一种地热水压差发电系统的制作方法

本发明涉及流体发电系统，具体为一种地热水压差发电系统。

背景技术：

1、地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，目前的地热发电是将地下深处的高温地热水或蒸汽引至地表，然后，这些高温的地热水或蒸汽被用来驱动涡轮机，涡轮机带动发电机旋转，从而将机械能转换为电能。

2、但是现有技术的方式并不能将地热能进行有效利用；同时地热水回灌过程中因负压的存在有可能导致地热水气化，造成设备及管道震动、汽蚀等问题；此外发电机连接的电路系统，一般也没有相应的监测保护功能，从而增加了系统设计的复杂性和成本，不利于系统安全性的提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种地热水压差发电系统，去解决现有技术存在的问题。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

2、一种地热水压差发电系统，包括：

3、取水泵，所述取水泵的出水口与扬水管相连接，且取水泵置于取水井液位以下；

4、扬水管，通过地热水供水管连接有换热单元；

5、换热单元，通过热传递的方式将热量从高温地热水传递到低温流体上，并将冷却后的地热水重新输送至地热水回水管内；

6、落水管，连接在地热水回水管的出水口上；

7、发电机，所述发电机置于回灌井中并与落水管的出水口连接，发电机和落水管之间采用法兰连接或螺纹连接，且发电机通过机械发电的方式将水体回灌过程中产生的重力势能转换为电能；

8、其中，所述发电机所产生的电能通过电缆输送到地面，并通过逆变器与电网连接，产生的电能供取水泵以及换热单元所使用，且发电机和回灌井内壁之间设有防护机构。

9、进一步的，所述防护机构包括固定在落水管底端的锥形口，所述锥形口底部活动设置有置于回灌井内壁上的第一导流板，所述第一导流板底端两侧均安装有固定在第二导流板上的卸力组件，所述卸力组件和缓冲组件之间通过摆动杆相连接；

10、其中，所述摆动杆两端均通过转动连接的方式与卸力组件和缓冲组件连接，所述第一导流板和第二导流板上均开设有贯穿其内部的导流槽。

11、进一步的，所述卸力组件包括固定杆，所述固定杆靠近套筒外壁上通过上轴承转动连接有推动杆，所述套筒内壁高度方向固定安装有卸力套，所述卸力套内侧开设有内螺纹，所述推动杆外侧开设有外螺纹，所述推动杆和卸力套之间通过螺纹旋合的方式相连接。

12、其中，所述推动杆外壁开设有等距分布的限位凹槽，所述卸力套内壁上的定位槽通过弹性件滑动连接有挡块，所述挡块与限位凹槽滑动配合。

13、进一步的，所述推动杆底端通过下轴承转动连接有第一磁铁，所述第一磁铁和套筒内壁底端的第二磁铁之间形成有磁极腔，且第一磁铁和第二磁铁的同向对立面保持相同磁极设置，且第一磁铁两侧均一体成型连接有滑块，所述滑块底端通过挤压板连接有置于套筒内壁上的气囊，挤压板与气囊的外壁连接。

14、进一步的，所述缓冲组件包括位于推动杆之间的支撑部，所述支撑部底端通过复位弹簧固定连接在第二导流板上。

15、进一步的，所述电网上设有与取水泵中电动机相连接的自锁运行保护电路，所述自锁运行保护电路包括三相电源线l1、l2和l3，所述三相电源线l1、l2和l3的输出端均通过串联的断路器qf连接在第一熔断器fu1，所述第一熔断器fu1输出端通过第一接触器常开触头串联在热继电器fr上，且热继电器fr电性连接在接地保护的发电机上。

16、进一步的，所述第一相电源线l1上的断路器qf还包括与第一熔断器fu1相并联的第二熔断器fu2，所述第二熔断器fu2通过热继电器常闭触头连接有停止按钮sb1，所述停止按钮sb1通过相互并联的启动按钮sb2和第二接触器常开触头串接在接触器线圈km上，且接触器线圈km通过与第二相电源钱l2上的第二熔断器fu2串接有第一熔断器fu1的输入端。

17、进一步的，还包括云平台，所述云平台输入端信号传输连接有流量传感器和温度监测单元，且云平台输出端控制连接有发电机、温度调节阀和调配单元；

18、流量传感器，用于监测落水管中水体的流量变化并将流量值传递到云平台中；

19、温度监测单元，用于监测取水井中的水体温度并将温度值传递到云平台中；

20、调配单元，通过多通管选择性开放连接的方式安装有换热单元，并通过换热单元对回水管道进行供暖。

21、进一步的，所述流量传感器和温度监测单元与云平台之间通过均无线信号传输的方式相连接，所述云平台和发电机、温度调节阀和调配单元之间均通过局域网控制的方式相连接。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明中，通过在利用地热水所携带热能的同时，能够有效回收地热水回灌过程中因重力产生的动能用于发电，回收能量的同时，可有效避免设备及管道震动、汽蚀等问题，进一步提高地热资源利用效率，降低地热供暖系统的能耗，保证系统安全、高效、稳定运行，设计科学合理。

24、2、本发明中设计卸力组件，首先第一导流板和第二导流板上的导流槽可以起到分流作用，防止管道内壁受到的作用力过大而产生较大的震动现象，落水管中的水体向下流动时会将压力作用到第一导流板上，由于第一导流板活动连接在管道内壁处，固定杆向下的推动力使得推动杆与卸力套螺纹旋合，从而实现压力的卸力作用，在推动杆螺纹旋合过程中，其上的限位凹槽与弹性件上的挡块进行连续的阻挡卸力，从而进一步起到隔挡卸力的作用，同时推动杆螺纹旋合向下移动时会带动第一磁铁竖直向下移动，借助于“同性相斥”的原理和气囊的弹性保护，第一导流板受到压力时可以起到较好的缓冲保护，提高装置的安全和稳定性。

25、3、本发明中，缓冲组件在固定杆受压下降过程中会拉动支撑部向上移动，并利用支撑部与第一导流板相接触并对其进行推动，从而在第一导流板上产生相反的推动力，进而达到利用支撑部对落水管进行缓冲保护的目的，进一步降低地热水回水管中液体在下落时产生二次冲击力并对管道进行保护。

26、4、本发明中，自锁运行保护电路中，通过熔断器和继电器的相互配合，可以实现主电路和控制电路的过载保护和短路保护，同时发电机在工作产生的电能对外部的电动机进行供电时，可以对电动机进行自锁保护，可以防止开关按钮意外断开，提高了电路系统工作的安全性。

技术特征：

1.一种地热水压差发电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，所述防护机构(10)包括固定在落水管(7)底端的锥形口(11)，所述锥形口(11)底部活动设置有置于回灌井(9)内壁上的第一导流板(12)，所述第一导流板(12)底端两侧均安装有固定在第二导流板(13)上的卸力组件(14)，所述卸力组件(14)和缓冲组件(15)之间通过摆动杆(16)相连接；

3.根据权利要求2所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，所述卸力组件(14)包括固定杆(17)，所述固定杆(17)靠近套筒(18)外壁上通过上轴承转动连接有推动杆(19)，所述套筒(18)内壁高度方向固定安装有卸力套(20)，所述卸力套(20)内侧开设有内螺纹，所述推动杆(19)外侧开设有外螺纹，所述推动杆(19)和卸力套(20)之间通过螺纹旋合的方式相连接；

4.根据权利要求3所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，所述推动杆(19)底端通过下轴承转动连接有第一磁铁(24)，所述第一磁铁(24)和套筒(18)内壁底端的第二磁铁(25)之间形成有磁极腔，且第一磁铁(24)和第二磁铁(25)的同向对立面保持相同磁极设置，且第一磁铁(24)两侧均一体成型连接有滑块(26)，所述滑块(26)底端通过挤压板(27)连接有置于套筒(18)内壁上的气囊(28)，挤压板(27)与气囊(28)的外壁连接。

5.根据权利要求3所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，所述缓冲组件(15)包括位于推动杆(19)之间的支撑部(29)，所述支撑部(29)底端通过复位弹簧(30)固定连接在第二导流板(13)上。

6.根据权利要求1所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，所述电网上设有与取水泵(1)中电动机相连接的自锁运行保护电路，所述自锁运行保护电路包括三相电源线l1、l2和l3，所述三相电源线l1、l2和l3的输出端均通过串联的断路器qf连接在第一熔断器fu1，所述第一熔断器fu1输出端通过第一接触器常开触头串联在热继电器fr上，且热继电器fr电性连接在接地保护的发电机(8)上。

7.根据权利要求6所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，第一相电源线l1上的断路器qf还包括与第一熔断器fu1相并联的第二熔断器fu2，所述第二熔断器fu2通过热继电器常闭触头连接有停止按钮sb1，所述停止按钮sb1通过相互并联的启动按钮sb2和第二接触器常开触头串接在接触器线圈km上，且接触器线圈km通过与第二相电源钱l2上的第二熔断器fu2串接有第一熔断器fu1的输入端。

8.根据权利要求1所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，还包括云平台(31)，所述云平台(31)输入端信号传输连接有流量传感器(32)和温度监测单元(33)，且云平台(31)输出端控制连接有发电机(8)、温度调节阀(34)和调配单元(35)；

9.根据权利要求8所述的一种地热水压差发电系统，其特征在于，所述流量传感器(32)和温度监测单元(33)与云平台(31)之间均通过无线信号传输的方式相连接，所述云平台(31)和发电机(8)、温度调节阀(34)和调配单元(35)之间均通过局域网控制的方式相连接。

技术总结本发明涉及流体发电系统技术领域，具体为一种地热水压差发电系统，包括：取水泵，所述取水泵的出水口与扬水管相连接；扬水管，通过地热水供水管连接有换热单元；换热单元，通过热传递的方式将热量从高温地热水传递到低温流体上，并将冷却后的地热水重新输送至地热水回水管内；落水管，连接在地热水回水管的出水口上；发电机，发电机置于回灌井中并与落水管的出水口连接，发电机通过机械发电的方式将水体回灌过程中产生的重力势能转换为电能，发电机和回灌井内壁之间设有防护机构。本发明中，通过在利用地热水所携带热能的同时，能够有效回收地热水回灌过程中因重力产生的动能用于发电，回收能量的同时，可有效避免设备及管道震动、汽蚀等问题。技术研发人员：范兴龙,李文斌,高德森,袁久旺,赵瑞受保护的技术使用者：东营龙源清洁能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18