一種液體工質溫度變化自循環發電裝置及發電方法
2023-11-04 10:05:27
專利名稱：一種液體工質溫度變化自循環發電裝置及發電方法
技術領域：
本發明涉及一種液體工質溫度變化自循環發電裝置及發電方法，屬於能源綜合利用技術領域。
背景技術：
目前，電力作為最清潔的能源之一仍然佔據著主導地位，電能來源於火力發電、水電、核電、風電及太陽能發電等；火力發電需要消耗大量的不可再生資源，還會造成嚴重的環境汙染；水力發電需要在河道上建設大壩，破壞生態環境；核電、風電及太陽能發電等因成本較高還無法大面積推廣；水力發電的效率為75-98. 5%，發電成本較低，但受到水源的制約，佔的比例較小；火力發電的熱電聯產裝置的總效率為60-70%，但受用熱需求量的限制，佔的比例也較小；火力發電的凝汽輪機發電佔據著發電行業的主導地位，但凝汽輪機的發電過程冷熱效應嚴重，需消耗大量的冷卻水或冷卻空氣，發電的總效率只有30-45%，能源浪費嚴重，發電成本較高。
發明內容
本發明目的是提供一種液體工質溫度變化自循環發電裝置及發電方法，將液體工質循環過程的動能轉換為電能，運行成本低，操作簡單，安全環保，沒有冷熱效應，效率高， 解決背景技術中存在的上述問題。本發明的技術方案是一種液體工質溫度變化自循環發電方法，包含如下步驟； 加熱器內設有液體工質加熱裝置，液體工質在加熱器內受熱後溫度升高、密度減小、體積增大，受浮升力驅動的液體工質沿加熱器上部出口管道自動流向水輪發電機，推動水輪發電機做功，減壓後的液體工質由回液管道自動流回加熱器下部進口，形成一個自然循環的迴路，水輪發電機連續做功發電。採用液體工質高位儲槽來控制循環迴路的壓力，釋放不凝氣體，防止液體工質回流，緩衝和補充循環迴路的液體工質，使液體工質自循環不斷地進行下去，推動水輪機做功輸出電能。本發明循環迴路沒有冷熱效應，不消耗冷卻水和冷卻空氣。本發明液體工質加熱器的加熱方式為燃煤、燃氣、燃油、燃生物質、回收餘熱，也可以採用太陽能加熱的方式。液體工質高位儲槽可以是常壓容器，也可以是壓力容器。一種液體工質溫度變化自循環發電裝置，包含液體工質加熱器、水輪發電機、液體工質高位儲槽和管道，液體工質加熱器的上部出口通過管道連接水輪發電機進口，水輪發電機出口通過管道連接高位液體工質儲槽，高位液體工質儲槽通過管道連接液體工質加熱器的下部進口 ；液體工質在液體工質加熱器內受熱，沿上部出口流向水輪發電機，推動發電機做功，減壓後的液體工質流回液體工質加熱器下部進口，形成一個自然循環的迴路；液體工質高位儲槽控制循環迴路的壓力，釋放不凝氣體，防止液體工質回流，緩衝和補充循環迴路的液體工質，使液體工質自循環不斷地進行下去。
本發明系統的壓力為0-15MPa;發電規模可以為幾十瓦用於民用，也可以大規模用於工業領域；在液體工質加熱器的上部出口裝有水輪發電機，水輪發電機的數量是1個或多個，並聯或串聯安裝；液體工質的種類可以是水、有機、無機等各類液體。本發明將水輪發電機引入液體工質溫度變化自循環系統，將自循環系統的動能轉換為電能，安全、環保、節能、節水、成本低，沒有冷熱效應，沒有冷卻水及冷卻空氣消耗、發電效率高，是一種新的發電方法。本發明可以單獨用於發電，也可以在15MPa以下蒸汽鍋爐、各類蒸發系統、精餾系統，導熱系統、採暖系統上應用，增加發電功能；也可以在民用採暖爐、熱水爐上應用，增加發電功能；最適宜應用於民用或用於偏遠地區採用當地可燃資源小規模熱電聯產。本發明可以延伸為發電採暖爐、採暖發電爐、發電熱水爐、熱水發電爐、燃煤發電採暖爐、燃煤採暖發電爐、燃氣發電採暖爐、燃氣採暖發電爐、燃生物質發電採暖爐、燃生物質採暖發電爐、發電蒸汽鍋爐、餘熱回收發電裝置、餘熱回收發電採暖裝置。
附圖1是本發明示意圖； 附圖2是本發明實施例一示意圖； 附圖3是本發明實施例二示意圖中液體工質加熱器1、水輪發電機2、高位液體工質儲槽3、管道4、連接管道5、散熱器6。
具體實施例方式以下結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明。一種液體工質溫度變化自循環發電方法，包含如下步驟；加熱器內設有液體工質加熱裝置，液體工質在加熱器內受熱後溫度升高、密度減小、體積增大，受浮升力驅動的液體工質沿加熱器上部出口管道自動流向水輪發電機，推動水輪發電機做功，減壓後的液體工質由回液管道自動流回加熱器下部進口，形成一個自然循環的迴路，水輪發電機連續做功發電。採用液體工質高位儲槽來控制循環迴路的壓力，釋放不凝氣體，防止液體工質回流，緩衝和補充循環迴路的液體工質，使液體工質自循環不斷地進行下去，推動水輪機做功輸出電能。本發明循環迴路沒有冷熱效應，不消耗冷卻水和冷卻空氣。本發明液體工質加熱器的加熱方式為燃煤、燃氣、燃油、燃生物質、回收餘熱，也可以採用太陽能加熱的方式。液體工質高位儲槽可以是常壓容器，也可以是壓力容器。一種液體工質溫度變化自循環發電裝置，包含液體工質加熱器1、水輪發電機2、 液體工質高位儲槽3、管道4和連接管道5，液體工質加熱器的上部出口通過管道連接水輪發電機進口，水輪發電機出口通過連接管道連接高位液體工質儲槽，液體工質高位儲槽通過連接管道連接液體工質加熱器的下部進口 ；液體工質在液體工質加熱器內受熱，沿上部出口流向水輪發電機，推動發電機做功，減壓後的液體工質流回液體工質加熱器下部進口， 形成一個自然循環的迴路；液體工質高位儲槽控制循環迴路的壓力，釋放不凝氣體，防止液體工質回流，緩衝和補充循環迴路的液體工質，使液體工質自循環不斷地進行下去。液體工
4質高位儲槽3設有液位指示、壓力指示、安全附件和液位控制裝置。實施例一，參照附圖2，本實施例為自循環採暖爐應用本發明增加發電功能，延伸為發電採暖爐。散熱器6安裝在水輪發電機2出口的連接管道5上，受熱後的液體工質經過水輪發電機2發電後，進入散熱器6降溫，散熱器將液體工質的熱量傳給需要熱量的用戶，溫度降低後的液體工質自動流回液體工質加熱器1的下部進口，形成了液體工質自然循環的迴路。發電採暖爐的散熱器6可以是一個也可以是多個並聯或串聯安裝；水輪發電機也可以安裝在散熱器的出口 ；液體工質採用導熱油或水均可，以水為最佳；水或導熱油自循環系統的壓力為0-1. OMPa,以0. 05-0. 5MPa為最佳。實施例二，參照附圖3，本實施例為蒸汽鍋爐應用本發明增加發電功能，延伸為發電蒸汽鍋爐。液體工質高位儲槽3為汽包，管道4為升汽管道與汽包相連，延伸到汽包1/2液面以上，連接管道5為汽包底部出口與加熱器進口相連接，在管道4上裝有水輪發電機，液體工質為水；水在液體工質加熱器1內受熱溫度升高、體積增大、形成汽水混合物，壓力升高， 汽水混合物從液體工質加熱器的上部出口排出沿管道4經過水輪發電機2推動水輪發電機做功，電能外供，減壓後汽水混合物進入汽包進行氣液分離，蒸汽外供，汽包內的水沿連接管道5進入液體工質加熱器1的下部進口，形成了水的自然循環迴路。水循環系統的壓力為0. 2_15MPa，以0. 5-4. OMI^a為最佳，在連接管道5上也可以安裝水輪發電機。
權利要求
1.一種液體工質溫度變化自循環發電方法，其特徵在於包含如下步驟；加熱器內設有液體工質加熱裝置，液體工質在加熱器內受熱後溫度升高、密度減小、體積增大，受浮升力驅動的液體工質沿加熱器上部出口管道自動流向水輪發電機，推動水輪發電機做功，減壓後的液體工質由回液管道自動流回加熱器下部進口，形成一個自然循環的迴路，水輪發電機做功發電。
2.根據權利要求1所述之一種液體工質溫度變化自循環發電方法，其特徵在於採用液體工質高位儲槽來控制循環迴路的壓力，釋放不凝氣體，防止液體工質回流，緩衝和補充循環迴路的液體工質，使液體工質自循環不斷地進行下去，推動水輪機做功輸出電能。
3.根據權利要求1或2所述之一種液體工質溫度變化自循環發電方法，其特徵在於液體工質循環迴路的壓力為0-15MPa ；在液體工質加熱器的上部出口裝有水輪發電機，水輪發電機的數量可以是一個也可以是多個並聯或串聯安裝；液體工質的種類可以是水、有機、 無機等各類液體。
4.一種液體工質溫度變化自循環發電裝置，其特徵在於包含液體工質加熱器(1)、水輪發電機(2)、液體工質高位儲槽(3)、管道(4)和連接管道(5)，液體工質加熱器的上部出口通過管道連接水輪發電機進口，水輪發電機出口通過連接管道連接液體工質高位儲槽， 液體工質高位儲槽通過連接管道連接液體工質加熱器的下部進口 ；液體工質在液體工質加熱器內受熱，沿上部出口流向水輪發電機，推動發電機做功，減壓後的液體工質流回液體工質加熱器下部進口，形成一個自然循環的迴路；液體工質高位儲槽控制循環迴路的壓力，釋放不凝氣體，防止液體工質回流，緩衝和補充循環迴路的液體工質，使液體工質自循環不斷地進行下去。
5.根據權利要求4所述之一種液體工質溫度變化自循環發電裝置，其特徵在於水輪發電機安裝在液體工質加熱器的出口，水輪發電機的數量是一個或多個，並聯或串聯安裝。
6.根據權利要求4或5所述之一種液體工質溫度變化自循環發電裝置，其特徵在於散熱器(6 )安裝在水輪發電機(2 )出口的連接管道(5 )上，受熱後的液體工質經過水輪發電機發電後，進入散熱器降溫，散熱器將液體工質的熱量傳給需要熱量的用戶，溫度降低後的液體工質自動流回液體工質加熱器(1)的下部進口，形成了液體工質自然循環的迴路。
7.根據權利要求4或5所述之一種液體工質溫度變化自循環發電裝置，其特徵在於液體工質高位儲槽(3)為汽包，管道(4)為升汽管道與汽包相連，延伸到汽包1/2液面以上，連接管道(5)為汽包底部出口與加熱器進口相連接，在管道(4)上裝有水輪發電機，液體工質為水；水在液體工質加熱器1內受熱溫度升高、體積增大、形成汽水混合物，壓力升高，汽水混合物從液體工質加熱器的上部出口排出，沿管道經過水輪發電機推動水輪發電機做功， 電能外供，減壓後汽水混合物進入汽包進行氣液分離，蒸汽外供，汽包內的水沿連接管道進入液體工質加熱器的下部進口，形成了水的自然循環迴路。
全文摘要
本發明涉及一種液體工質溫度變化自循環發電裝置及發電方法，屬於能源綜合利用技術領域。技術方案是加熱器內設有液體工質加熱裝置，液體工質在加熱器內受熱後溫度升高、密度減小、體積增大，受浮升力驅動的液體工質沿加熱器上部出口管道自動流向水輪發電機，推動水輪發電機做功，減壓後的液體工質由回液管道自動流回加熱器下部進口，形成一個自然循環的迴路，水輪發電機連續做功發電。本發明將水輪發電機引入液體工質溫度變化自循環系統，將自循環系統的動能轉換為電能，安全、環保、節能、節水、成本低，沒有冷熱效應，沒有冷卻水及冷卻空氣消耗、發電效率高，是一種新的發電方法。
文檔編號F03B13/00GK102434358SQ20111034310
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者景玉國 申請人:文安縣天瀾新能源有限公司