CN101275471A

CN101275471A - 发电成本低于火力的太阳能和余热联合发电的工艺流程

Info

Publication number: CN101275471A
Application number: CNA2008100844264A
Authority: CN
Inventors: 冼泰来
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2008-10-01

Abstract

本发明公开了发电成本低于火力发电的太阳能和冷却设备产生的热水用来发电的工艺流程。本发明是根据能量守恒和转化定律，和我对热力学第二定律的补充：“利用工作物质的热力学性质，通过热泵设备，可以将低温热源作为高温热源使用”。利用太阳能热水器和用户冷却设备和空调等所产生的热水来产生高温高压水蒸气，推动汽轮机发电。本发明利用地球上无所不在、取之不尽用之不竭，而且是最干净的太阳能和余热利用。其发电成本远低于火力发电成本。因此，具有划时代的伟大意义。

Description

发电成本低于火力的太阳能和余热联合发电的工艺流程

技术领域

本发明是涉及世界首创的利用太阳能热水器、工厂和用户冷却设备和空调所产生的热水作为热源，用来产生高温高压水蒸气，推动汽轮机发电的技术领域。

背景技术

能源是人类生存的必需。现在人类燃烧燃料来获取能源的方法，已经开始发展到危害人类本身生存的地步了。有充分的证据证明：地球变暖、酸雨增加、沙漠不断扩大、灾害性天气包括沙尘暴天气不断增加和加强、大量的物种灭绝、大量的致癌物质污染空气、食物和水源等极其严重的问题都与人类燃烧燃料来获取能源的方法有直接的关系。

煤炭是我国目前能源的主力，也是做成我国环境污染的主要源头。据2001年世界银行列举的世界污染最严重的20个城市中，中国占有16个。目前，我国大气污染所做成的损失已经占GDP的3％～7％；我国每天最小有几万人因环境污染而发病，每年因环境污染而引发的癌症患者超过100万人。而中小型煤矿平均生产100万吨煤，就要夺去7个工人生命。

现在能源已经成为我国经济发展的瓶颈，能源价格不断上升是做成我国通货膨胀的主要原因。

另一方面，地球上有限的能源资源，迫使一些国家以确保能源供应为基本国策。如美国为控制世界油仓中东而不惜出兵伊拉克。列强在世界上争夺资源的斗争越来越大，发展下去有可能引发新的世界大战。

太阳能是最干净和取之不尽用之不竭的最基本能源；太阳从地球存在那一天起就从不间断地照射地球。因此，人类彻底解决能源问题的唯一出路在于实现大规模的太阳能廉价发电以全部取代化石燃料。为此，如何实现太阳能的廉价发电已经成为全世界科学家们研究的焦点。但经过数以百万计科学家们的奋斗百年，直到现在，太阳能的发电成本还远远高于火力发电成本；而利用不能跟踪太阳的太阳能热水器所产生的热水利用其热量进行发电，到目前为止，还是一片空白。从以上的事实充分证明：发电成本低于火力发电的太阳能发电技术，是世界科学家们一致认为急需解决的世界难题。

本发明的目的就是彻底解决人类的能源问题和环境污染问题。具体来说就是解决发电成本低于火力的太阳能发电的世界难题。

发明内容

本发明是世界首创的大规模利用热水的热量产生高温高压的水蒸气来推动汽轮机进行发电，并实现水、汽全循环。以达到大幅度降低成本，使太阳能发电成本低于火力发电的目的。

为了对照，你们看一下旧火力发电工艺，它将温度高达36℃的作功后水蒸气作为废气；并用高达其排放量的50～80倍的冷却水对其进行冷却，使其变成温度只有36℃左右的凝结水回收。这不但浪费了天文数字的水，而且浪费的热量远大于推动汽轮机发电所耗用的热量。而我发明的水汽全循环热系统的技术和设备，不但将这些蒸气全部回收用于发电，还可以，利用温度比这些排出蒸气的温度还低的温水的热能发电和供热。

我初步计算一下，如果到达储热水仓的热水温度能达到40℃以上，那么，1吨这样温度的温水，就足以发出20度以上的电量。

用太阳能发电和供热以全部代替火力发电和供热，不但是必要的而且是可能。因为我国是太阳能资源丰富的国家。我按各类地区太阳辐射的最低量并以十年收回全部成本，而太阳能热水器的热效率达到50％(有资料表明，我国现在先进的太阳能热水器转换效率已经达到50％以上)，如热水的热能转化成电能达到50％，而每度电的发电成本为0.20元计算，(包括建厂及有关附属设备投资)则平均每平方米的生产成本如下：

一类地区900元1平方米；二类地区818.40元1平方米；三类地区694元1平方米；四类地区583.80元1平方米；五类地区472元1平方米。

我初步计算一下，我发明的专为太阳能热发电厂设计的太阳能热水器，不但转换效率高，而且每平方米的生产成本在400元以下是不成问题的。

由于废除了锅炉、凝汽器等一大批设备；发电不用任何燃料；能源主要来自太阳和余热利用；而且水和水蒸气又能全循环运行。所以，发电的成本是十分低的。

综上所述，我发明设计的大型太阳能和余热联合发电厂，以十年收回全部投资计算，每度电的发电成本在0.20元以下是可能的。因此，其发电成本是完全可以低于火力发电的。

具体实施方式

水源的水经处理后(或自来水)被送到太阳能热水器上成为热水后被送到巨大绝热的储热水仓；工厂和用户冷却设备和空调所产生的热水经过滤后也被送到储热水仓。然后按发电量的要求，按量从储热水仓中抽取热水到多功能真空循环水仓。这些热水的热量在仓中变成蒸气被多功能蒸气仓回收用于发电。

回收的蒸气，经中压蒸气仓、高压蒸气仓、超临界压力缸变成超临界液体后喷到汽轮机上迅速膨胀，变成高温高压水蒸气推动汽轮机发电。作功后的低温低压水蒸气被抽气器送到多功能真空循环水仓。没有变成水的水蒸气，被多台威力强大的抽气器强行送到多功能蒸气回收仓用于发电。

被层层压缩升温升压的蒸气进程中产生的凝结水，则从高压蒸气仓→中压蒸气仓→多功能蒸气回收仓→多功能真空循环水仓的行程。其热量在仓中变成蒸气，被多功能蒸气回收仓回收用于发电和供热；余下温度只有5℃以下的冷水和所有在多功能循环水仓变成的冷水一样，被送回自来水厂或被循环水泵送到太阳能热水器或需要冷却水冷却的设备，以进行新一轮的循环。

说明书示意图说明：

1，太阳能热水器

2，储热水仓

3，多功能真空循环水仓

4，各工厂需要冷却水冷却的设备。

5，各用户冷却空调的用水设备

6，本厂需要冷却的设备

7，多功能蒸气回收仓

8，中压蒸气仓

9，高压蒸气仓

10，超临界压力缸

11，汽轮发电机

12，自来水厂

Claims

1. 本发明的特征在于将火力发电的主要设备锅炉和凝汽器等一大批设备废弃。

2. 推动汽轮机发电的高温高压水蒸气和供热的热能，全部来自太阳能热水器、用户和工厂冷却设备和空调中所产生的热水，不用任何燃料。

3. 利用水的热容量大的优点，用储热代替储电。太阳能热水器、用户和工厂冷却空调和设备所产生的热水，经过滤后被输送到巨大的绝热储热水仓。

4. 电厂按需要发电量和供热量的多少，按需从储热水仓提取相应的热水量到多功能真空循环水仓，以产生需要的蒸气量，用来发电和供热。

5. 为了正常运转，多功能真空循环水仓的温度应保持在5℃以下。

6. 多功能蒸气回收仓回收的水蒸气主要部分，经中压蒸气仓、高压蒸气仓、超临界压力缸后变成超临界液体，进入汽轮机后迅速膨胀成为高温高压的水蒸气，推动汽轮机发电。其余部分，经多功能蒸气回收仓的压缩机送到热交换器，产生150℃左右的热水向用户供热。热交换器所产生的凝结水则流回多功能蒸气回收仓。最后和其他在多功能蒸气回收仓的凝结水一起，回流到多功能真空循环水仓。

7. 作功后的低温低压水蒸气，被抽气器送到多功能真空循环水仓。没有变成水的水蒸气，被威力强大的抽气器强行送到多功能蒸气回收仓，以进行新一轮的循环，余下的冷水则被送回自来水厂。

8. 水蒸气在压缩过程中产生的凝结水，从高压向低压的方向流动，到达多功能蒸气回收仓和供热蒸气在热交换器上产生的回流到多功能蒸气回收仓的凝结水一起，回流到多功能循环水仓。其热量在仓中变成水蒸气，被多功能蒸气回收仓回收用于发电。余下温度只有5℃左右的冷水，则被送回自来水厂。

9. 本发明再一次证明我多年研究得出的结论：“利用工作物质的物理热力学性质，通过热泵设备，可以利用低温的热源，作为高温热源使用”是完全正确的。这一发现的伟大意义在于将僵化能论放到了历史的垃圾堆；为人类发现了无穷无尽、无所不在、极其廉价清洁的自然界温度作为能源。

因此，凡是利用工作物质的物理热力学性质，通过热泵设备，使用和我发明的水汽全循环热系统雷同的工艺和设备，都属于本专利保护的范围。