一种降压蒸发器及地热蒸汽发电装置

技术领域

本发明涉及一种地热资源开发领域，具体是一种降压蒸发器及地热蒸汽发电装置。

背景技术

地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。

地热水中的水，按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的，必须以蒸汽状态输入汽轮机做功；通常是使进入扩容器的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功，由汽轮机带动发电机组工作发电。

现有的地热水发电设备大多通过压力传感器和控制系统(例如PLC控制器)控制扩容器内的压强，但是电子设备故障率较高，而且精度难以保证，常常存在较大的误差。

发明内容

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种降压蒸发器及地热蒸汽发电装置。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种降压蒸发器，包括扩容罐、同所述扩容罐固定的抽真空组件、以及用于向所述扩容罐内泵入地蒸汽的泵送结构；

所述扩容罐的上部密封固定有密封盖，所述抽真空组件包括与所述扩容罐侧壁固定的真空筒、转动设置在所述真空筒内部一侧的曲轴、密封滑动设置在所述真空筒内的密封塞、以及用于连接所述密封塞与所述曲轴的连杆；

所述真空筒相对曲轴的一侧安装有两个单向阀，其中一个单向阀与所述扩容罐连通，另一单向阀通过排气管穿过所述扩容罐的侧壁连通所述扩容罐的外部；所述连杆的一端同所述曲轴中央弯曲处转动套合，其另一端同所述密封塞转动连接，所述真空筒的上部固定安装有输出端与曲轴一端连接的马达。

作为本发明进一步的方案：所述泵送结构包括安装在所述扩容罐外部的叶轮泵，所述曲轴的另一端同轴固定蜗杆，所述蜗杆转动安装在所述扩容罐的外部一侧，且在所述真空筒的下方转动安装有同所述蜗杆啮合的蜗轮；

所述蜗轮通过传动件连接所述叶轮泵的叶轮轴；所述叶轮泵的进水口连通地热水源，其出水口通过连接管连通扩容罐的内部。

作为本发明再进一步的方案：所述降压蒸发器还包括用于控制马达开启与关闭的压力控制组件，所述压力控制组件包括弹性密封结构、连接所述弹性密封结构的动触头、以及固定安装在所述真空筒下部用于同所述动触头配合的静触头；

所述马达通过动触头和静触头电性连接电源。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性密封结构包括贯穿密封固定在所述扩容罐一侧贯通的压力管、设置在所述压力管内部的弹性件、以及穿过所述压力管和所述扩容罐侧壁并与所述压力管滑动套合的伸缩杆；

在所述伸缩杆套设于压力管内的一端固定有活塞，所述活塞同所述压力管内壁密封滑动并抵接弹性件，所述动触头安装在所述伸缩杆伸出压力管的一端。

作为本发明再进一步的方案：所述扩容罐的下方固定有多个沿圆周分布的支腿，多个所述支腿的高度相同，且在所述密封盖的上部贯穿固定有同所述扩容罐连通的转接头。

一种地热蒸汽发电装置，包括如上述实施例所述的降压蒸发器，还包括汽轮机，所述汽轮机的进气口通过管道与所述转接头连通并固定，所述汽轮机的输出轴连接所述发电机组的输入轴。

采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：在马达工作时带动曲轴转动，转动的曲轴借助连杆带动密封塞在真空筒内往复密封滑动，配合两个单向阀对扩容罐内部进行抽真空，使得扩容罐内的压强减小，扩容罐内的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽，使其在较低的温度下汽化成蒸汽，达到闪蒸目的，再利用蒸汽进行发电；借助压力控制组件自动控制扩容罐内的压力，使之保持在恒定的压强下，且保证地热水源充足。

附图说明

图1为降压蒸发器的结构示意图。

图2为降压蒸发器中压力控制组件的局部剖视图。

图3为降压蒸发器中连杆和密封塞的结构示意图。

图中：1-扩容罐；2-真空筒；3-曲轴；4-连杆；5-密封塞；6-单向阀；7-排气管；8-蜗杆；9-蜗轮；10-传动件；11-叶轮泵；12-转接头；13-压力管；14-动触头；15-静触头；16-弹性件；17-活塞；18-伸缩杆；19-连接管；20-密封盖；21-支腿。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种降压蒸发器，包括扩容罐1、同所述扩容罐1固定的抽真空组件、以及用于向所述扩容罐1内泵入地蒸汽的泵送结构；所述扩容罐1的上部密封固定有密封盖20，所述抽真空组件包括与所述扩容罐1侧壁固定的真空筒2、转动设置在所述真空筒2内部一侧的曲轴3、密封滑动设置在所述真空筒2内的密封塞5、以及用于连接所述密封塞5与所述曲轴3的连杆4；所述真空筒2相对曲轴3的一侧安装有两个单向阀6，其中一个单向阀6与所述扩容罐1连通，另一单向阀6通过排气管7穿过所述扩容罐1的侧壁连通所述扩容罐1的外部；所述连杆4的一端同所述曲轴3中央弯曲处转动套合，其另一端同所述密封塞5转动连接，所述真空筒2的上部固定安装有输出端与曲轴3一端连接的马达；

在马达工作时带动曲轴3转动，转动的曲轴3借助连杆4带动密封塞5在真空筒2内往复密封滑动，配合两个单向阀6对扩容罐1内部进行抽真空，使得扩容罐1内的压强减小，扩容罐1内的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽，使其在较低的温度下汽化成蒸汽，达到闪蒸目的，再利用蒸汽进行发电。

在本发明的一个实施例中，所述泵送结构包括安装在所述扩容罐1外部的叶轮泵11，所述曲轴3的另一端同轴固定蜗杆8，所述蜗杆8转动安装在所述扩容罐1的外部一侧，且在所述真空筒2的下方转动安装有同所述蜗杆8啮合的蜗轮9；

所述蜗轮9通过传动件10连接所述叶轮泵11的叶轮轴；所述叶轮泵11的进水口连通地热水源，其出水口通过连接管19连通扩容罐1的内部；

曲轴3转动配合连杆4和密封塞5对扩容罐1内进行抽真空，使得扩容罐1内的地热水减压汽化，同时曲轴3转动带动蜗杆8转动，转动的蜗杆8驱动蜗轮9转动，蜗轮9借助传动件10带动叶轮泵11工作向扩容罐1内补充地热水。

在本发明的另一个实施例中，所述降压蒸发器还包括用于控制马达开启与关闭的压力控制组件，所述压力控制组件包括弹性密封结构、连接所述弹性密封结构的动触头14、以及固定安装在所述真空筒2下部用于同所述动触头14配合的静触头15；

所述马达通过动触头14和静触头15电性连接电源；

当扩容罐1内的压强减小时，弹性密封结构带动动触头14向远离静触头15的一侧移动，动触头14与静触头15分离，从而对马达断电，停止抽真空和泵地热水；当扩容罐1内的压强逐渐恢复时，弹性密封结构复位带动动触头14向靠近静触头15的一侧移动，动触头14与静触头15结合，从而对马达通电，继续抽真空和泵地热水。

在本发明的又一个实施例中，所述弹性密封结构包括贯穿密封固定在所述扩容罐1一侧贯通的压力管13、设置在所述压力管13内部的弹性件16、以及穿过所述压力管13和所述扩容罐1侧壁并与所述压力管13滑动套合的伸缩杆18；

在所述伸缩杆18套设于压力管13内的一端固定有活塞17，所述活塞17同所述压力管13内壁密封滑动并抵接弹性件16，所述动触头14安装在所述伸缩杆18伸出压力管13的一端；

当扩容罐1内的压力减小时，通过外接大气压推动伸缩杆18和活塞17向远离静触头15的一侧移动并挤压弹性件16，伸缩杆18带动动触头14与静触头15分离；当扩容罐1内的压力恢复后，在弹性件16的弹力作用下带动伸缩杆18复位使得动触头14与静触头15结合。

在本发明的又一个实施例中，所述扩容罐1的下方固定有多个沿圆周分布的支腿21，多个所述支腿21的高度相同，且在所述密封盖20的上部贯穿固定有同所述扩容罐1连通的转接头12；

利用支腿21对整个扩容罐1进行支撑，利用转接头12可将扩容罐1内低压汽化后的蒸汽输出。

一种地热蒸汽发电装置，包括如上述实施例所述的降压蒸发器，还包括汽轮机，所述汽轮机的进气口通过管道与所述转接头12连通并固定，所述汽轮机的输出轴连接所述发电机组的输入轴；

利用扩容罐1内的蒸汽带动汽轮机工作，借助汽轮机带动发电机组工作执行发电。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。