一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统的制作方法

本发明属于矿业及能源工程，具体涉及一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统。

背景技术：

1、电力系统的消纳工作受限于大规模储能技术的发展，导致弃光弃电现象十分严重。因此可以结合热水蓄热技术对光电等进行消纳，同时满足供暖需求，但需要解决蓄热装置占地面积过大的问题。

2、此外，由于矿井地下开采都有一定的服务年限，废弃矿井带来的社会、经济等问题势必会对城市的发展造成一定的阻碍。废弃矿井的地下巷道空间范围较大且通常位于地下深部，具有良好的保温能力，目前大量的废弃矿井均处于被弃用的状态，对这部分地下空间并没有进行充分利用，造成了对废弃矿井资源的浪费。

3、因此，针对上述情况，亟需设计一种能够利用废弃矿井巷道的电蓄热供暖系统，同时解决废弃矿井资源不能充分利用和供暖系统占地面积过大的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是：解决现有废弃矿井资源不能充分利用和供暖系统占地面积过大的问题，提供一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，以废弃矿井巷道作为蓄热装置，有效解决了大规模热水电蓄热供暖系统蓄热装置占地面积过大的问题，实现了对废弃矿井资源的充分利用，为矿业废弃地的二次有效利用及区域能源站的建立提供新的路径。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，包括地面下部的废弃矿井巷道、连通地面与废弃矿井巷道的抽水井和回水井、设置在地面上部的热交换装置、以及连通热交换装置与抽水井、回水井的冷热水输水管路；所述热交换装置设置有两组，分别对应抽水井和回水井的上部外侧设置为第一热交换装置和第二热交换装置；

3、所述冷热水输水管路包括加热冷水回流热水的加热管路和输送热水回流冷水的输热管路，加热管路由设置在抽水井内的抽水泵和第四冷热水输水管线连接设置在回水井内的第二冷热水输水管线组成，第四冷热水输水管线和第二冷热水输水管线之间通过第一热交换装置连通，且第一热交换装置与电极热水锅炉连通；输热管路由设置在抽水井内的抽水泵和第三冷热水输水管线连接设置在回水井内的第一冷热水输水管线组成，第三冷热水输水管线和第一冷热水输水管线之间通过第二热交换装置连通，且第二热交换装置通过供暖管网与热用户连通。

4、一组所述热交换装置由一台板式换热器与一台循环水泵连接构成。

5、所述第四冷热水输水管线与第一热交换装置的循环水泵连接，第二冷热水输水管线与第一热交换装置的板式换热器连接；所述第三冷热水输水管线与第二热交换装置的循环水泵连接，第一冷热水输水管线与第二热交换装置的板式换热器连接。

6、所述热交换装置与电极热水锅炉之间以及供暖管网上均还设置有一台循环水泵，电极热水锅炉和热用户均一端与热交换装置的板式换热器连接，另一端与循环水泵连接。

7、所述废弃矿井巷道的上部和底部分别为煤层顶板岩层和煤层底板岩层，煤层顶板岩层的上部依次设置有煤层隔水顶板层、黏土层和砂石层，煤层底板岩层的下部设置煤层隔水底板层。

8、本发明的有益效果是：

9、1）本发明以废弃矿井巷道作为蓄热装置，有效解决了大规模热水电蓄热供暖系统蓄热装置占地面积过大的问题，实现了对废弃矿井资源的充分利用，为矿业废弃地的二次有效利用及区域能源站的建立提供新的路径。

10、2）本发明通过“削峰填谷”电蓄热供暖技术，实现热力系统中热负荷向电力系统中可控可调电负荷的转换，以此缓解电网调峰和供暖矛盾，既从一定程度上满足了日益增长的供暖需求，增加了冬季供暖资源的获取途径，又减少弃电量，提高电力设备利用小时数；对加快能源结构改革、提高清洁能源利用率具有重大的技术进步意义。

11、3）本发明系统可实现对“削峰填谷”制备热水的存储，并将热水中的热量进行提取以用于供暖，具有结构简单、操作方便、实施成本低、环保性较好等优点。

技术特征：

1.一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，其特征在于：包括地面下部的废弃矿井巷道（5）、连通地面与废弃矿井巷道（5）的抽水井（11）和回水井（8）、设置在地面上部的热交换装置、以及连通热交换装置与抽水井（11）、回水井（8）的冷热水输水管路；所述热交换装置设置有两组，分别对应抽水井（11）和回水井（8）的上部外侧设置为第一热交换装置和第二热交换装置；

2.根据权利要求1所述的一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，其特征在于：一组所述热交换装置由一台板式换热器（15）与一台循环水泵（16）连接构成。

3.根据权利要求2所述的一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，其特征在于：所述第四冷热水输水管线（13）与第一热交换装置的循环水泵（16）连接，第二冷热水输水管线（10）与第一热交换装置的板式换热器（15）连接；所述第三冷热水输水管线（12）与第二热交换装置的循环水泵（16）连接，第一冷热水输水管线（9）与第二热交换装置的板式换热器（15）连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，其特征在于：所述热交换装置与电极热水锅炉（17）之间以及供暖管网上均还设置有一台循环水泵（16），电极热水锅炉（17）和热用户（18）均一端与热交换装置的板式换热器（15）连接，另一端与循环水泵（16）连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，其特征在于：所述废弃矿井巷道（5）的上部和底部分别为煤层顶板岩层（4）和煤层底板岩层（6），煤层顶板岩层（4）的上部依次设置有煤层隔水顶板层（3）、黏土层（2）和砂石层（1），煤层底板岩层（6）的下部设置煤层隔水底板层（7）。

技术总结本发明公开了一种基于废弃矿井巷道的大规模电蓄热供暖系统，属于矿业及能源工程技术领域；包括地面下部的废弃矿井巷道、连通地面与废弃矿井巷道的抽水井和回水井、设置在地面上部的热交换装置、以及连通热交换装置与抽水井、回水井的冷热水输水管路；冷热水输水管路包括冷供热回的加热管路和热供冷回的输热管路，加热管路由设置在抽水井内的抽水泵和第四冷热水输水管线连接设置在回水井内的第二冷热水输水管线组成，输热管路由设置在抽水井内的抽水泵和第三冷热水输水管线连接设置在回水井内的第一冷热水输水管线组成。本发明以废弃矿井巷道作为蓄热装置，实现了废弃矿井资源的再利用，为矿业废弃地二次有效利用及区域能源站建立提供新路径。技术研发人员：杨子昱,杨开放,牛玲玲,侯金平,王洪乾,张慧强,程一帆,阴泽阳,张艺鸣,周靖阳,韩朝杰,孟详欣受保护的技术使用者：中赟国际工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18