CN102373977A

CN102373977A - 利用发电厂废热做第二次发电的方法

Info

Publication number: CN102373977A
Application number: CN2010102500329A
Authority: CN
Inventors: 陈进益; 杨博仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本发明系一种对现有火力或或核能发电厂之增设改善，使其在不增加燃料消耗的情形下，提高发电量8～30％。本方法是利用有机溶剂吸收现有发电厂排放的蒸汽中的废热，产生高压有机溶剂蒸汽，使其推动涡轮机，再带动发电机，产生二次发电之方法。本发明之效益有三：一、减少燃料的消耗，降低成本。二、减少温室气体，酸性气体及其他废气排放。三、减少废热排放降低发电厂对附近海域生态之冲击。

Description

利用发电厂废热做第二次发电的方法

所属技术领域

本发明系一种利用有机溶剂及氨水做第二次电发之方法。系将传统火力或核能发电厂第一次发电后所排放之热蒸气，导入第二发电系统的第二锅炉，锅炉中装有低沸点之有机溶剂，该溶剂可吸收第一次发电后排放之蒸气所携带之庞大热量，变成高压之有机溶剂蒸气，再次推动第二发电系统之发电机发电，达到提高发电量、节省热能源之功效。

背景技术

传统的加热蒸气式发电方式，大体皆如图1所示，蒸汽锅炉10中置水W，以加热单元11(例如：烧煤、重油、瓦斯、或核能)加热产生高温蒸气，再导入涡轮机12中使涡轮机12旋转，涡轮机12连动发电机G发电，推动轮机12后之蒸气之温度和压力皆已降低，则从输出管13而输送至冷却管14，冷却管14则浸在冷却池16中，冷却池16中温水出水管17、冷水导入管18，配合泵浦MP抽入冷水(例如：海水)，吸收冷却管14蒸气之高温后，呈热水由出水管17排出，冷却管14中之蒸气经降温后冷凝呈水，配合泵浦MP输入管15而再次输入蒸气锅炉10中循环使用；上述，其实存在有下列问题待改良：(1)加热产生之蒸气经涡轮机12后，需以冷却池16冷水降温，使冷却成液态水，加热单元11发出100焦耳热能为例：经分析，仅有33焦耳热能转换为电力(净输出)，发电后之蒸气带走60焦耳热能，这些热能最后被冷却水带走，成为废热，另有7焦耳属于内部消耗(例如：输送管路散热、帮浦耗电、涡轮机之摩擦)，；由上述说明可知，发电效率太低，只有33％。

发明内容

请参阅图2，系包含有第一发电系统100、第二发电系统200，第一发电系统100具有蒸气锅炉10、涡轮机12、发电机G1，第二发电系统200亦具有第二蒸气锅炉20、第二涡轮机22、第二发电机G2、冷却池24，第一发电系统100之蒸气锅炉10中置水W，由加热单元11加热产生高温蒸气，蒸气经推动涡轮机12、发电机G发电后，配合冷却管14导入第二发电系统200之第二蒸汽锅20中，第二蒸气锅20中预置低沸点有机溶剂H，第一发电系统100发电后之蒸气热量可使第二蒸气锅炉20之有机溶剂H沸腾变成高压有机蒸气，而得推动第二涡轮机22、第二发电机G2发电，发电后之有机溶剂H蒸气，其压力和温度已经降低而丧失动能，则由冷却管23输入于冷却池24中之由冷水降温冷却成液体再使用，第二蒸汽锅炉20中之冷却管14蒸气则可降温呈水回输至第一发电系统100之蒸汽锅炉10再使用。

附图说明

图1，传统发电系统图

图2，本发明发电系统图

【主要元件符号说明】

图1，传统发电系统图：10蒸汽锅炉 11加热单元 12涡轮机G发电机 13蒸汽输出管 14冷却回管 15蒸汽回流管 MP抽汲帮浦16冷却槽 18冷却水入水管 17温水排出馆、

图2，本发明发电系统图：

100第一发电系统：10蒸汽锅炉 11加热单元 12第一涡轮机13蒸汽输出管 15蒸汽回流管 G1第一发电机 MP1抽汲帮浦 W水200第二发电系统：14热交换回管 20第二蒸汽锅炉 22第二涡轮机 G2第二发电机 23第二冷却管 24冷却池 25温水出水管26冷水入水管 H有机溶剂 W水 MP2，MP3抽汲帮浦

具体实施方式

请再参阅图2，第一发电系统100之蒸汽锅炉10连通于涡轮机12，涡轮机12之轮轴连结于发电机G1，涡轮机12并连设有蒸气输出管13、回管14置入于第二发电系统200之第二蒸汽锅炉20中、回管14对第一发电系统而言是冷却管，对第二发电系统而言是加热管，从回管14出来的水则由抽汲泵浦MP1经管路15而打回蒸气锅炉10循环使用。第二发电系统200之第二蒸汽锅炉20连通于第二涡轮机22，第二涡轮机22之转轴连结于第二发电机G2，第二涡轮机22并连设有冷却管23，冷却管23浸于冷却池24中、并配合抽汲帮浦MP2将液态有机溶剂打回第二蒸汽锅炉20循环使用，冷却池24则具有抽汲帮浦MP3将冷水经由入水管26打入冷却池24中，再由出水管25排出热水。

藉由上述之系统装置，发明之作用说明如下：第一发电系统100之加热单元11对蒸汽锅炉10之水W加热产生高温高压蒸气，可转动轮机12、带动发电机G1发电，用过之蒸气之温度与压力已经降低而失去动力，经由管路引导到第二锅炉中之回管14，即是对第二蒸汽锅炉20中之低沸点有机溶剂H加热，使有机溶剂H沸腾产生高压蒸气，即可推动第二涡轮机22、第二发电机G2发电，用后之有机溶剂蒸气输送至第二冷却管23，而冷却池24之冷水降温还原呈液体，再由帮浦MP2抽回第二蒸汽锅炉20中循环使用，而第二蒸汽锅炉20中冷却管14中之水蒸气，因其热已被有机溶剂H吸收降温呈液体水，配合帮浦MP1抽回蒸汽锅炉10中循环使用。

由上述说明可知，本发明之第一发电系统100发电后之高温蒸气系由第二发电系统冷却降温、同时使第二发电系统可作动而发电，充份利用第一次发电系统火力加热之热能，不浪费热能、且提高发电量。第二发电系统200所产生之发电量，依不同有机溶剂之不同温度沸点而有所不同，经计算分析如下表列所示：

说明1：

在传统技术中，若原始发电量100焦耳，有33焦耳转变成电力(净输出)在上述表格中，以甲醇为例，可以从废热中取得4.2焦耳的热能转变成电能，则计算式如下：

二次发电之热效率＝4.2/100x100％＝4.2％

新增发电率＝4.2/33x100％＝12.7％

说明2：

表格中所列之有机溶剂之沸点，必须高于冷却水之温度。台湾地区可选用二氯甲烷，所以新增发电率可达19.3％，寒带水冷式电厂可使用新戊烷，新增发电率可达28.5寒带水冷式电厂可使用新戊烷，新增发电率可达28.5，寒带水冷式电厂可使用新戊烷，新增发电率可达28.5，，寒带气冷式电厂可使用正丁烷，新增发电率可达30.9％，

由上述可知本发明利用第一发电系统之残留热温，可增加7.3％～30％之电发量。并因第一次发电之热量部分被利用为第二次发电，故可减少冷却用水，对环境影响较小；另，于第一发电系统100与第二发电系统200间可设有防火墙27隔离(如图2所示)，若第二发电系统200中有机溶剂H不慎外漏时，可降低发生火灾的机率，若发生火灾，亦不会波及第一发电系统。

综上所述，本发明确实是前所未有之创作，且具有产业利用之极佳实用功效，诚符合专利法要旨，恳请赐准专利。

Claims

1.一种利用有机溶剂及氨水做媒介的二次发电之方法：系包含有第一发电系统、第二发电系统，第一发电系统具有蒸气锅炉、涡轮机、发电机，第二发电系统亦具有第二蒸气锅炉、第二涡轮机、第二发电机、冷却池，第一发电系统之蒸气锅炉中置水，由加热单元加热产生高温蒸气，蒸气经推动涡轮机、发电机发电后，配合管道导入第二发电系统之第二蒸汽锅中，第二蒸气锅中置设低沸点有机溶剂，从第一发电系统而来之蒸气可使第二蒸气锅炉之有机溶剂沸腾成为高压有机蒸气，而得推动第二涡轮机、第二发电机发电，发电后之有机溶剂蒸气则以导管输送至冷却池中，再以冷水降温冷却成液体再使用；从第一发电系统来的水蒸气，经过第二蒸汽锅炉中之冷却呈液态水，同样用抽汲泵浦回输至第一发电系统之蒸汽锅炉再使用。