CN102562190A

CN102562190A - 虹吸风冷的热力发电装置

Info

Publication number: CN102562190A
Application number: CN2010106194036A
Authority: CN
Inventors: 施国梁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-11

Abstract

虹吸风冷的热力发电装置，由蒸汽锅炉、蒸汽透平、发电机和筒状冷凝器组成，其特征在于筒状冷凝器底部含有进风通道，筒状冷凝器上端含有出风通道；乏汽冷凝器置于筒状冷凝器中；进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成风道。本发明的有益效果：进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成风道，可利用风道的热虹吸效应进行强迫风冷。与水冷相比，具有无需动力、不需要冷却水、降低投资和选址条件的优点。并可节省运营成本、提高可靠性。虹吸冷却塔式热力发电装置采用涡轮发动机利用热虹吸效应增加发电，可操作性强。结合附图给出四个实施例。

Description

虹吸风冷的热力发电装置

技术领域

本发明涉及虹吸风冷的热力发电装置。

背景技术

热力发电装置，常采用水进行冷却。由于用水量大，增加了其建设场地的选址难度，并且增加了投资和经常性费用。

发明内容

本发明的目的是要提供虹吸风冷的热力发电装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案：用蒸汽锅炉、蒸汽透平、发电机和筒状冷凝器组成一台虹吸风冷的热力发电装置。在筒状冷凝器的底部设置进风通道。在筒状冷凝器的上端设置出风通道。热力发电装置的乏汽冷凝器置于筒状冷凝器中。进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成一个低风阻风道。

还可以在筒状冷凝器底部设置水平安置的乏汽冷凝器。

还可以在筒状冷凝器上端内侧设置一台涡轮发动机。

还可以在筒状冷凝器上端内侧设置一台涡轮发动机；并在筒状冷凝器下端设置一台增压风机。

带进风增压的涡轮发动机还可以采用与乏汽冷凝器一体制造的导向器。

还可以在乏汽冷凝器的顶端设置一个自动阀门。

还可以在乏汽冷凝器的上方设置一个与水源连接的喷淋器件。

本发明的有益效果：进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成一个低风阻风道，并令乏汽冷凝器的换热界面作为风道边界的一部分。可利用热虹吸效应在风道内形成高速空气流实现对热力发电系统放热界面的强迫风冷。与采用水冷的热力发电系统相比，具有无需动力、不需要冷却水或者大幅度减少冷却水使用量、降低投资和选址条件的优点。不采用水冷却的热力发电装置可以省略水源的保持和水处理环节、不产生输水系统的动力消耗、也没有输水系统的锈蚀堵塞问题，可大幅度节省运营成本和提高发电装置的可靠性。

在筒状冷凝器底部设置水平安置的乏汽冷凝器，可以增加换热能力，减低筒状冷凝器的高度。虹吸冷却塔式热力发电装置采用涡轮发动机利用热虹吸效应增加发电，可操作性强。涡轮发动机采用增压风机可以进一步增加余热发电量。导向器与乏汽冷凝器一体制造，可使装置的体积更紧凑、并有利于发挥风冷的优势。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一个带虹吸风冷的热力发电装置的结构示意图。

图2是一个带水平乏汽冷凝器的热力发电装置的结构示意图。

图3是一个带虹吸涡轮发动机的热力发电装置的结构示意图。

图4是一个带进风增压虹吸涡轮发动机的热力发电装置结构示意图。

图中1.蒸汽锅炉；2.蒸汽透平；3.筒状冷凝器；4.进风通道；5.出风器；6.乏汽冷凝器；7.风道；8.阀门；9.喷淋器件；10.水平安置的乏汽冷凝器；11.水平风道；12.叶片；13.涡轮发动机；14.增压风机；15.导向器。

具体实施方式

图1给出本发明的一个实施例。图1中，用蒸汽锅炉1、蒸汽透平2、发电机和筒状冷凝器3组成一台虹吸风冷的热力发电装置。在筒状冷凝器3的底部设置进风通道4，在筒状冷凝器3的上端用转动副连接一个侧向出风器5作为出风通道；热力发电装置的乏汽冷凝器6置于筒状冷凝器3中。进风通道4——筒状冷凝器3内部——出风器形成一个低风阻风道7。

在乏汽冷凝器6的顶端设置一个自动阀门8。令自动阀门8的外端与一个负压源连通并打开自动阀门8，可将蒸汽透平2内的不凝气体移除。

图1实施例的工作原理为：蒸汽锅炉1提供的蒸汽通过蒸汽透平2作功并驱动发电机输出电能。作功后的乏汽进入乏汽冷凝器6。乏汽冷凝器6在风道7中因热虹吸效应受到强迫风冷，使其中的乏汽冷却凝结成水并依靠重力回流。回流积聚的水由高压水泵泵送到蒸汽锅炉1，蒸汽锅炉1将用热能将水加热成蒸汽……，如此不断重复前述热功循环进行热力发电。

由于乏汽冷凝器6的放热，风道7内的空气被加热。热空气比重小，会向上流动并不断从出风器5流出，同时从进风通道4吸进外部空气。这就是所谓的热虹吸现象。出风器5能够在风力作用下自由转动，使其出风口始终不处于迎风状态。在风道7足够长且通畅、乏汽冷凝器6的换热面积和功率足够大的情况下，风道7内空气流速会足够快。

在乏汽冷凝器6的上方设置有一个与水源连接的喷淋器件9。通过喷淋器件9对乏汽冷凝器6喷水，可实现乏汽冷凝器6的蒸发冷却。

图2给出本发明的另一个实施例。图2中，用蒸汽锅炉1、蒸汽透平2、发电机、筒状冷凝器3、乏汽冷凝器6及与之连通的水平安置的乏汽冷凝器10、组成一台带水平乏汽冷凝器的热力发电装置。水平安置的乏汽冷凝器10外面是水平风道11。水平风道11的边界立面含有进风通道4。进风通道4——水平风道11——筒状冷凝器3内部——出风器5形成一个低风阻风道7。

图2实施例的工作原理可参照实施例1的有关部分。水平风道11本身的热虹吸效应很弱，但能提高竖直风道7内的空气温度，使得风道7的热虹吸现象及其产生的换热效果得到大幅度提升，尤其是在筒状冷凝器3高度较低的情况下。

图3给出本发明的另一个实施例。图3中，用蒸汽锅炉1、蒸汽透平2、发电机、筒状冷凝器3、乏汽冷凝器6及与之连通的水平安置的乏汽冷凝器10、带叶片12的涡轮发动机13组成一台虹吸风冷的热力发电装置。

图3实施例的工作原理等可参照前述实施例的有关部分。

图3实施例中，乏汽冷凝器6、10放热使虹吸风道7内形成热虹吸，热虹吸产生较高的风速驱动涡轮发动机13转动。实现在通过热虹吸对蒸汽透平2提供低温热源的同时利用蒸汽透平2的余热作功，譬如带动发电机发电。

图4给出本发明的另一个实施例。图4中，用蒸汽锅炉1、蒸汽透平2、发电机、筒状冷凝器3、增压风机14、与换热器一体制作的换热式导向器15、带叶片12的两级涡轮发动机13组成一台带进风增压虹吸涡轮发动机的热力发电装置。增压风机14与两级涡轮发动机13刚性连接。

图4实施例中，涡轮发动机13的启动过程为：换热式导向器15放热使周围空气受热膨胀，热空气向上流动驱动叶片12和涡轮发动机13转动。同时涡轮发动机13带动增压风机14吸气。增压风机14的吸气阻止了空气向下流动，确保有更多的热空气进入筒状冷凝器3内受热向上推动涡轮发动机13使其转速增加，转速增加的涡轮发动机13使吸气进一步增加，这使得涡轮发动机13内的气压进一步增加，并使叶片12两端的压力差加大。这导致涡轮发动机13的转速和输出功率进一步增加。高速转动的涡轮发动机13带动负载譬如发电机输出电能。当涡轮发动机13的输出与负载实现平衡时，启动过程结束，涡轮发动机13进入正常运行状态。

涡轮发动机13进入正常运行状态后，利用微电脑控制技术可以不断平衡发电机的负载，使其适应可能发生的太阳能的不稳定性。

换热式导向器15一方面实现换热，另一方面将由于增压风机14及叶片12旋转产生的空气切向流动转变为向上的轴向运动。这有利于提高涡轮发动机13的效率。

图4实施例发电部分的工作原理可参照前述实施例的有关部分。

Claims

1.虹吸风冷的热力发电装置，由蒸汽锅炉、蒸汽透平、发电机和筒状冷凝器组成，其特征在于筒状冷凝器的底部含有进风通道，在筒状冷凝器的上端含有出风通道；热力发电装置的乏汽冷凝器置于筒状冷凝器中；进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成一个低风阻风道。

2.根据权利要求1所述的热力发电装置，其特征在于筒状冷凝器底部含有水平安置的乏汽冷凝器。

3.根据权利要求1或者2所述的热力发电装置，其特征在于含有一个与筒状冷凝器上端采用转动副连接的侧向出风器。

4.根据权利要求1或者2所述的热力发电装置，其特征在于筒状冷凝器上端内侧含有一台涡轮发动机。

5.根据权利要求1或者2所述的热力发电装置，其特征在于筒状冷凝器上端内侧含有一台涡轮发动机；在筒状冷凝器下端含有一台增压风机。

6.根据权利要求5所述的热力发电装置，其特征在于含有与乏汽冷凝器一体制造的导向器。

7.根据权利要求1或者2所述的热力发电装置，其特征在于乏汽冷凝器的顶端含有一个自动阀门。

8.根据权利要求1或者2所述的热力发电装置，其特征在于乏汽冷凝器的上方含有一个与水源连接的喷淋器件。