[發明專利]一種煤田礦井水力發電與換熱系統

在審

• 申請號: 201910264140.2
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110017241A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 周建斌;李克文;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 陽泉煤業（集團）有限責任公司
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06;F24T50/00;F28D7/08
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

本發明涉及煤田礦井技術領域，更具體而言，涉及一種煤田礦井水力發電與換熱系統。該系統包括蓄水池、送水管道、水輪機、抽水管道、抽水泵、換熱器和井下用水系統，采用防爆水力發電機代替煤田礦井中目前經常使用的減壓閥并采用井下換熱裝置，同時實現減壓、發電與換熱，發出的電可以就地使用，用于水泵、礦井照明等。礦井用水通過換熱器換出來的熱能可以用來供暖制冷等。利用礦井用水循環發電的同時，將地熱能通過礦井用水傳遞利用，有效地將浪費的地熱能資源利用。本發明充分利用了現有的資源進行利用和生產，環保高效，實現了廢棄礦井及其資源的重新利用。本發明主要應用在礦井發電及地熱利用方面。

技術領域

本發明涉及煤田礦井技術領域，更具體而言，涉及一種煤田礦井水力發電與換熱系統。

背景技術

煤炭開采后，在地下形成巨大的、高落差地下采場空間，在地面的一些礦區因開采塌陷將形成大面積積水水體。地面塌陷區積水水體蘊含有豐富的勢能，蓄水空間和水位落差已存在，只需做相應的改造，即可實現塌陷區水體水力發電。礦井水是煤炭生產過程中排量最多的廢水，一般采用在井下設置水倉的方法將不同水平的礦井水收集起來，再通過泵站抽到地表，直接作為廢水排掉，而忽略了礦井水中所蘊含的熱能。礦井水溫度常年在18°C至25°C之間，是非常好的低溫熱源。目前通過水源熱泵技術，提取礦井水中的熱量，為用戶實現供暖和制冷，但提取熱量后的礦井水并沒有回灌到礦井中，未真正發揮礦井水中所蘊含的熱能效益。

另外，目前大部分礦井每年使用大量的地面循環水，一般采用管道將地面的水輸送到礦井，為了減少或者消除高水頭的沖擊，一般采用減壓閥減壓，這樣做的結果是作為清潔能源的水動力（勢能）被白白浪費掉了。

發明內容

一種煤田礦井水力發電與換熱系統，包括蓄水池、換熱器和井下用水系統；所述蓄水池通過送水管道與井下用水系統連通，所述蓄水池和井下用水系統分別通過地面管道和抽水管道與換熱器連接，所述送水管道內設置有水輪機，所述水輪機連接有防爆發電機，所述抽水管道內設置有抽水泵。

所述防爆發電機連接有配電箱。

所述送水管道內設置有減壓閥，所述減壓閥安裝在水輪機與井下用水系統之間。

所述抽水泵連接有防爆電機，所述防爆電機連接有發電設備。

所述抽水管道上部靠近地面部分安裝保溫隔熱層進行保溫。

所述換熱器連接有進水管和出水管。

所述進水管連接有冷水源，所述出水管連接有用戶終端。

所述換熱器的出水管與用戶終端之間設置有熱泵。

所述熱泵連接有發電設備。

所述發電設備為風力發電機或光伏發電板。

與現有技術相比本發明所具有的有益效果為：

針對采煤過程中地面循環水垂直輸送到地下礦井時為了減少或者消除幾百米高的水壓沖擊，一般使用減壓閥減壓造成大量勢能損失的情況，采用防爆水力發電機代替煤田礦井中目前經常使用的減壓閥，并采用井下換熱裝置或者利用已有礦井中的各種輸水管道與管匯作為換熱器，同時實現減壓、發電與換熱，發出的電可以就地使用，用于水泵、礦井照明等。換出來的熱能可以用來供暖制冷等，利用礦井用水循環發電的同時，將地熱能通過礦井用水傳遞利用，有效地將浪費的地熱能資源利用，充分利用煤田礦井目前浪費的水力資源進行發電，用以節能減排、解決企業電力、供暖制冷需求部分緊缺和可持續發展問題，最終提高相關企業的經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。