(fā)電模塊，6.1、熱媒導(dǎo)熱管路，6.2、溫差發(fā)電片組，6.3、冷卻水散熱管路，7、冷卻水容器，8、熱媒泵，9、水泵，10、蓄電池，11、支架，12、管道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

結(jié)合附圖，一種分布式煤田火區(qū)廢棄熱能發(fā)電系統(tǒng)，包括煤田火區(qū)1，在所述的煤田火區(qū)1上設(shè)有深入地下的地面鉆孔2，地面鉆孔2內(nèi)設(shè)有底部不通的地下導(dǎo)熱管路3，所述的地下導(dǎo)熱管路3的上部設(shè)有相通的保溫?zé)崦饺萜?，所述的保溫?zé)崦饺萜?上設(shè)有泄壓閥5，還包括溫差發(fā)電模塊6、冷卻水容器7、與保溫?zé)崦饺萜?連接的熱媒泵8和與冷卻水容器7連接的水泵9，所述的保溫?zé)崦饺萜?、熱媒泵8和溫差發(fā)電模塊6構(gòu)成熱媒的循環(huán)回路，所述的冷卻水容器7、水泵9和溫差發(fā)電模塊6構(gòu)成冷媒的循環(huán)回路，所述的溫差發(fā)電模塊6連接有用于存儲(chǔ)電量的蓄電池10。

所述的溫差發(fā)電模塊6包括熱媒導(dǎo)熱管路6.1、溫差發(fā)電片組6.2和冷卻水散熱管路6.3，所述的溫差發(fā)電片組6.2設(shè)置在熱媒導(dǎo)熱管路6.1與冷卻水散熱管路6.3之間，所述的保溫?zé)崦饺萜?上設(shè)有熱媒出口和入口，所述的熱媒泵8與保溫?zé)崦饺萜?的出口連接，所述的熱媒導(dǎo)熱管路6.1一端與保溫?zé)崦饺萜?的出口連接一端與保溫?zé)崦饺萜?的入口連接構(gòu)成循環(huán)回路，所述的冷卻水容器7上設(shè)有出口和入口，所述的冷卻水散熱管路6.3一端與冷卻水容器7的出口連接一端與冷卻水容器7的入口連接構(gòu)成循環(huán)回路。

所述的冷卻水散熱管路6.3的高度與冷卻水容器7的高度相同。

所述的溫差發(fā)電片組6.2為100塊溫差發(fā)電片串并聯(lián)結(jié)合組成。

還包括支架11，所述的冷卻水容器7設(shè)置在支架11上。

所述的熱媒泵8為可調(diào)節(jié)流量大小的耐高溫循環(huán)泵，所述的水泵9為可調(diào)節(jié)流量大小的水泵。

所述的地下導(dǎo)熱管路3為具有較好導(dǎo)熱性的縫鋁合金鋼管。

所述保溫?zé)崦饺萜?內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器，當(dāng)壓力過高時(shí)泄壓閥5自動(dòng)泄壓。

在具體實(shí)施例中，本發(fā)明可以直接利用煤田火區(qū)實(shí)施注漿的垂直鉆孔，也可在煤田火區(qū)從新鉆孔布置安裝地下導(dǎo)熱管路，地下導(dǎo)熱管路上端連接保溫?zé)崦饺萜?，向保溫?zé)崦饺萜髦凶⑷霟崦?，用以吸收煤田火區(qū)熱量，保溫?zé)崦饺萜髦械臒崦皆跓釋?duì)流的作用下升溫，熱媒泵抽取熱媒為溫差發(fā)電模塊熱端持續(xù)提供熱源，水泵則抽取冷卻水容器中的冷卻水為溫差發(fā)電模塊冷端持續(xù)散熱，促使溫差發(fā)電模塊發(fā)電，電能儲(chǔ)存在蓄電池中，保溫?zé)崦饺萜鲀?nèi)部壓力過高時(shí)，由泄壓閥泄壓，溫差發(fā)電模塊可為熱媒泵和水泵提供電能，通過分別調(diào)節(jié)熱媒泵和水泵的流量，提高溫差發(fā)電模塊的發(fā)電效率。

地面垂直鉆孔內(nèi)裝有套管以防止塌孔，保溫?zé)崦饺萜鲀?nèi)底端和頂端布置溫度傳感器和壓力傳感器，當(dāng)壓力過高時(shí)泄壓閥自動(dòng)泄壓。

本發(fā)明的裝置可在煤田火區(qū)上設(shè)置多個(gè)用以回收熱量，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，便于移動(dòng)及維護(hù)，其根據(jù)火區(qū)現(xiàn)有條件提取熱能并進(jìn)行分布式發(fā)電，減少了熱能資源浪費(fèi)，同時(shí)較好地解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)居民和工人用電需求，具有廣泛的實(shí)用性。

以上對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，這種描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?？偠灾绻绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。