一種汽輪機發電系統的製作方法

2023-10-18 04:12:59 1

專利名稱：一種汽輪機發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電系統，特別地涉及一種利用風能或者太陽能的汽輪機發電系統。
背景技術：
人類利用風能和太陽能已經有數千年的歷史，在蒸汽機實用新型以前風能曾經作為重要的動力，用於人類生活的眾多方面。風能和太陽能是沒有公害的能源之一，而且它取之不盡，用之不竭，其是一種潛力很大的新能源，有人估計過，地球上可用來發電的僅風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。因此，國內外都很重視利用風和太陽能來發電，開發新能源。現有發電技術中主要是利用汽輪機帶動發電機發電，汽輪機是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械，又稱蒸汽透平，主要用作發電用的原動機，也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。汽輪機的蒸汽來源主要是來自鍋爐燃燒煤炭等不可再生資源，產生的熱量加熱水蒸汽，導入水蒸氣到汽輪機中從而進行發電。而目前來看，將太陽能和風能等能源引入到現有發電技術中是否可行，如何將其引入存在技術難題。此外，由於電能是能量利用最為便捷的高品質能源，傳統汽輪機發電技術中的餘熱發電技術通常採用汽輪機將高壓蒸汽的壓力能轉換為動力驅動發電機發電，汽輪機末端蒸汽採用涼水塔循環冷卻，使其末端蒸汽冷凝成水並回到鍋爐回水系統，末端蒸汽冷凝過程產生的大量凝結潛熱被涼水塔帶走放散，此熱量通常佔總熱量的50 %以上，這是傳統熱電效率低的主要原因。如何高效利用汽輪機排出氣體的餘熱的也是提高汽輪機發電效率的重要方面。

實用新型內容為了解決上述的技術問題，本實用新型提供一種汽輪機發電系統，該發電系統主要利用風能、太陽能等方式為發電系統中設備提供電能，並且通過採用變頻加熱方式將高壓氣體加熱以獲得蒸汽以推動汽輪機做功，從而進行發電，此外，通過汽輪機排出的氣體也可通過增壓泵加壓後繼續進行加熱以循環利用。具體地說本實用新型提供一種汽輪機發電系統，其中汽輪機發電系統包括能量供給單元、送風機以及空壓機，其中能量供給單元與送風機和空壓機之間電連接以向送風機和空壓機提供電能；空壓機的出氣口通過輸氣管與高壓氣罐連接，這樣配置地用於將由送風機獲取並經空壓機壓縮後達到9MPa以上的高壓氣體存儲在高壓氣罐中；該發電系統還包括水泵，在該發電系統中設有水泵與相連接的直流變頻空氣加熱器，該直流變頻空氣加熱器配置地用於將經過水泵的帶有水分的高壓空氣從5°C加熱至530°C以實現霧化，並且能量供給單元與直流變頻空氣加熱器電連接以向直流變頻空氣加熱器提供電能；此外，直流變頻空氣加熱器還與汽輪機和發電機依次連接，這樣配置地用於將經過直流變頻空氣加熱器的高壓高溫氣體傳送至汽輪機中的葉輪以用於做功，並最終通過與汽輪機連接的發電機進行發電。優選的是，在汽輪機和發電機中可設置有調速器，該調速器配置地用於調節汽輪機的轉速。優選的是，汽輪機的排氣口連接至渦輪機，該渦輪機配置地用於將氣體快速排出。優選的是，該渦輪機連接有變頻調速電機，該調速電機配置地用於驅動渦輪機並且能夠根據不同要求調節渦輪機的轉速以調整不同的排量。優選的是，渦輪機與回收罐和增壓泵依次連接，增壓泵與直流變頻空氣加熱器通過輸氣管道連接，其中增壓泵配置地用於使排出的氣體被迅速加壓至9MPa以上後再被傳送至直流變頻空氣加熱器進行第二次加熱。優選的是，該能量供給單元向送風機、空壓機以及直流變頻空氣加熱器提供電能，並且採用太陽能發電單元、風力發電單元或者磁力發電單元的形式。 優選的是，壓縮氣體經空壓機進行一級壓縮或者多級壓縮。優選的是，高壓氣罐是變體積的或者體積恆定。優選的是，在高壓氣罐上設置氣壓傳感器以測量高壓氣罐中的壓力，這樣配置地用於當高壓氣罐中的氣體壓力穩定後允許氣體排出。通過採用本實用新型涉及的汽輪機發電系統，可廣泛用於不同環境以及不同的氣候條件下，從而產生穩定的電能。由於採用氣體傳輸或者輸送，減少很多中間環節的能量損失，並且可以實現超長距離的能量傳輸。

圖I是本實用新型所涉及的汽輪機發電系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖以及具體實施例對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明。圖I示出了本實用新型所涉及的汽輪機發電系統的一實施例，在本實施例中，汽輪機發電系統包括能量供給單元I、送風機2以及空壓機3，其中能量供給單元I與送風機2和空壓機3之間電連接以向送風機2和空壓機3提供電能，該能量供給單元I可採用太陽能發電單元、風力發電單元或者磁力發電單元以向用電設備，例如送風機I或空壓機3等提供高達30KW的電能。能量供給單元I還可以採用其他形式，只要能為送風機I或者空壓機3等提供穩定的電能即可。能量供給單元I優選地採用風力發電單元的方式，該發電系統可廣泛地用於不同的環境以及不同的氣候條件下。空壓機3的出氣口通過輸氣管與高壓氣罐4連接，這樣由送風機2獲取並經空壓機3壓縮後達到9MPa以上的高壓氣體被存儲在高壓氣罐4中，其中壓縮氣體可經空壓機3進行一級壓縮或者多級壓縮，而高壓氣罐4可以是變體積的也可以是體積恆定，優選的可在高壓氣罐4上設置氣壓傳感器以測量高壓氣罐4中的壓力，當高壓氣罐4中的氣體壓力穩定後允許氣體排出；該發電系統還包括水泵5，水泵5與直流變頻空氣加熱器6相連接，該直流變頻空氣加熱器6用於將經過水泵5的帶有水分的高壓空氣從5°C加熱至530°C，從而實現霧化，並且能量供給單元I與直流變頻空氣加熱器6電連接以向直流變頻空氣加熱器6提供電能；直流變頻空氣加熱器6與汽輪機7和發電機9依次連接，這樣高壓高溫氣體將被從直流變頻空氣加熱器6通過噴嘴傳送至汽輪機7中的葉輪以用於做功，並最終通過與汽輪機連接的發電機9進行為電廠發電，其中在汽輪機7和發電機9中可設置有調速器8，該調速器8用於調節汽輪機7的轉速。在餘熱回收方面，汽輪機7的排氣口連接至渦輪機10，這樣高溫高壓氣體經過汽輪機7進行發電後，剩餘的氣體通過渦輪機10快速地排出，該渦輪機10連接有變頻調速電機11，該調速電機11用於驅動渦輪機10並且能夠根據不同要求調節渦輪機的轉速以調整不同的排量；渦輪機10與回收罐12和增壓泵13依次連接，這樣通過渦輪機10排出的氣體可通過回收罐12被傳送至增壓泵13，增壓泵13使氣體被迅速加壓至9MPa以上後再被傳送至直流變頻空氣加熱器6進行第二次加熱，從而使剩餘氣體得到循環利用。採用本實用新型涉及的發電系統，只要調整好高壓氣體的氣壓和流量，就可以為汽輪機提供穩定的動力，從而產生穩定的電能。在能量傳輸方面，由於米用氣體傳輸或者輸送，能量傳輸環節多由硬性連接變為流體傳輸，減少很多中間環節的能量損失，讓能量傳輸 環節更加簡單、可靠。此外，由於採用氣體傳輸，可以實現超長距離的能量傳輸，可實現單機超大容量，解決風能中的不穩定問題。需要說明的是，按照本實用新型的汽輪機發電系統的技術方案的範疇包括上述各部分之間的任意組合。需要說明的是，通過本領域內那些熟練技術人員可以在不偏離實用新型的範圍內作出合適的修改和元素替換。此外，在不偏離本實用新型教導的基本範圍內，許多修改可以作出以適應特定情況或材料。因此，該實用新型不僅限於披露的具體實施例，但該實用新型將包括落在本實用新型應用範圍內的所有實施例。
權利要求1.汽輪機發電系統，包括能量供給單元、送風機以及空壓機，其中能量供給單元與送風機和空壓機之間電連接以向送風機和空壓機提供電能；空壓機的出氣口通過輸氣管與高壓氣罐連接，這樣配置地用於將由送風機獲取並經空壓機壓縮後達到9MPa以上的高壓氣體儲存在聞壓氣te中；該發電系統還包括水慄，其特徵在於在該發電系統中設有與水慄相連接的直流變頻空氣加熱器，該直流變頻空氣加熱器配置地用於將經過水泵的帶有水分的高壓空氣從5°C加熱至530°C以實現霧化，並且能量供給單元與直流變頻空氣加熱器之間電連接以配置地向直流變頻空氣加熱器提供電能。
2.根據權利要求I所述的發電系統，其特徵在於直流變頻空氣加熱器還與汽輪機和發電機依次連接，這樣配置地用於將經過直流變頻空氣加熱器的高壓高溫氣體傳送至汽輪機中的葉輪以用於做功，並最終通過發電機進行發電。
3.根據權利要求I或2所述的發電系統，其特徵在於在汽輪機和發電機之間設置有調速器，該調速器配置地用於調節汽輪機的轉速。
4.根據權利要求I或2所述的發電系統，其特徵在於汽輪機的排氣口連接至渦輪機，該渦輪機配置地用於將氣體快速排出。
5.根據權利要求3所述的發電系統，其特徵在於汽輪機的排氣口連接至渦輪機，該渦輪機配置地用於將氣體快速排出。
6.根據權利要求4所述的發電系統，其特徵在於該渦輪機連接有變頻調速電機，該變頻調速電機配置地用於驅動渦輪機並且能夠根據不同要求調節渦輪機的轉速以調整不同的排量。
7.根據權利要求6所述的發電系統，其特徵在於渦輪機與回收罐和增壓泵依次連接，增壓泵與直流變頻空氣加熱器通過輸氣管道連接，其中增壓泵配置地用於使排出的氣體被迅速加壓至9MPa以上後再被傳送至直流變頻空氣加熱器進行第二次加熱。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的發電系統，其特徵在於該能量供給單元向送風機、空壓機以及直流變頻空氣加熱器提供電能，並且採用太陽能發電單元、風力發電單元或者磁力發電單元的形式。
9.根據權利要求1-6中任一項所述的發電系統，其特徵在於壓縮氣體經空壓機進行一級壓縮或者多級壓縮。
10.根據權利要求1-6中任一項所述的發電系統，其特徵在於高壓氣罐是變體積的或者體積恆定。
11.根據權利要求1-6中任一項所述的發電系統，其特徵在於在高壓氣罐上設置氣壓傳感器以測量高壓氣罐中的壓力，這樣配置地用於當高壓氣罐中的氣體壓力穩定後允許氣體排出。
專利摘要本實用新型涉及一種汽輪機發電系統，該發電系統主要利用風能、太陽能等方式為發電系統中的各設備提供電能，並且通過採用變頻加熱的方式將高壓氣體加熱以獲得蒸汽以推動汽輪機做功，從而進行發電，此外，通過汽輪機排出的氣體也可通過增壓泵加壓後繼續進行加熱以循環利用。本實用新型涉及的汽輪機發電系統，可廣泛用於不同環境以及不同的氣候條件下，並且產生穩定的電能，此外，由於採用氣體傳輸或者輸送，可減少很多中間環節的能量損失，並且可以實現超長距離的能量傳輸。
文檔編號F01D15/10GK202510174SQ201220177919
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者周劍, 周登榮 申請人:周劍, 周登榮