CN102434358A - 一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法，属于能源综合利用技术领域。技术方案是：加热器内设有液体工质加热装置，液体工质在加热器内受热后温度升高、密度减小、体积增大，受浮升力驱动的液体工质沿加热器上部出口管道自动流向水轮发电机，推动水轮发电机做功，减压后的液体工质由回液管道自动流回加热器下部进口，形成一个自然循环的回路，水轮发电机连续做功发电。本发明将水轮发电机引入液体工质温度变化自循环系统，将自循环系统的动能转换为电能，安全、环保、节能、节水、成本低，没有冷热效应，没有冷却水及冷却空气消耗、发电效率高，是一种新的发电方法。

Description

一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法
技术领域
本发明涉及一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法，属于能源综合利用技术领域。
背景技术
目前，电力作为最清洁的能源之一仍然占据着主导地位，电能来源于火力发电、水电、核电、风电及太阳能发电等；火力发电需要消耗大量的不可再生资源，还会造成严重的环境污染；水力发电需要在河道上建设大坝，破坏生态环境；核电、风电及太阳能发电等因成本较高还无法大面积推广；水力发电的效率为75-98.5%，发电成本较低，但受到水源的制约，占的比例较小；火力发电的热电联产装置的总效率为60-70%，但受用热需求量的限制，占的比例也较小；火力发电的凝汽轮机发电占据着发电行业的主导地位，但凝汽轮机的发电过程冷热效应严重，需消耗大量的冷却水或冷却空气，发电的总效率只有30-45%，能源浪费严重，发电成本较高。
发明内容
本发明目的是提供一种液体工质温度变化自循环发电装置及发电方法，将液体工质循环过程的动能转换为电能，运行成本低，操作简单，安全环保，没有冷热效应，效率高，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种液体工质温度变化自循环发电方法，包含如下步骤；加热器内设有液体工质加热装置，液体工质在加热器内受热后温度升高、密度减小、体积增大，受浮升力驱动的液体工质沿加热器上部出口管道自动流向水轮发电机，推动水轮发电机做功，减压后的液体工质由回液管道自动流回加热器下部进口，形成一个自然循环的回路，水轮发电机连续做功发电。
采用液体工质高位储槽来控制循环回路的压力，释放不凝气体，防止液体工质回流，缓冲和补充循环回路的液体工质，使液体工质自循环不断地进行下去，推动水轮机做功输出电能。本发明循环回路没有冷热效应，不消耗冷却水和冷却空气。
本发明液体工质加热器的加热方式为燃煤、燃气、燃油、燃生物质、回收余热，也可以采用太阳能加热的方式。
液体工质高位储槽可以是常压容器，也可以是压力容器。
一种液体工质温度变化自循环发电装置，包含液体工质加热器、水轮发电机、液体工质高位储槽和管道，液体工质加热器的上部出口通过管道连接水轮发电机进口，水轮发电机出口通过管道连接高位液体工质储槽，高位液体工质储槽通过管道连接液体工质加热器的下部进口；液体工质在液体工质加热器内受热，沿上部出口流向水轮发电机，推动发电机做功，减压后的液体工质流回液体工质加热器下部进口，形成一个自然循环的回路；液体工质高位储槽控制循环回路的压力，释放不凝气体，防止液体工质回流，缓冲和补充循环回路的液体工质，使液体工质自循环不断地进行下去。
本发明系统的压力为0-15MPa；发电规模可以为几十瓦用于民用，也可以大规模用于工业领域；在液体工质加热器的上部出口装有水轮发电机，水轮发电机的数量是1个或多个，并联或串联安装；液体工质的种类可以是水、有机、无机等各类液体。
本发明将水轮发电机引入液体工质温度变化自循环系统，将自循环系统的动能转换为电能，安全、环保、节能、节水、成本低，没有冷热效应，没有冷却水及冷却空气消耗、发电效率高，是一种新的发电方法。
本发明可以单独用于发电，也可以在15MPa以下蒸汽锅炉、各类蒸发系统、精馏系统，导热系统、采暖系统上应用，增加发电功能；也可以在民用采暖炉、热水炉上应用，增加发电功能；最适宜应用于民用或用于偏远地区采用当地可燃资源小规模热电联产。
本发明可以延伸为：发电采暖炉、采暖发电炉、发电热水炉、热水发电炉、燃煤发电采暖炉、燃煤采暖发电炉、燃气发电采暖炉、燃气采暖发电炉、燃生物质发电采暖炉、燃生物质采暖发电炉、发电蒸汽锅炉、余热回收发电装置、余热回收发电采暖装置。
附图说明
附图1是本发明示意图；
附图2是本发明实施例一示意图； 
附图3是本发明实施例二示意图；
图中：液体工质加热器1、水轮发电机2、高位液体工质储槽3、管道4、连接管道5、散热器6。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
一种液体工质温度变化自循环发电方法，包含如下步骤；加热器内设有液体工质加热装置，液体工质在加热器内受热后温度升高、密度减小、体积增大，受浮升力驱动的液体工质沿加热器上部出口管道自动流向水轮发电机，推动水轮发电机做功，减压后的液体工质由回液管道自动流回加热器下部进口，形成一个自然循环的回路，水轮发电机连续做功发电。采用液体工质高位储槽来控制循环回路的压力，释放不凝气体，防止液体工质回流，缓冲和补充循环回路的液体工质，使液体工质自循环不断地进行下去，推动水轮机做功输出电能。本发明循环回路没有冷热效应，不消耗冷却水和冷却空气。
本发明液体工质加热器的加热方式为燃煤、燃气、燃油、燃生物质、回收余热，也可以采用太阳能加热的方式。
液体工质高位储槽可以是常压容器，也可以是压力容器。
一种液体工质温度变化自循环发电装置，包含液体工质加热器1、水轮发电机2、液体工质高位储槽3、管道4和连接管道5，液体工质加热器的上部出口通过管道连接水轮发电机进口，水轮发电机出口通过连接管道连接高位液体工质储槽，液体工质高位储槽通过连接管道连接液体工质加热器的下部进口；液体工质在液体工质加热器内受热，沿上部出口流向水轮发电机，推动发电机做功，减压后的液体工质流回液体工质加热器下部进口，形成一个自然循环的回路；液体工质高位储槽控制循环回路的压力，释放不凝气体，防止液体工质回流，缓冲和补充循环回路的液体工质，使液体工质自循环不断地进行下去。液体工质高位储槽3设有液位指示、压力指示、安全附件和液位控制装置。
实施例一，参照附图2，本实施例为自循环采暖炉应用本发明增加发电功能，延伸为发电采暖炉。
散热器6安装在水轮发电机2出口的连接管道5上，受热后的液体工质经过水轮发电机2发电后，进入散热器6降温，散热器将液体工质的热量传给需要热量的用户，温度降低后的液体工质自动流回液体工质加热器1的下部进口，形成了液体工质自然循环的回路。
发电采暖炉的散热器6可以是一个也可以是多个并联或串联安装；水轮发电机也可以安装在散热器的出口；液体工质采用导热油或水均可，以水为最佳；水或导热油自循环系统的压力为0-1.0MPa，以0.05-0.5MPa为最佳。
实施例二，参照附图3，本实施例为蒸汽锅炉应用本发明增加发电功能，延伸为发电蒸汽锅炉。
液体工质高位储槽3为汽包，管道4为升汽管道与汽包相连，延伸到汽包1/2液面以上，连接管道5为汽包底部出口与加热器进口相连接，在管道4上装有水轮发电机，液体工质为水；水在液体工质加热器1内受热温度升高、体积增大、形成汽水混合物，压力升高，汽水混合物从液体工质加热器的上部出口排出沿管道4经过水轮发电机2推动水轮发电机做功，电能外供，减压后汽水混合物进入汽包进行气液分离，蒸汽外供，汽包内的水沿连接管道5进入液体工质加热器1的下部进口，形成了水的自然循环回路。
水循环系统的压力为0.2-15MPa，以0.5-4.0MPa为最佳，在连接管道5上也可以安装水轮发电机。

Claims (7)

1.一种液体工质温度变化自循环发电方法，其特征在于包含如下步骤；加热器内设有液体工质加热装置，液体工质在加热器内受热后温度升高、密度减小、体积增大，受浮升力驱动的液体工质沿加热器上部出口管道自动流向水轮发电机，推动水轮发电机做功，减压后的液体工质由回液管道自动流回加热器下部进口，形成一个自然循环的回路，水轮发电机做功发电。
2.根据权利要求1所述之一种液体工质温度变化自循环发电方法，其特征在于采用液体工质高位储槽来控制循环回路的压力，释放不凝气体，防止液体工质回流，缓冲和补充循环回路的液体工质，使液体工质自循环不断地进行下去，推动水轮机做功输出电能。
3.根据权利要求1或2所述之一种液体工质温度变化自循环发电方法，其特征在于液体工质循环回路的压力为0-15MPa；在液体工质加热器的上部出口装有水轮发电机，水轮发电机的数量可以是一个也可以是多个并联或串联安装；液体工质的种类可以是水、有机、无机等各类液体。
4.一种液体工质温度变化自循环发电装置，其特征在于包含液体工质加热器（1）、水轮发电机（2）、液体工质高位储槽（3）、管道（4）和连接管道（5），液体工质加热器的上部出口通过管道连接水轮发电机进口，水轮发电机出口通过连接管道连接液体工质高位储槽，液体工质高位储槽通过连接管道连接液体工质加热器的下部进口；液体工质在液体工质加热器内受热，沿上部出口流向水轮发电机，推动发电机做功，减压后的液体工质流回液体工质加热器下部进口，形成一个自然循环的回路；液体工质高位储槽控制循环回路的压力，释放不凝气体，防止液体工质回流，缓冲和补充循环回路的液体工质，使液体工质自循环不断地进行下去。
5.根据权利要求4所述之一种液体工质温度变化自循环发电装置，其特征在于水轮发电机安装在液体工质加热器的出口，水轮发电机的数量是一个或多个，并联或串联安装。
6.根据权利要求4或5所述之一种液体工质温度变化自循环发电装置，其特征在于散热器（6）安装在水轮发电机（2）出口的连接管道（5）上，受热后的液体工质经过水轮发电机发电后，进入散热器降温，散热器将液体工质的热量传给需要热量的用户，温度降低后的液体工质自动流回液体工质加热器（1）的下部进口，形成了液体工质自然循环的回路。
7.根据权利要求4或5所述之一种液体工质温度变化自循环发电装置，其特征在于液体工质高位储槽（3）为汽包，管道（4）为升汽管道与汽包相连，延伸到汽包1/2液面以上，连接管道（5）为汽包底部出口与加热器进口相连接，在管道（4）上装有水轮发电机，液体工质为水；水在液体工质加热器1内受热温度升高、体积增大、形成汽水混合物，压力升高，汽水混合物从液体工质加热器的上部出口排出，沿管道经过水轮发电机推动水轮发电机做功，电能外供，减压后汽水混合物进入汽包进行气液分离，蒸汽外供，汽包内的水沿连接管道进入液体工质加热器的下部进口，形成了水的自然循环回路。
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