本發(fā)明公開(kāi)的一種利用地?zé)崮艿陌l(fā)電系統(tǒng)，屬于地?zé)崮茉撮_(kāi)發(fā)與利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的利用地?zé)崮馨l(fā)電的驅(qū)動(dòng)裝置，多是將地?zé)嵬ㄟ^(guò)井引導(dǎo)至地面，該井要鉆到足夠深的的深度，以便能利用地殼中的熱量使水或其它液體蒸發(fā)獲得蒸汽，蒸汽再推動(dòng)蒸汽透平機(jī)做功來(lái)發(fā)電，但由于蒸汽送至地面時(shí)，要損失很大一部分熱量，而且溫度在傳送過(guò)程中逐步降低，這樣就必須將大量的蒸汽輸送到地面才能發(fā)出足夠的電力，結(jié)果導(dǎo)致熱傳遞效率較低，而且地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的適用范圍小，制約地?zé)崮芗夹g(shù)的發(fā)展?？紤]出于對(duì)這地?zé)釤崮艿倪M(jìn)一步利用，使用低于常溫下水沸點(diǎn)(100℃)的低沸點(diǎn)液體(如乙醚、乙醇、氨水等)來(lái)進(jìn)行地?zé)岬睦贸蔀闊狳c(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，低沸點(diǎn)液體受熱后氣化膨脹產(chǎn)生的蒸汽氣體進(jìn)行再利用，而將地?zé)釤崮軄?lái)氣化低沸點(diǎn)液體使之膨脹產(chǎn)生動(dòng)壓，相比于現(xiàn)有技術(shù)，能夠更加有效地推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電，從而克服了常規(guī)抽取地下水源蒸汽所存在的熱能損失問(wèn)題。

本發(fā)明基于此，提出一種新型的地?zé)釤崮馨l(fā)電利用系統(tǒng)，同時(shí)由于能量轉(zhuǎn)換必然存在損失，常規(guī)地?zé)釤崮芾孟到y(tǒng)在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同部件的能耗損失，尤其是在關(guān)鍵部件比如冷卻塔、熱交換器等組件上的效能就顯得很重要，本發(fā)明還提出了一種新型的冷卻塔結(jié)構(gòu)應(yīng)用于地?zé)岚l(fā)電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用地?zé)釤崮馨l(fā)電系統(tǒng)，其目的：以通過(guò)使冷卻塔、儲(chǔ)蓄罐、管道泵、逆止閥、水熱交換器、蓄壓罐和氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)以及發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)通管路的連接所設(shè)計(jì)的發(fā)電系統(tǒng)設(shè)施，來(lái)實(shí)現(xiàn)利用地?zé)崴虻責(zé)嵴羝拐舭l(fā)器內(nèi)的低于常溫下水沸點(diǎn)(100℃)的低沸點(diǎn)液體(如乙醚等)氣化膨脹產(chǎn)生的動(dòng)壓(蒸汽壓力)通過(guò)氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)發(fā)電的新型技術(shù)。

具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種利用地?zé)釤崮艿陌l(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)主要包括冷卻塔、儲(chǔ)蓄罐、管道泵、逆止閥、水熱交換器、蓄壓罐、氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)以及發(fā)電機(jī)，其特征在于：其中冷卻塔內(nèi)最下層的球狀分流缸通過(guò)冷凝液體回流管路與儲(chǔ)蓄罐連通，冷卻后的冷凝液體通過(guò)管道泵和逆止閥供給到水熱交換器中進(jìn)行熱交換，在水熱交換器內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器，水熱交換器頂部設(shè)置有與之連通的蓄壓罐，蓄壓罐上方還設(shè)置有通過(guò)氣壓輸送管路連接的氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)，該氣壓輸送管路上設(shè)置有蓄壓罐輸出管道閥門(mén)和溫度及壓力傳感器，經(jīng)過(guò)利用地?zé)崴虻責(zé)嵴羝c蒸發(fā)器內(nèi)的低沸點(diǎn)液體進(jìn)行熱交換之后，所產(chǎn)生的氣體通過(guò)蓄壓罐和氣壓輸送管路輸送給氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)來(lái)帶動(dòng)發(fā)電進(jìn)行發(fā)電，做功后釋放了壓力的氣體經(jīng)由冷卻塔冷凝還原成液體，以此循環(huán)。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明的冷卻塔結(jié)構(gòu)如下，利用預(yù)埋在冷卻塔墻體內(nèi)的預(yù)埋螺栓和螺母固定有若干個(gè)分流缸托架，通過(guò)第二螺栓將橫向焊接在球狀分流缸底部的固定板固定在分流缸托架上面，利用第一螺栓使分流缸接口法蘭與冷凝管法蘭固定對(duì)接，則在上一個(gè)球狀分流缸與下一個(gè)球狀分流缸之間順向交錯(cuò)的安裝有若干個(gè)冷凝管，該冷凝管是由若干個(gè)鋼管和若干個(gè)支撐固定板所固定的若干個(gè)冷凝管翅片管并使其兩端穿過(guò)冷凝管法蘭經(jīng)過(guò)焊接而制成。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，冷卻塔中最下層或最上層的球狀分流缸通過(guò)分流缸外接管法蘭聯(lián)接與氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)連通的冷凝聯(lián)通管路，在上下球狀分流缸之間通過(guò)聯(lián)通管連通，該聯(lián)通管通過(guò)冷凝液體回流管路將冷凝液體匯集回聯(lián)通儲(chǔ)蓄罐，其作用是以冷卻塔向上抽取空氣形成的氣流來(lái)帶走冷凝管散發(fā)出來(lái)的熱量，從而使冷凝管內(nèi)的氣體得到冷凝后回流到儲(chǔ)蓄罐內(nèi)繼續(xù)使用。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)蓄壓罐內(nèi)的氣體超壓時(shí)經(jīng)由安全閥聯(lián)通管所聯(lián)通的冷凝聯(lián)通管路可以排放到冷凝管內(nèi)，而在蓄壓罐上方還設(shè)置有與氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)聯(lián)通的氣壓輸送管路及蓄壓罐輸出管道閥門(mén)和溫度及壓力傳感器。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)設(shè)置在蒸發(fā)器上面的液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)到的數(shù)據(jù)控制管道泵的轉(zhuǎn)速來(lái)保障單位時(shí)間內(nèi)供給蒸發(fā)器流體量的穩(wěn)定，其次，是通過(guò)設(shè)置在氣壓輸送管路上面的溫度及壓力傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)控制地?zé)崴虻責(zé)嵴羝┙o參與熱交換的流體量。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，地?zé)釤崮馨ǖ責(zé)釤崴虻責(zé)嵴魵饣虻責(zé)釤崴訜岬恼羝?/p>

采用上述技術(shù)方案后，取得如下有益效果：

1)提出一種新型的地?zé)釤崮馨l(fā)電利用系統(tǒng)，較為詳細(xì)展示其結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，其部件之間緊密配合協(xié)同作用，利用低沸點(diǎn)液體可以最大程度利用地?zé)崮茉催M(jìn)行發(fā)電，增加發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境友好性，節(jié)約能源；

2)相比于現(xiàn)有技術(shù)，能夠更加有效地推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電，從而克服了常規(guī)抽取地下水源蒸汽所存在的熱能損失問(wèn)題；

3)設(shè)計(jì)關(guān)鍵部件包括冷卻塔、熱交換器等組件，其結(jié)構(gòu)獨(dú)特性增加了其應(yīng)用上的效能，例如冷卻塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得其既增大了冷卻塔的冷卻效率又節(jié)省了建造空間，使得在有限空間內(nèi)最大效度發(fā)揮冷卻性能。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明公開(kāi)的一種利用地?zé)釤崮馨l(fā)電技術(shù)實(shí)施例示意圖；

附圖2為附圖1的k2部位放大示意圖；

附圖3為附圖1的k1部位放大示意圖；

附圖4為附圖1的冷凝管部位放大示意圖；

附圖5為附圖1的k部位放大示意圖；

附圖標(biāo)記：1-冷卻塔；1-1-預(yù)埋螺栓；2-球狀分流缸；2-1-分流缸接口法蘭；2-2-固定板；2-3-聯(lián)通管，3-冷凝管；3-1-冷凝管法蘭；3-2鋼管；3-3-支撐固定板；3-4-冷凝管翅片管；4-第一螺栓；5-分流缸托架；6-第二螺栓；7-螺母；8-分流缸外接管法蘭；9-冷凝聯(lián)通管路；10-氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)；11-聯(lián)軸器；12-發(fā)電機(jī)；13-氣壓輸送管路；14-安全閥聯(lián)通管；15-冷凝液體回流管路；16-第三螺栓；17-儲(chǔ)蓄罐；18-熱水輸入管道接口；19-水熱交換器上蓋緊固螺栓；20-蓄壓罐輸出管道閥門(mén)；21-溫度及壓力傳感器；22-水熱交換器上蓋；23-蓄壓罐接口法蘭；24-蓄壓罐；25-蒸發(fā)器；25-1-第四螺栓；25-2-下端蓋；25-3-蒸發(fā)器翅片管；25-4-下封頭法蘭；25-5-下封頭；25-6橡膠墊；25-7-密封墊；25-8-第五螺栓；25-9壓蓋法蘭；25-10-液體輸送管接口；25-11-上封頭法蘭；25-12-第六螺栓；25-14-上端蓋；25-13-上封頭；26-排放管；27-其它利用管路閥門(mén)；28-液面?zhèn)鞲衅鳎?9-水熱交換器；30-管道泵；31-逆止閥；32-對(duì)接管密封法蘭；33-熱水輸出管接口法蘭；34-熱水回放管路閥門(mén)。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明的利用地?zé)釤崮艿陌l(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)主要包括冷卻塔1、儲(chǔ)蓄罐17、管道泵30、逆止閥31、水熱交換器29、蓄壓罐24、氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10以及發(fā)電機(jī)12，其特征在于：其中冷卻塔1內(nèi)最下層的球狀分流缸2通過(guò)冷凝液體回流管路15與儲(chǔ)蓄罐17連通，冷卻后的冷凝液體通過(guò)管道泵30和逆止閥31供給到水熱交換器29中進(jìn)行熱交換，在水熱交換器29內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器25，水熱交換器29頂部設(shè)置有與之連通的蓄壓罐24，蓄壓罐24上方還設(shè)置有通過(guò)氣壓輸送管路13連接的氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10，該氣壓輸送管路13上設(shè)置有蓄壓罐輸出管道閥門(mén)20和溫度及壓力傳感器21，經(jīng)過(guò)地?zé)釤崴虻責(zé)嵴羝c蒸發(fā)器25內(nèi)的低沸點(diǎn)液體進(jìn)行熱交換之后，所產(chǎn)生的氣體通過(guò)蓄壓罐24和氣壓輸送管路13輸送給氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10來(lái)帶動(dòng)發(fā)電12進(jìn)行發(fā)電，做功后釋放了壓力的氣體經(jīng)由冷卻塔1冷凝還原成液體，以此循環(huán)。

以上即利用地?zé)釤崴虻責(zé)嵴羝麃?lái)使蒸發(fā)器25內(nèi)的低于常溫下水沸點(diǎn)(100℃)的低沸點(diǎn)液體(如乙醚等)氣化膨脹產(chǎn)生的動(dòng)壓，經(jīng)由氣壓輸送管路13輸送給氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)做功后釋放了壓力的氣體使之經(jīng)由冷卻塔1冷凝還原成液體，對(duì)于冷凝還原成的液體，使之經(jīng)由在冷凝液體回流管路15上面設(shè)置的儲(chǔ)蓄罐17、管道泵30進(jìn)行加壓和逆止閥31的逆向止流再次輸送到蒸發(fā)器25內(nèi)繼續(xù)使用的這一發(fā)電原理，以設(shè)計(jì)制作的發(fā)電設(shè)施，所實(shí)現(xiàn)的利用地?zé)釤崮芷头悬c(diǎn)液體產(chǎn)生動(dòng)壓進(jìn)行發(fā)電。

其中，所涉及到的冷卻塔、儲(chǔ)蓄罐、管道泵、逆止閥、水熱交換器、蓄壓罐、氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及聯(lián)通形式和運(yùn)行模式詳細(xì)描述如下。

作為本發(fā)明重點(diǎn)方面之一，本發(fā)明的地?zé)岚l(fā)電用冷卻塔1或類(lèi)似于冷卻塔1的設(shè)施，外形如煙囪或通風(fēng)井，可設(shè)置在地面、水面、山頂、樓頂或隨建筑物一體建造，在其內(nèi)部，參見(jiàn)圖4-5，利用預(yù)埋在冷卻塔1墻體內(nèi)的預(yù)埋螺栓1-1和螺母7固定有若干個(gè)分流缸托架5，通過(guò)第二螺栓6將橫向焊接在球狀分流缸2底部的固定板2-2固定在分流缸托架5上面，利用第一螺栓4使分流缸接口法蘭2-1與冷凝管法蘭3-1固定對(duì)接，則在上一個(gè)球狀分流缸與下一個(gè)球狀分流缸之間順向交錯(cuò)的安裝有若干個(gè)冷凝管3，該冷凝管3是由若干個(gè)鋼管3-2和若干個(gè)支撐固定板3-3所固定的若干個(gè)冷凝管翅片管3-4并使其兩端穿過(guò)冷凝管法蘭3-1經(jīng)過(guò)焊接而制成。最下層或最上層的球狀分流缸2通過(guò)分流缸外接管法蘭8聯(lián)接與氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10連通的冷凝聯(lián)通管路9，在上下球狀分流缸2之間連通有聯(lián)通管2-3，聯(lián)通管2-3通過(guò)冷凝液體回流管路15將冷凝液體匯集回聯(lián)通儲(chǔ)蓄罐17，其作用是以冷卻塔1向上抽取空氣形成的氣流來(lái)帶走冷凝管3散發(fā)出來(lái)的熱量，從而使冷凝管3內(nèi)的氣體得到冷凝后回流到儲(chǔ)蓄罐17內(nèi)繼續(xù)使用，這樣的冷卻塔構(gòu)造既增大了冷卻塔的有效冷卻面積，而提升器冷卻效率，同時(shí)又節(jié)省了建造空間，使得在有限空間內(nèi)最大效度發(fā)揮冷卻塔性能。

作為本發(fā)明重點(diǎn)方面之一，參見(jiàn)圖2-3，本發(fā)明安裝在水熱交換器29內(nèi)的蒸發(fā)器25，具體是將若干個(gè)蒸發(fā)器翅片管25-3穿過(guò)下端蓋25-2和上端蓋25-14并焊接牢固，利用第四螺栓25-1使下端蓋25-2與下封頭法蘭25-4密封聯(lián)接，使與下封頭25-5聯(lián)通的液體輸送管接口25-10套墊橡膠墊25-6之后穿過(guò)對(duì)接管密封法蘭32，利用第五螺栓25-8鎖緊壓蓋法蘭25-9和密封墊25-7，并使液體輸送管接口25-10與聯(lián)通儲(chǔ)蓄罐17的管道泵30和逆止閥31的管路接通，以及利用第六螺栓25-12固定聯(lián)接上端蓋25-14和上封頭法蘭25-11，使聯(lián)通在上封頭25-13上面的管穿過(guò)水熱交換器上蓋22并焊接上法蘭，使之利用第三螺栓16與蓄壓罐接口法蘭23緊固密封對(duì)接，對(duì)接的蓄壓罐24上方設(shè)置有與冷凝聯(lián)通管路9聯(lián)接的安全閥聯(lián)通管14，當(dāng)蓄壓罐24內(nèi)的氣體超壓時(shí)經(jīng)由安全閥聯(lián)通管14所聯(lián)通的冷凝聯(lián)通管路9可以排放到冷凝管3內(nèi)，而在蓄壓罐24上方還設(shè)置有與氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10聯(lián)通的氣壓輸送管路13及蓄壓罐輸出管道閥門(mén)20和溫度及壓力傳感器21。地?zé)釤崴虻責(zé)嵴羝ㄟ^(guò)水泵管路接通水熱交換器29上方的熱水輸入管道接口18，水熱交換器29下方設(shè)置熱水輸出管接口法蘭33聯(lián)通的排放管26用于排放使用后的熱水或熱蒸汽，一方面經(jīng)由其它利用管路閥門(mén)27可以用途其它，另一方面，經(jīng)由熱水回放管路閥門(mén)34可以排放到地下，向地下排放的水或蒸汽可以用于推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)一步用來(lái)發(fā)電。

在穩(wěn)定性的控制設(shè)計(jì)方面，通過(guò)設(shè)置在蒸發(fā)器25上面的液面?zhèn)鞲衅?8檢測(cè)到的數(shù)據(jù)控制管道泵30的轉(zhuǎn)速來(lái)保障單位時(shí)間內(nèi)供給蒸發(fā)器25流體量的穩(wěn)定，其次，是通過(guò)設(shè)置在氣壓輸送管路13上面的溫度及壓力傳感器21檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)控制地?zé)釤崴虻責(zé)嵴羝┙o參與熱交換的流體數(shù)量，即以在保障供給蒸發(fā)器25流體量穩(wěn)定的前提下，通過(guò)保障熱水參與熱交換的熱容量的穩(wěn)定來(lái)保障供給氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10動(dòng)壓的穩(wěn)定，從而來(lái)保障通過(guò)聯(lián)軸器11與氣動(dòng)馬達(dá)或汽輪機(jī)10聯(lián)接的發(fā)電機(jī)12輸出電流功率的穩(wěn)定。

其中，所涉及到的地?zé)釤崮馨ǖ責(zé)釤崴虻責(zé)釤嵴魵饣虻責(zé)釤崴訜岬恼羝?/p>

盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書(shū)及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。