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专利号: 2024116306449
申请人: 山东劳动职业技术学院(山东劳动技师学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于废弃矿井再利用的相变发电系统,其特征在于:包括双层稳压罐(5)、气动涡轮机(6)、发电机组(7)和若干组U型相变管(9);

所述U型相变管(9)分布埋设在巷道(3)的侧壁内和地面内,所述双层稳压罐(5)设有内腔(51)和外腔(52),所述内腔(51)内储集高温高压相变介质并输送至气动涡轮机(6)用来驱动其叶片旋转做功,气动涡轮机(6)连接发电机组(7)主轴,发电机组(7)将电能经电缆输送至并网装置(8),并网装置(8)安装在井外;相变介质在气动涡轮机(6)内降温降压后回流至外腔(52),之后输送回U型相变管(9)内,相变介质在U型相变管(9)内吸收巷道(3)侧壁和地面的热量,升温升压后输送至双层稳压罐(5)的内腔(51);

所述U型相变管(9)整体呈U型,包括流入端(91)和流出端(92),流入端(91)分别并联连通回流管路(11),所述回流管路(11)连通外腔(52)以输送降温降压后的相变介质;流出端(92)分别并联汇集至排放管路(10),所述排放管路(10)连通内腔(51)以输送高温高压的相变介质;

每个流出端(92)与回流管路(11)之间均依次连接有双向反馈调压阀Ⅰ(12)和涡流管(13),双向反馈调压阀Ⅰ(12)的阀出口(1212)连接涡流管(13)的高压进口,涡流管(13)的高压出口经一段弯管连接回流管路(11),涡流管(13)的冷端出口连接流入端(91)且两者之间设置单向阀避免返流。

2.根据权利要求1所述基于废弃矿井再利用的相变发电系统,其特征在于:在每个流入端(91)上且靠近回流管路(11)的连接处均安装单向阀,在排放管路(10)上且靠近与U型相变管(9)连接处安装单向阀;所述U型相变管(9)放置于水泥墩(94)内。

3.根据权利要求1所述基于废弃矿井再利用的相变发电系统,其特征在于:所述U型相变管(9)的管路上均设有沉降槽(93),其中,巷道(3)侧壁内U型相变管(9)的沉降槽(93)均为朝下凸出,巷道(3)地面内U型相变管(9)的沉降槽(93)均为靠近地面那侧方向凸出。

4.根据权利要求1所述基于废弃矿井再利用的相变发电系统,其特征在于:所述双向反馈调压阀Ⅰ(12)左侧为阀入口(1211)、右侧为阀出口(1212),阀体内设有阀芯、弹簧(1205)和各腔体流道;阀芯包括依次连接的后堵头(1201)、连杆(1203)和前堵头(1204),腔体流道包括进口腔、侧流道(1206)、主流道(1207)、减压腔(1208)、出口腔(1209)和反馈流道(1210);

后堵头(1201)用于配合开闭阀入口(1211),后堵头(1201)上安装有隔板(1202)用于将进口腔分割为后腔(1213)和前腔(1214),隔板(1202)可随后堵头(1201)移动;后腔(1213)可连通阀入口(1211),且后腔(1213)连通侧流道(1206),侧流道(1206)依次连通主流道(1207)、减压腔(1208)和出口腔(1209),前堵头(1204)用于开闭减压腔(1208),弹簧(1205)安装在前堵头(1204)与阀体之间,以此形成相变介质的流通通道;出口腔(1209)连通反馈流道(1210),反馈流道(1210)连通前腔(1214),以此形成阀体的反馈通道。

5.根据权利要求1所述基于废弃矿井再利用的相变发电系统,其特征在于:所述内腔(51)的外表面设置隔热保温层,内腔(51)下端为载热相变介质进口(53)、上端为载热相变介质出口(54),外腔(52)的下端为回流介质进口(55)、上端为回流介质出口(56);载热相变介质出口(54)经管路连通至气动涡轮机(6)的涡轮机进口(61)且该管路上设置有双向反馈调压阀Ⅱ(14),回流介质出口(56)与回流管路(11)之间安装有减压阀(15)、单向阀和双向反馈调压阀Ⅲ(16);所述双向反馈调压阀Ⅱ(14)和双向反馈调压阀Ⅲ(16)与双向反馈调压阀Ⅰ(12)的结构相同。

6.根据权利要求1所述基于废弃矿井再利用的相变发电系统,其特征在于:所述相变介质可以选用R141b、R142b、R134a、R600a的任意一种。