一種相變蓄能穩定發電方法及其裝置的製作方法

2023-10-18 04:18:09 4

專利名稱：一種相變蓄能穩定發電方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種利用不穩定能源發電新方法，涉及輸出穩定能量的新技術。
飽和蒸汽壓P20℃＞0.05Mpa，20℃時，蓄能穩壓工質的飽和液體密度與飽和蒸汽密度之比大於2。所說的蓄能穩壓工質可以為以下各種物質二氧化碳，氨，或甲烷系、乙烷系、丙烷系的製冷劑，或含碳原子數小於5的烴類物質，或者上述四者的衍生物及混和物。如可採用甲烷系的氟裡昂類衍生物R32，乙烷系的氟裡昂類衍生物R152a，丙烷系的氟裡昂類衍生物HFC-236fa，含碳原子數小於5的烴類物質C2H6，C3H8等物質。
本發明方法的原理是利用充入密封系統中的所說的蓄能穩壓工質的相變來達到穩定蓄能的目的，這種蓄能穩壓工質在飽和蒸汽壓下處於氣、液兩相共存的狀態，其氣、液兩態的變化對壓力變化的敏感度很高，氣、液兩相密度的比值很大，在氣、液兩相相變的過程中具有很強的吸收、釋放能量的能力。當輸入密封系統內傳動工質的量增大，壓縮蓄能穩壓工質，使密封系統的壓力有增大趨勢時，氣態蓄能穩壓工質便發生液化，體積減小，以維持密封系統內的壓力不變；反之，當輸出密封系統的傳動工質的量增大，使密封系統的壓力有減小趨勢時，液態蓄能穩壓工質便發生氣化，以維持密封系統內的壓力不變；在蓄能穩壓工質由氣態變成液態時，其勢能便增大，因此儲存了能量；在周圍壓力低於飽和蒸汽壓時，蓄能穩壓工質由液態變成氣態，體積膨脹，對外界做功，其勢能便減小，因此釋放了能量；無論蓄能穩壓工質的變化趨勢如何，其壓力始終保持飽和蒸汽壓，這就是蓄能工質相變蓄能穩壓的原理。
利用本發明的方法所設計的相變蓄能穩定發電裝置，包括一個通過不穩定能源驅動的液壓泵、密封容器和發電機組，液壓泵通過輸入管向密封容器內注入傳動工質，密封容器通過輸出管與發電機組相連，其特徵在於所說的密封容器中充有一種上述發明方法中所述的蓄能穩壓工質，所說的蓄能穩壓工質為二氧化碳，氨，或甲烷系、乙烷系、丙烷系的製冷劑，或含碳原子數小於5的烴類物質，或者上述四者的衍生物及混和物。
本發電裝置利用了相變蓄能穩壓的原理，在裝置的密封容器系統裡預充有一定量的蓄能穩壓工質。系統內的壓力為蓄能穩壓工質的飽和蒸汽壓，蓄能穩壓工質處於氣、液態共存的臨界狀態。在工作狀態下，系統的一端輸入隨機變化的不穩定能量，另一端則以能量的平均值向外輸出，當輸入能量的瞬時值大於系統的能量輸出值時，系統蓄有的能量變大，系統內的氣態蓄能穩壓工質由於吸收能量而由氣態變成液態，體積變小，同時儲存能量；反之，當輸入能量的瞬時值小於系統的輸出能量值時，系統蓄有的能量變小，系統內的液態蓄能穩壓工質由液態變成氣態，體積變大。無論外界對系統的改變如何，蓄能穩壓工質變化的趨勢始終是要回到處於氣、液兩相共存的臨界狀態。
本技術利用了蓄能穩壓工質的這種特性，實現了對快速變化的不穩定能源的吸收或釋放，使之轉換成為平穩輸出的能量。而且，由於蓄能穩壓工質的飽和蒸汽壓是穩定的，還使得系統對外界的壓力得以穩定，就猶如水電站的蓄水庫對下遊保持的高水頭水壓。利用本發明方法和裝置可以在諸如海洋能、風能等不穩定能源領域廣泛應用。
權利要求
1，一種相變蓄能穩定發電方法，由不穩定能源產生的外部動力做功，向一個含有蓄能穩壓工質的密封系統輸入傳動工質，再由密封系統輸出，驅動發電機組發電，其特徵在於所說的密封容器中充有一種蓄能穩壓工質，所說的蓄能穩壓工質的特性是常溫(0-40℃)常壓(100KPa)時處於氣態，飽和蒸汽壓P20℃＞0.05Mpa，20℃時，蓄能穩壓工質的飽和液體密度與飽和蒸汽密度之比大於2。
2，根據權利要求1中所述的相變蓄能穩定發電方法，其特徵在於所說的工質為二氧化碳，氨，或甲烷系、乙烷系、丙烷系的製冷劑，或含碳原子數小於5的烴類物質，或者上述四者的衍生物及混和物。
3，一種相變蓄能穩定發電裝置，包括一個通過不穩定能源驅動的液壓泵(3)、密封容器(5)和發電機組，液壓泵通過輸入管(4)向密封容器內注入傳動工質，密封容器通過輸出管(9)與發電機組(11)相連，其特徵在於所說的密封容器中充有一種蓄能穩壓工質，所說的蓄能穩壓工質為二氧化碳，氨，或甲烷系、乙烷系、丙烷系的製冷劑，或含碳原子數小於5的烴類物質，或者上述四者的衍生物及混和物。
4，根據權利要求3中所述的相變蓄能穩定發電裝置，其特徵在於所說的液壓泵(3)由海水波浪能驅動，進入密封容器(5)中為氣態蓄能工質(6)、液態蓄能工質(7)和海水(8)。
全文摘要
本發明屬於一種利用不穩定能源發電新方法，涉及輸出穩定能量的新技術。發明內容為由不穩定能源產生的外部動力做功，向一個含有蓄能穩壓工質的密封系統輸入傳動工質，再由密封系統輸出，驅動發電機組發電。其特徵在於所說的密封容器中充有一種蓄能穩壓工質。它本發明可以應用於海洋能或風能等不穩定能源利用開發領域，由不穩定的能量驅動裝置，獲得穩定的能量輸出。
文檔編號F03B13/18GK1432732SQ0310116
公開日2003年7月30日 申請日期2003年1月14日 優先權日2002年2月1日
發明者遊亞戈, 鄭永紅, 馬玉久, 顏希文, 樊拴獅, 梁德青 申請人:中國科學院廣州能源研究所