一种煤田火区热能综合利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤田火区热能综合利用系统，属于煤田火区废弃热能回收技术领域。该系统包括分布式煤田火区热能发电系统和分布式煤田火区提热供暖系统，前者可将煤田火区热能转化为清洁电能，后者可直接从煤田火区直接提取热量用于供暖。另外，本发明专利技术中采用供暖循环节水回路和发电‑供暖循环水回路的双节水设计，实现了水资源重复利用。本发明专利技术提出的煤田火区热能的综合利用和水循环设计，不仅解决了附近居民和农业用电供暖的问题，加快了灭火进程，而且也解决了传统工艺中灭火用水量大的问题，具有很大的应用价值和开发前景。该系统降低了煤田火区温度，节省了灭火材料和降低了灭火治理成本，同时还使煤田火区废弃热能得到更高效地利用。

A Comprehensive Utilization System of Thermal Energy in Coalfield Fire Zone

The invention discloses a comprehensive utilization system of thermal energy in coal field fire area, which belongs to the technical field of waste thermal energy recovery in coal field fire area. The system includes distributed thermal power generation system in coal field fire area and distributed heating system in coal field fire area. The former can convert thermal energy in coal field fire area into clean electric energy, while the latter can directly extract heat from coal field fire area for heating. In addition, the double water-saving design of the heating cycle water-saving circuit and the power generation and heating cycle water circuit is adopted in the present invention to realize the reuse of water resources. The comprehensive utilization of thermal energy and water circulation design of the coal field fire area proposed by the invention not only solves the problem of electric heating for nearby residents and agriculture, speeds up the fire extinguishing process, but also solves the problem of large amount of water for fire extinguishing in the traditional process, and has great application value and development prospect. The system reduces the temperature of coal field fire area, saves fire extinguishing materials and reduces the cost of fire extinguishing and control, and makes the waste heat energy of coal field fire area more efficiently utilized.

【技术实现步骤摘要】
一种煤田火区热能综合利用系统
本专利技术属于煤田火区废弃热能回收
，具体涉及一种煤田火区热能综合利用系统。
技术介绍
煤火是指自然环境下或人为因素下，煤炭因氧化聚热引发燃烧并不断发展形成的大面积煤田火灾。煤田火灾会造成严重的煤炭资源损失、大气与水环境污染、生态环境破坏和地质灾害，威胁着煤矿的生产安全。煤田火区虽然燃烧温度高，范围大，但是其蕴含着巨大的热能。目前，煤火治理工作主要集中在剥离、钻探、注水、注浆、覆盖的五大传统工艺上，该传统工艺灭火用水量大，导致灭火工程花费巨大，甚至超过煤炭本身的价值；另外，这些工艺都是将火区热能当作一种灾害源进行治理，治理过程中热能全部散失，不能进行有效利用，造成了巨大的能量损失。国内外对煤田火灾大多停留在治理层面上，回收利用废弃能源工作开展较少。因此，势必要转变将煤田火区的热能作为灾害的传统思维，提出一种“以用代治”的煤火治理新思路。公开号为CN106787951A的专利公开了一种新型热管煤田火区热能提取发电系统，该系统包括深入地下煤田火区的钻孔、温差发电片组、冷却器、重力导热热管，重力导热热管内部具有导热介质，重力导热热管由冷凝段、隔热段和吸热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤田火区热能综合利用系统，包括分布式煤田火区热能发电系统，所述分布式煤田火区热能发电系统包括温差发电片组(3)和冷却装置(4)，煤田火区(16)上设有深入地下的地面钻孔，地面钻孔中设有底部封闭的导热热管(2)，导热热管(2)内填充有导热介质，导热热管(2)由吸热段(2.1)、隔热段(2.2)和冷凝段(2.3)构成，吸热段(2.1)深入地面钻孔内用于吸取煤田火区(16)的热量，冷凝段(2.3)设置在地面上，隔热段(2.2)设置在吸热段(2.1)与冷凝段(2.3)之间；所述温差发电片组(3)的高温端嵌在冷凝段(2.3)的外表面，低温端和冷却装置(4)接触，温差发电片组(3)的高温端和低温端...

【技术特征摘要】
1.一种煤田火区热能综合利用系统，包括分布式煤田火区热能发电系统，所述分布式煤田火区热能发电系统包括温差发电片组(3)和冷却装置(4)，煤田火区(16)上设有深入地下的地面钻孔，地面钻孔中设有底部封闭的导热热管(2)，导热热管(2)内填充有导热介质，导热热管(2)由吸热段(2.1)、隔热段(2.2)和冷凝段(2.3)构成，吸热段(2.1)深入地面钻孔内用于吸取煤田火区(16)的热量，冷凝段(2.3)设置在地面上，隔热段(2.2)设置在吸热段(2.1)与冷凝段(2.3)之间；所述温差发电片组(3)的高温端嵌在冷凝段(2.3)的外表面，低温端和冷却装置(4)接触，温差发电片组(3)的高温端和低温端形成的温度差实现热电转换；其特征在于：还包括分布式煤田火区提热供暖系统，分布式煤田火区提热供暖系统包括热提取管(9)、换热器(8)和居民用户室内暖气系统(7)，热提取管(9)包括底部封闭的外部导热管(9.2)和套设在外部导热管(9.2)中心的内部汽化管(9.3)，外部导热管(9.2)设在地面钻孔中，内部汽化管(9.3)的底端高于外部导热管(9.2)的底端，内部汽化管(9.3)与储气室(10)管路连通；所述换热器(8)上设有壳程出口(8.1)、壳程入口(8.2)、管程出口(8.4)和管程入口(8.5)，壳程出口(8.1)与冷却装置(4)的进口管路连通，壳程入口(8.2)与储气室(10)管路连接，管程出口(8.4)通过供暖管路(15)与居民用户室内暖气系统(7)连通，居民用户室内暖气系统(7)通过出水管(1)与管程入口(8.5)连通；冷却装置(4)的出口与外部导热管(9.2)管路连接。2.根据权利要求1所述的一种煤田火区热能综合利用系统，其特征在于：所述管程出口(8.4)通过供暖管路(15)还与生态园(6)的暖气系统(6.4)进水口相连；暖气系统(6.4)出水口通过出水管(1)与管程入口(8.5)相连。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐海宁，邓进昌，刘鹏，王志宇，李金石，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32