CN112197446A - 一种地热能源装置 - Google Patents

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CN112197446A CN202011133502.3A CN202011133502A CN112197446A CN 112197446 A CN112197446 A CN 112197446A CN 202011133502 A CN202011133502 A CN 202011133502A CN 112197446 A CN112197446 A CN 112197446A
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李锦洪
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Abstract

本发明公开了一种地热能源装置，涉及地热能源装置技术领域。一种地热能源装置，包括支撑外壳，撑外壳顶部固定连接有水泥浇筑层，支撑外壳底部内壁分别设置有抽水泵和支撑架，抽水泵一端固定连接有地热抽水管，支撑架顶部固定连接有地热换热装置，水泥浇筑层顶部分别设置有检测仪、供暖水泵和防护外壳，防护外壳底部内壁固定连接有蒸汽制造机，蒸汽制造机顶部固定连接有蒸汽发电机，蒸汽制造机侧面通过地热连接管与地热换热装置相连通。本发明通过防护外壳和蒸汽外壳的联合设置确保蒸汽化的地热水不会泄漏污染环境，将地热水再次输送至该地下方地壳，防止长时间开采导致土地下陷，实现了当地生态的保护，避免了地热能源污染的效果。

Description

一种地热能源装置
技术领域
本发明涉及地热能源装置技术领域，具体为一种地热能源装置。
背景技术
地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973万亿千焦耳。在地热利用规模上，我国近些年来一直位居世界首位，并以每年近10％的速度稳步增长。
目前对地热能源的利用装置由于各种原因的限制使之利用的效率较少，高温的地下水在初次利用完毕后还留有较高温度，这部分能源就被浪费了，此外地热水富含大量的有毒有害成分不管是蒸汽还是直接排放对会对环境产生不可估量的影响，本发明针对以上问题进行改进设计出一种地热能源装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地热能源装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地热能源装置，包括支撑外壳，所述支撑外壳外壁设置有防渗透板，所述支撑外壳顶部固定连接有水泥浇筑层，所述支撑外壳底部内壁分别设置有抽水泵和支撑架，所述抽水泵一端固定连接有水泵连接管，所述水泵连接管另一端固定连接有地热抽水管，所述地热抽水管分别贯穿于支撑外壳底部和防渗透板顶部，所述水泵连接管外壁安装有地热初始水温计，所述支撑架顶部固定连接有地热换热装置，所述地热换热装置通过连接管与抽水泵相连通，所述支撑外壳侧面内壁设置有扶梯，所述扶梯顶部设置有维护门，所述维护门底部分别与支撑外壳顶部和水泥浇筑层顶部相接触，所述水泥浇筑层顶部分别设置有检测仪、供暖水泵和防护外壳，所述供暖水泵位于检测仪和防护外壳之间，所述防护外壳底部内壁固定连接有蒸汽制造机，所述蒸汽制造机顶部固定连接有蒸汽发电机，所述蒸汽制造机侧面通过地热连接管与地热换热装置相连通，所述地热连接管外壁安装有地热终端水温计，所述蒸汽发电机顶部贯穿于防护外壳顶部，所述蒸汽发电机侧面通过连接管与回流管相连通，所述回流管贯穿于水泥浇筑层顶部，所述供暖水泵通过供暖进水管与地热换热装置相连通，所述供暖进水管外壁安装有供暖水温计，所述检测仪底部通过换热出水管与地热换热装置相连通，所述换热出水管外壁安装有换热水温计。
优选的，所述地热换热装置包括换热外壳，所述换热外壳一侧分别设置有换热水出口和地热水进口，所述换热水出口通过换热出水管与检测仪相连接，所述地热水进口通过连接管与抽水泵相连接，所述换热外壳另一侧分别设置有地热水出口和常温水进口，所述地热水出口通过地热连接管与蒸汽制造机相连接，所述常温水进口通过供暖进水管与供暖水泵相连接，所述换热外壳内部设置有换热网，所述常温水进口与换热水出口分别与换热网相适配。
优选的，所述换热网一端固定连接有进水连接器，所述进水连接器与常温水进口相连接，所述换热网另一端固定连接有出水连接器，所述出水连接器与换热水出口相连接。
优选的，所述换热网内部设置有网管，所述网管为正六边形结构。
优选的，所述蒸汽制造机包括蒸汽外壳，所述蒸汽外壳底部内壁固定连接有蒸汽罐，所述蒸汽罐一侧固定连接有输水管，所述输水管贯穿蒸汽外壳侧面，所述蒸汽外壳一侧设置有燃料接口，所述蒸汽罐通过管道与燃料接口相连通，所述蒸汽罐顶部设置有蒸汽输出管，所述蒸汽输出管顶部贯穿于蒸汽外壳顶部，所述蒸汽外壳底部与防护外壳底部内壁固定连接，所述蒸汽外壳顶部与蒸汽发电机底部固定连接。
优选的，所述蒸汽发电机包括发电外壳，所述发电外壳内部设置有蒸汽发电设备，所述蒸汽发电设备底部设置有蒸汽连接管，所述蒸汽连接管与蒸汽输出管相适配，所述发电外壳侧面设备有蒸汽排出口，所述蒸汽排出口通过连接管与蒸汽发电设备相连接，所述发电外壳底部与蒸汽外壳之间通过螺栓固定。
优选的，所述检测仪包括检测外壳，所述检测外壳内部设置有水质监测器，所述水质监测器一端固定连接有下连接口，所述水质监测器另一端固定连接有上连接口，所述下连接口与换热出水管相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、该地热能源装置，通过换热外壳两侧地热水进口和地热水出口的高底设置舍得地热水能够充满换热外壳，常温水通过常温水进口流入换热网，换热网可以浸泡在地热水中，换热网由细密的网管组成同时环绕多次增大了与地热水的接触面积，再通过换热网后由检测仪检测水质过关后交由供暖公司进水处理，实现了增大地热水和常温水之间的热能传递效率并实现地热能在供暖方面的初步理由的效果。
(2)、该地热能源装置，通过将具有较高温度的地热水通过地热连接管连接到蒸汽罐中，蒸汽罐通过利用气体燃料将地热水重新加温使其蒸汽化，地热蒸汽催动蒸汽发电机进发电并交由电网保存，实现了将具有较高温度的地热水充分利用，将地热能进行二次发电的充分利用的效果。
(3)、该地热能源装置，通过防护外壳和蒸汽外壳的联合设置确保蒸汽化的地热水不会泄漏污染环境，将利用完毕的地热水再次输送至该地下方地壳，防止地热水的污染以及防止长时间开采导致土地下陷，实现了当地生态的保护，避免了地热能源污染的效果。
附图说明
图1为本发明的主视剖面结构示意图；
图2为本发明的地热换热装置顶部剖视结构示意图；
图3为本发明的换热网侧面剖视结构示意图；
图4为本发明的换热网局部剖面放大结构示意图；
图5为本发明的蒸汽制造机剖面结构示意图；
图6为本发明的蒸汽发电机结构示意图；
图7为本发明的监测仪剖面结构示意图。
图中：1、支撑外壳；2、防渗透板；3、地热抽水管；4、地热初始水温计；5、水泵连接管；6、抽水泵；7、支撑架；8、地热换热装置；9、地热终端水温计；10、地热连接管；11、回流管；12、防护外壳；13、蒸汽制造机；14、蒸汽发电机；15、供暖水温计；16、供暖进水管；17、供暖水泵；18、换热出水管；19、换热水温计；20、检测仪；21、水泥浇筑层；22、维护门；23、扶梯；24、换热外壳；25、地热水出口；26、换热网；27、常温水进口；28、换热水出口；29、地热水进口；30、出水连接器；31、进水连接器；32、网管；33、输水管；34、蒸汽外壳；35、蒸汽罐；36、燃料接口；37、发电外壳；38、蒸汽连接管；39、蒸汽发电设备；40、蒸汽排出口；41、检测外壳；42、水质监测器；43、下连接口；44、上连接口；45、蒸汽输出管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
如图1-7所示，本发明提供一种技术方案：一种地热能源装置，包括支撑外壳1，支撑外壳1外壁设置有防渗透板2，支撑外壳1顶部固定连接有水泥浇筑层21，支撑外壳1底部内壁分别设置有抽水泵6和支撑架7，抽水泵6一端固定连接有水泵连接管5，水泵连接管5另一端固定连接有地热抽水管3，地热抽水管3分别贯穿于支撑外壳1底部和防渗透板2顶部，水泵连接管5外壁安装有地热初始水温计4，支撑架7顶部固定连接有地热换热装置8，地热换热装置8通过连接管与抽水泵6相连通，支撑外壳1侧面内壁设置有扶梯23，扶梯23顶部设置有维护门22，维护门22底部分别与支撑外壳1顶部和水泥浇筑层21顶部相接触，水泥浇筑层21顶部分别设置有检测仪20、供暖水泵17和防护外壳12，供暖水泵17位于检测仪20和防护外壳12之间，防护外壳12底部内壁固定连接有蒸汽制造机13，蒸汽制造机13顶部固定连接有蒸汽发电机14，蒸汽制造机13侧面通过地热连接管10与地热换热装置8相连通，地热连接管10外壁安装有地热终端水温计9，蒸汽发电机14顶部贯穿于防护外壳12顶部，蒸汽发电机14侧面通过连接管与回流管11相连通，回流管11贯穿于水泥浇筑层21顶部，供暖水泵17通过供暖进水管16与地热换热装置8相连通，供暖进水管16外壁安装有供暖水温计15，检测仪20底部通过换热出水管18与地热换热装置8相连通，换热出水管18外壁安装有换热水温计19。
如图1-2所示，地热换热装置8包括换热外壳24，换热外壳24一侧分别设置有换热水出口28和地热水进口29，换热水出口28通过换热出水管18与检测仪20相连接，地热水进口29通过连接管与抽水泵6相连接，换热外壳24另一侧分别设置有地热水出口25和常温水进口27，地热水出口25通过地热连接管10与蒸汽制造机13相连接，常温水进口27通过供暖进水管16与供暖水泵17相连接，换热外壳24内部设置有换热网26，常温水进口27与换热水出口28分别与换热网26相适配。
如图1-3所示，换热网26一端固定连接有进水连接器31，进水连接器31与常温水进口27相连接，换热网26另一端固定连接有出水连接器30，出水连接器30与换热水出口28相连接。
如图2-4所示，换热网26内部设置有网管32，网管32为正六边形结构。
如图1-5所示，蒸汽制造机13包括蒸汽外壳34，蒸汽外壳34底部内壁固定连接有蒸汽罐35，蒸汽罐35一侧固定连接有输水管33，输水管33贯穿蒸汽外壳34侧面，蒸汽外壳34一侧设置有燃料接口36，蒸汽罐35通过管道与燃料接口36相连通，蒸汽罐35顶部设置有蒸汽输出管45，蒸汽输出管45顶部贯穿于蒸汽外壳34顶部，蒸汽外壳34底部与防护外壳12底部内壁固定连接，蒸汽外壳34顶部与蒸汽发电机14底部固定连接。
如图1-6所示，蒸汽发电机14包括发电外壳37，发电外壳37内部设置有蒸汽发电设备39，蒸汽发电设备39底部设置有蒸汽连接管38，蒸汽连接管38与蒸汽输出管45相适配，发电外壳37侧面设备有蒸汽排出口40，蒸汽排出口40通过连接管与蒸汽发电设备39相连接，发电外壳37底部与蒸汽外壳34之间通过螺栓固定。
如图1-7所示，检测仪20包括检测外壳41，检测外壳41内部设置有水质监测器42，水质监测器42一端固定连接有下连接口43，水质监测器42另一端固定连接有上连接口44，下连接口43与换热出水管18相连接。
工作原理：使用本设备时首先在地热能丰富的地区开设取水井并安装地热抽水管3，以地热抽水管3为基础在地热抽水管3四周设置防渗透板2，安装完毕防渗透板2后再安装支撑外壳1，支撑外壳1安装完毕后在顶部安装水泥浇筑层21，通过在支撑外壳1内部安装抽水泵6将地热抽水管3内部的地热水抽取至地热换热装置8中，水泥浇筑层21顶部安装的供暖水泵17将常温水由供水处抽取至地热换热装置8中，通过换热外壳24两侧地热水进口29和地热水出口25的高低设置使得地热水能够充满换热外壳24，常温水通过常温水进口27流入换热网26，换热网26可以浸泡在地热水中，换热网26由细密的网管32组成同时环绕多次增大了与地热水的接触面积，再通过换热网26后由检测仪20检测水质，过关后交由供暖公司进行处理，地热水经过第一次的换热应用后由于换热效率无法达到百分百所以任然留有较高温度，通过将具有较高温度的地热水通过地热连接管10连接到蒸汽罐35中，蒸汽罐35通过利用气体燃料将地热水重新加温使其蒸汽化，地热蒸汽催动蒸汽发电机14进行发电并交由电网保存，由于地热水有含有有害物质并可能存在一定放射性，通过防护外壳12和蒸汽外壳34的联合设置确保蒸汽化的地热水不会泄漏污染环境，将利用完毕的地热水再次输送至该地下方地壳，防止地热水的污染以及防止长时间开采导致土地下陷。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种地热能源装置，包括支撑外壳(1)，其特征在于：所述支撑外壳(1)外壁设置有防渗透板(2)，所述支撑外壳(1)顶部固定连接有水泥浇筑层(21)，所述支撑外壳(1)底部内壁分别设置有抽水泵(6)和支撑架(7)，所述抽水泵(6)一端固定连接有水泵连接管(5)，所述水泵连接管(5)另一端固定连接有地热抽水管(3)，所述地热抽水管(3)分别贯穿于支撑外壳(1)底部和防渗透板(2)顶部，所述水泵连接管(5)外壁安装有地热初始水温计(4)，所述支撑架(7)顶部固定连接有地热换热装置(8)，所述地热换热装置(8)通过连接管与抽水泵(6)相连通，所述支撑外壳(1)侧面内壁设置有扶梯(23)，所述扶梯(23)顶部设置有维护门(22)，所述维护门(22)底部分别与支撑外壳(1)顶部和水泥浇筑层(21)顶部相接触，所述水泥浇筑层(21)顶部分别设置有检测仪(20)、供暖水泵(17)和防护外壳(12)，所述供暖水泵(17)位于检测仪(20)和防护外壳(12)之间，所述防护外壳(12)底部内壁固定连接有蒸汽制造机(13)，所述蒸汽制造机(13)顶部固定连接有蒸汽发电机(14)，所述蒸汽制造机(13)侧面通过地热连接管(10)与地热换热装置(8)相连通，所述地热连接管(10)外壁安装有地热终端水温计(9)，所述蒸汽发电机(14)顶部贯穿于防护外壳(12)顶部，所述蒸汽发电机(14)侧面通过连接管与回流管(11)相连通，所述回流管(11)贯穿于水泥浇筑层(21)顶部，所述供暖水泵(17)通过供暖进水管(16)与地热换热装置(8)相连通，所述供暖进水管(16)外壁安装有供暖水温计(15)，所述检测仪(20)底部通过换热出水管(18)与地热换热装置(8)相连通，所述换热出水管(18)外壁安装有换热水温计(19)。
2.根据权利要求1所述的一种地热能源装置，其特征在于：所述地热换热装置(8)包括换热外壳(24)，所述换热外壳(24)一侧分别设置有换热水出口(28)和地热水进口(29)，所述换热水出口(28)通过换热出水管(18)与检测仪(20)相连接，所述地热水进口(29)通过连接管与抽水泵(6)相连接，所述换热外壳(24)另一侧分别设置有地热水出口(25)和常温水进口(27)，所述地热水出口(25)通过地热连接管(10)与蒸汽制造机(13)相连接，所述常温水进口(27)通过供暖进水管(16)与供暖水泵(17)相连接，所述换热外壳(24)内部设置有换热网(26)，所述常温水进口(27)与换热水出口(28)分别与换热网(26)相适配。
3.根据权利要求2所述的一种地热能源装置，其特征在于：所述换热网(26)一端固定连接有进水连接器(31)，所述进水连接器(31)与常温水进口(27)相连接，所述换热网(26)另一端固定连接有出水连接器(30)，所述出水连接器(30)与换热水出口(28)相连接。
4.根据权利要求2所述的一种地热能源装置，其特征在于：所述换热网(26)内部设置有网管(32)，所述网管(32)为正六边形结构。
5.根据权利要求1所述的一种地热能源装置，其特征在于：所述蒸汽制造机(13)包括蒸汽外壳(34)，所述蒸汽外壳(34)底部内壁固定连接有蒸汽罐(35)，所述蒸汽罐(35)一侧固定连接有输水管(33)，所述输水管(33)贯穿蒸汽外壳(34)侧面，所述蒸汽外壳(34)一侧设置有燃料接口(36)，所述蒸汽罐(35)通过管道与燃料接口(36)相连通，所述蒸汽罐(35)顶部设置有蒸汽输出管(45)，所述蒸汽输出管(45)顶部贯穿于蒸汽外壳(34)顶部，所述蒸汽外壳(34)底部与防护外壳(12)底部内壁固定连接，所述蒸汽外壳(34)顶部与蒸汽发电机(14)底部固定连接。
6.根据权利要求1或5任一所述的一种地热能源装置，其特征在于：所述蒸汽发电机(14)包括发电外壳(37)，所述发电外壳(37)内部设置有蒸汽发电设备(39)，所述蒸汽发电设备(39)底部设置有蒸汽连接管(38)，所述蒸汽连接管(38)与蒸汽输出管(45)相适配，所述发电外壳(37)侧面设备有蒸汽排出口(40)，所述蒸汽排出口(40)通过连接管与蒸汽发电设备(39)相连接，所述发电外壳(37)底部与蒸汽外壳(34)之间通过螺栓固定。
7.根据权利要求1所述的一种地热能源装置，其特征在于：所述检测仪(20)包括检测外壳(41)，所述检测外壳(41)内部设置有水质监测器(42)，所述水质监测器(42)一端固定连接有下连接口(43)，所述水质监测器(42)另一端固定连接有上连接口(44)，所述下连接口(43)与换热出水管(18)相连接。
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