CN112594619A - 一种地下隧道地热能辅助照明系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地下隧道地热能辅助照明系统及其方法，系统包括机壳、地热能处理装置、发电装置、电路板、控制模块、数据存储模块、光声警报模块、监测模块、储能模块和照明模块，方法包括步骤一，安装地热能处理装置；步骤二，安装发电装置；步骤三，线路连接；步骤四，启用照明；本发明相较于现有的地热能辅助照明系统，设计有自动监管功能，一旦发电机组出现异常，便能立即停止供汽，从而有效的保障了系统的安全，做到智能监控无人值守，可以有效的减少事故隐患，同时也节约了人力，本发明设计有地热能二次利用功能，可以充分的利用地热能，实现深度阶梯性能源利用，能有效提高系统发电效率。

Description

一种地下隧道地热能辅助照明系统及其方法
技术领域
本发明涉及地热能技术领域，具体为一种地下隧道地热能辅助照明系统及其方法。
背景技术
地热发电是地热利用的最重要方式，地热发电是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电，现有的地热发电系统缺少自动化安全管理模块，需要专人监控，比较耗费人力，容易引发安全事故，现有的地热发电系统利用地热能的方法较为单一，不能实现地热能的最优利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下隧道地热能辅助照明系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种地下隧道地热能辅助照明系统，包括机壳、地热能处理装置、发电装置、电路板、控制模块、数据存储模块、光声警报模块、监测模块、储能模块和照明模块，所述机壳的一侧内壁上固定连接有电路板，所述电路板的一侧外壁上固定连接有控制模块，所述控制模块的一侧设置有数据存储模块，且数据存储模块固定连接于电路板的一侧外壁上，所述数据存储模块的一侧设置有光声警报模块，且光声警报模块固定连接于电路板的一侧外壁上，所述光声警报模块的一侧设置有监测模块，且监测模块固定连接于电路板的一侧外壁上，所述机壳的一侧设置有地热能处理装置；
所述地热能处理装置包括集热模块、地热汽输送模块、高温高压保护模块、汽水分离模块、换热器模块、蒸汽过滤模块、有机工质存储模块、凝汽器模块、预热器模块和回灌模块，所述地热能处理装置的内部设置有集热模块，所述集热模块的一侧设置有地热汽输送模块，且地热汽输送模块与集热模块通过管道连接，所述地热汽输送模块的一侧外壁上固定连接有高温高压保护模块，且高温高压保护模块与电路板通过信号线连接，所述地热汽输送模块的一侧设置有汽水分离模块，且汽水分离模块与地热汽输送模块通过管道连接，所述汽水分离模块的一侧设置有换热器模块，且换热器模块与汽水分离模块通过管道连接，所述换热器模块的一侧外壁上固定连接有有机工质存储模块，所述有机工质存储模块的一侧设置有预热器模块，且预热器模块与有机工质存储模块通过管道连接，所述预热器模块的一侧设置有凝汽器模块，所述地热能处理装置的一侧设置有发电装置；
所述发电装置包括第一汽轮机组模块、第一发电机组模块、第二汽轮机组模块和第二发电机组模块，所述凝汽器模块的一侧外壁上管道连接有第一汽轮机组模块，所述第一汽轮机组模块的输出端固定连接有第一发电机组模块。
一种地下隧道地热能辅助照明系统的实施方法，包括步骤一，安装地热能处理装置；步骤二，安装发电装置；步骤三，线路连接；步骤四，启用照明；
其中上述步骤一中，安装地热能处理装置包括以下步骤：
1)将地热能处理装置内的模块安装在指定的位置；
2)将模块通过管道连接起来；
3)对管道连接处进行气密性检查；
其中上述步骤二中，安装发电装置包括有效步骤：
1)将发电装置安装在指定的位置；
2)将发电装置与地热能处理装置通过管道连接起来；
3)对管道连接处进行气密性检查；
其中上述步骤三中，线路连接包括有效步骤：
1)在地热汽输送模块上安装高温高压保护模块，将高温高压保护模块与电路板通过信号线连接；
2)将发电装置与储能模块通过导线连接起来，将储能模块与照明模块通过导线连接起来；
3)将储能模块与电路板通过信号线连接起来；
其中上述步骤四中，启动装置，进行低下隧道辅助照明。
根据上述技术方案，所述发电装置的一侧设置有储能模块，且第一发电机组模块的输出端与储能模块通过导线连接，储能模块与电路板通过信号线连接，所述储能模块的一侧设置有照明模块，且照明模块与储能模块通过导线连接。
根据上述技术方案，所述第二汽轮机组模块与预热器模块通过管道连接。
根据上述技术方案，所述预热器模块的一侧外壁上固定连接有预热液出液管，所述预热液出液管的一侧外壁上固定连接有回灌模块，且回灌模块与换热器模块通过管道连接。
根据上述技术方案，所述汽水分离模块的一侧设置有蒸汽过滤模块，且蒸汽过滤模块与汽水分离模块通过管道连接，所述蒸汽过滤模块的一侧外壁上管道连接有第二汽轮机组模块，所述第二汽轮机组模块的输出端固定连接有第二发电机组模块，且第二发电机组模块与储能模块通过导线连接。
根据上述技术方案，所述发电装置与监测模块通过信号线连接。
根据上述技术方案，所述步骤三1)中，高温高压保护模块安装在地热汽输送模块的控制阀门上。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明相较于现有的地热能辅助照明系统，设计有自动监管功能，一旦发电机组出现异常，便能立即停止供汽，从而有效的保障了系统的安全，做到智能监控无人值守，可以有效的减少事故隐患，同时也节约了人力，本发明设计有地热能二次利用功能，可以充分的利用地热能，实现深度阶梯性能源利用，能有效提高系统发电效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的模块图；
图2是本发明的系统流程图；
图3是本发明的方法流程图；
图中：1、机壳；2、地热能处理装置；3、发电装置；4、电路板；5、控制模块；6、数据存储模块；7、光声警报模块；8、监测模块；9、储能模块；10、照明模块；21、集热模块；22、地热汽输送模块；23、高温高压保护模块；24、汽水分离模块；25、换热器模块；26、蒸汽过滤模块；27、有机工质存储模块；28、凝汽器模块；29、预热器模块；210、回灌模块；31、第一汽轮机组模块；32、第一发电机组模块；33、第二汽轮机组模块；34、第二发电机组模块。
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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种地下隧道地热能辅助照明系统，包括机壳1、地热能处理装置2、发电装置3、电路板4、控制模块5、数据存储模块6、光声警报模块7、监测模块8、储能模块9和照明模块10，机壳1的一侧内壁上固定连接有电路板4，电路板4的一侧外壁上固定连接有控制模块5，控制模块5的一侧设置有数据存储模块6，且数据存储模块6固定连接于电路板4的一侧外壁上，数据存储模块6的一侧设置有光声警报模块7，且光声警报模块7固定连接于电路板4的一侧外壁上，光声警报模块7的一侧设置有监测模块8，且监测模块8固定连接于电路板4的一侧外壁上，机壳1的一侧设置有地热能处理装置2；
地热能处理装置2包括集热模块21、地热汽输送模块22、高温高压保护模块23、汽水分离模块24、换热器模块25、蒸汽过滤模块26、有机工质存储模块27、凝汽器模块28、预热器模块29和回灌模块210，地热能处理装置2的内部设置有集热模块21，集热模块21的一侧设置有地热汽输送模块22，且地热汽输送模块22与集热模块21通过管道连接，地热汽输送模块22的一侧外壁上固定连接有高温高压保护模块23，且高温高压保护模块23与电路板4通过信号线连接，地热汽输送模块22的一侧设置有汽水分离模块24，且汽水分离模块24与地热汽输送模块22通过管道连接，汽水分离模块24的一侧设置有换热器模块25，且换热器模块25与汽水分离模块24通过管道连接，换热器模块25的一侧外壁上固定连接有有机工质存储模块27，有机工质存储模块27的一侧设置有预热器模块29，且预热器模块29与有机工质存储模块27通过管道连接，预热器模块29的一侧设置有凝汽器模块28，地热能处理装置2的一侧设置有发电装置3；
发电装置3包括第一汽轮机组模块31、第一发电机组模块32、第二汽轮机组模块33和第二发电机组模块34，凝汽器模块28的一侧外壁上管道连接有第一汽轮机组模块31，第一汽轮机组模块31的输出端固定连接有第一发电机组模块32；发电装置3的一侧设置有储能模块9，且第一发电机组模块32的输出端与储能模块9通过导线连接，储能模块9与电路板4通过信号线连接，储能模块9的一侧设置有照明模块10，且照明模块10与储能模块9通过导线连接，储能模块9用于存储电能，照明模块10用于照明；第二汽轮机组模块33与预热器模块29通过管道连接，第二汽轮机组模块33排出的热水排入预热器模块29，对预热器模块29内的工质进行预热；预热器模块29的一侧外壁上固定连接有预热液出液管，预热液出液管的一侧外壁上固定连接有回灌模块210，预热器模块29通过预热液出液管将低温热水排入回灌模块210，且回灌模块210与换热器模块25通过管道连接；汽水分离模块24的一侧设置有蒸汽过滤模块26，且蒸汽过滤模块26与汽水分离模块24通过管道连接，蒸汽过滤模块26的一侧外壁上管道连接有第二汽轮机组模块33，第二汽轮机组模块33的输出端固定连接有第二发电机组模块34，且第二发电机组模块34与储能模块9通过导线连接，地热蒸汽经汽水分离模块24和蒸汽过滤模块26分离过滤后，进入第二汽轮机组模块33做功，第二汽轮机组模块33带动第二发电机组模块34，所产生电能存储到储能模块9内；发电装置3与监测模块8通过信号线连接，监测模块8用于监测发电装置3的工作状态。
请参阅图3，本发明提供一种技术方案：一种地下隧道地热能辅助照明系统的实施方法，包括步骤一，安装地热能处理装置；步骤二，安装发电装置；步骤三，线路连接；步骤四，启用照明；
其中上述步骤一中，安装地热能处理装置包括以下步骤：
1)将地热能处理装置2内的模块安装在指定的位置；
2)将模块通过管道连接起来；
3)对管道连接处进行气密性检查；
其中上述步骤二中，安装发电装置包括有效步骤：
1)将发电装置3安装在指定的位置；
2)将发电装置3与地热能处理装置2通过管道连接起来；
3)对管道连接处进行气密性检查；
其中上述步骤三中，线路连接包括有效步骤：
1)将高温高压保护模块23安装在地热汽输送模块22的控制阀门上，将高温高压保护模块23与电路板4通过信号线连接；
2)将发电装置3与储能模块9通过导线连接起来，将储能模块9与照明模块10通过导线连接起来；
3)将储能模块9与电路板4通过信号线连接起来；
其中上述步骤四中，启动装置，进行低下隧道辅助照明。
基于上述，本发明的优点在于，该发明使用时，经地热能处理装置2将地热能处理后输送给发电装置3，发电装置3将地热能转换为电能输送至储能模块9中，具体操作为：由集热模块21抽取地热水汽，并经地热汽输送模块22输送给汽水分离模块24，所分离出的热水输送至换热器模块25，对有机工质存储模块27内的工质进行升温气化，工质在第一汽轮机组模块31内做功后，输送至凝汽器模块28转化为液态，随后输送至预热器模块29进行预热，最后输送回有机工质存储模块27，第一汽轮机组模块31带动第一发电机组模块32，产生的电能存储至储能模块9，汽水分离模块24所分离出的蒸汽经蒸汽过滤模块26过滤后，输送至第二汽轮机组模块33做功，第二汽轮机组模块33带动第二发电机组模块34产生电能，并存储至储能模块9，第二汽轮机组模块33内的蒸汽做功后输送至预热器模块29，对工质预热，预热器模块29内的热水排入回灌模块210，其中，电路板4上的控制模块5、数据存储模块6、光声警报模块7和监测模块8分别用于装置控制、数据存储、异常警报和装置监测，机壳1用于防护，照明模块10用于照明，高温高压保护模块23起到装置保护作用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地下隧道地热能辅助照明系统，包括机壳(1)、地热能处理装置(2)、发电装置(3)、电路板(4)、控制模块(5)、数据存储模块(6)、光声警报模块(7)、监测模块(8)、储能模块(9)和照明模块(10)，其特征在于：所述机壳(1)的一侧内壁上固定连接有电路板(4)，所述电路板(4)的一侧外壁上固定连接有控制模块(5)，所述控制模块(5)的一侧设置有数据存储模块(6)，且数据存储模块(6)固定连接于电路板(4)的一侧外壁上，所述数据存储模块(6)的一侧设置有光声警报模块(7)，且光声警报模块(7)固定连接于电路板(4)的一侧外壁上，所述光声警报模块(7)的一侧设置有监测模块(8)，且监测模块(8)固定连接于电路板(4)的一侧外壁上，所述机壳(1)的一侧设置有地热能处理装置(2)；
所述地热能处理装置(2)包括集热模块(21)、地热汽输送模块(22)、高温高压保护模块(23)、汽水分离模块(24)、换热器模块(25)、蒸汽过滤模块(26)、有机工质存储模块(27)、凝汽器模块(28)、预热器模块(29)和回灌模块(210)，所述地热能处理装置(2)的内部设置有集热模块(21)，所述集热模块(21)的一侧设置有地热汽输送模块(22)，且地热汽输送模块(22)与集热模块(21)通过管道连接，所述地热汽输送模块(22)的一侧外壁上固定连接有高温高压保护模块(23)，且高温高压保护模块(23)与电路板(4)通过信号线连接，所述地热汽输送模块(22)的一侧设置有汽水分离模块(24)，且汽水分离模块(24)与地热汽输送模块(22)通过管道连接，所述汽水分离模块(24)的一侧设置有换热器模块(25)，且换热器模块(25)与汽水分离模块(24)通过管道连接，所述换热器模块(25)的一侧外壁上固定连接有有机工质存储模块(27)，所述有机工质存储模块(27)的一侧设置有预热器模块(29)，且预热器模块(29)与有机工质存储模块(27)通过管道连接，所述预热器模块(29)的一侧设置有凝汽器模块(28)，所述地热能处理装置(2)的一侧设置有发电装置(3)；
所述发电装置(3)包括第一汽轮机组模块(31)、第一发电机组模块(32)、第二汽轮机组模块(33)和第二发电机组模块(34)，所述凝汽器模块(28)的一侧外壁上管道连接有第一汽轮机组模块(31)，所述第一汽轮机组模块(31)的输出端固定连接有第一发电机组模块(32)。
2.一种地下隧道地热能辅助照明系统的实施方法，包括步骤一，安装地热能处理装置；步骤二，安装发电装置；步骤三，线路连接；步骤四，启用照明；其特征在于：
其中上述步骤一中，安装地热能处理装置包括以下步骤：
1)将地热能处理装置(2)内的模块安装在指定的位置；
2)将模块通过管道连接起来；
3)对管道连接处进行气密性检查；
其中上述步骤二中，安装发电装置包括有效步骤：
1)将发电装置(3)安装在指定的位置；
2)将发电装置(3)与地热能处理装置(2)通过管道连接起来；
3)对管道连接处进行气密性检查；
其中上述步骤三中，线路连接包括有效步骤：
1)在地热汽输送模块(22)上安装高温高压保护模块(23)，将高温高压保护模块(23)与电路板(4)通过信号线连接；
2)将发电装置(3)与储能模块(9)通过导线连接起来，将储能模块(9)与照明模块(10)通过导线连接起来；
3)将储能模块(9)与电路板(4)通过信号线连接起来；
其中上述步骤四中，启动装置，进行低下隧道辅助照明。
3.根据权利要求1所述的一种地下隧道地热能辅助照明系统，其特征在于：所述发电装置(3)的一侧设置有储能模块(9)，且第一发电机组模块(32)的输出端与储能模块(9)通过导线连接，储能模块(9)与电路板(4)通过信号线连接，所述储能模块(9)的一侧设置有照明模块(10)，且照明模块(10)与储能模块(9)通过导线连接。
4.根据权利要求1所述的一种地下隧道地热能辅助照明系统，其特征在于：所述第二汽轮机组模块(33)与预热器模块(29)通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的一种地下隧道地热能辅助照明系统，其特征在于：所述预热器模块(29)的一侧外壁上固定连接有预热液出液管，所述预热液出液管的一侧外壁上固定连接有回灌模块(210)，且回灌模块(210)与换热器模块(25)通过管道连接。
6.根据权利要求1所述的一种地下隧道地热能辅助照明系统，其特征在于：所述汽水分离模块(24)的一侧设置有蒸汽过滤模块(26)，且蒸汽过滤模块(26)与汽水分离模块(24)通过管道连接，所述蒸汽过滤模块(26)的一侧外壁上管道连接有第二汽轮机组模块(33)，所述第二汽轮机组模块(33)的输出端固定连接有第二发电机组模块(34)，且第二发电机组模块(34)与储能模块(9)通过导线连接。
7.根据权利要求1所述的一种地下隧道地热能辅助照明系统，其特征在于：所述发电装置(3)与监测模块(8)通过信号线连接。
8.根据权利要求2所述的一种地下隧道地热能辅助照明系统的实施方法，其特征在于：所述步骤三1)中，高温高压保护模块(23)安装在地热汽输送模块(22)的控制阀门上。
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Assignor: JIANGSU RESEARCH INSTITUTE CO LTD DALIAN University OF TECHNOLOGY

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Denomination of invention: A geothermal energy assisted lighting system for underground tunnels and its method

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