CN103161529A

CN103161529A - 一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法

Info

Publication number: CN103161529A
Application number: CN2012101025191A
Authority: CN
Inventors: 邵再禹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-06-19
Also published as: CN103161530A; CN103161530B

Abstract

本发明提出的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，使工质在蒸发器、涡轮发电机组、冷凝器之间来回流动发电，取消现有闭式循环发电方法中工质经过蒸发器、涡轮发电机组、冷凝器再加压回到蒸发器中的加压部分，精简了闭式循环发电系统的设备结构，减少系统自身电能消耗，增加了发电设备的发电能力提高发电效能。

Description

一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法

技术领域：本发明的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，这一称呼方式以区别现有闭式循环发电方法，属热发电系统，用于核电、火电发电，特别是低品位废热发电系统，如热电厂废热发电、太阳能加热发电或海水温差发电等。

背景技术：现有闭式循环发电方法，以海水温差发电为例进行说明，闭式循环发电使用低沸点物质(如水、氨、二氧化碳、分子含碳数小于5的烷烃或烯烃、氟利昂等)做为工作介质，使用高温海水加热蒸发器中工作介质，使其受热蒸发为相对的高压蒸汽介质用以推动涡轮机旋转发电对外输出能量，介质乏气进入冷凝器中由低温海水冷却为低温低压介质，加压低温低压介质进入蒸发器，从而进入下一个工作循环。

现有闭式循环发电方法存在一个很大的缺点，就是在加压低温低压介质进入蒸发器这一部分，需要消耗涡轮机旋转发电对外输出的电能量，使好不容易发出的电能被系统自身消耗，而且加压没备也需要投资成本及维护成本。

本人在2011年12月12日申请的一种无工质泵闭式循环发电方法(申请号201110462221.7)，也是消除了闭式循环发电系统中的工质回流泵，但工作方式是改变热流流向来达到工质循环工作的目的。

发明内容：本发明提出的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法的目的是：消除现有闭式循环发电方法中，工质经过蒸发器、涡轮发电机组、冷凝器再加压回到蒸发器中的加压部分，精简了闭式循环发电系统的设备结构，减少系统自身电能消耗，增加了发电设备的发电能力提高发电效能，与本人在2011年12月12日申请的一种无工质泵闭式循环发电方法(申请号201110462221.7)的差别是不改变热流方向，而是通过阀门控制工质流向，达到工质循环工作的目的。

本发明的一种无工质泵闭式循环发电方法：把现有闭式循环发电方法中，工质经过蒸发器、涡轮发电机组、冷凝器再加压回到蒸发器中的加压部分消除掉，用低沸点物质做为工作介质(如水、氨、二氧化碳、分子含碳数小于5的烷烃或烯烃、氟利昂等)，然后把蒸发器通过管路连接到涡轮发电机组再通过管路连接冷凝器、冷凝器通过管路及阀门连接到冷却容器、冷却容器通过管路及阀门连接到预热容器、预热容器通过管路及阀门连接到蒸发器，组成一个密闭连接机构，其中预热容器位置低于冷却容器、但高于蒸发器，冷凝器位置高于冷却容器，并按照下述方式工作：

a.用热流(热流可以是核反应热量、矿物燃料燃烧的热量、高温海水、发电厂废热、蒸汽锅炉废热、炼钢产生的废热等热量)加热从预热容器内在重力作用下通过管路流经打开的阀门到蒸发器中的工作介质，工作介质受热蒸发为相对的高压蒸汽介质通过管路推动涡轮机旋转发电对外输出能量，介质乏气通过管路进入冷凝器中，由冷流(冷流可以是低温海水、低温淡水、低温冷空气、海水、淡水或空气)冷却为低压低温介质后在重力作用下通过管路流经打开的阀门进入冷却容器内，在这过程中，冷却容器与预热容器之间的连接阀门关闭，当冷却容器内的工作介质满到一定程度后

b.关闭蒸发器与预热容器之间的连接阀门，也关闭冷却容器与冷凝器之间的连接阀门，同时打开冷却容器与预热容器之间的连接阀门，使冷却容器内的工质在重力作用下通过管路流经打开的阀门进入预热容器，当预热容器内的工作介质满到一定程度后(预热容器、冷却容器组对可以以二组对或二组对以上的多组对设立，使各个组对之间轮流工作，以消除单一的预热容器、冷却容器组对在b工作状态下，涡轮机工作的停顿间隙，实现涡轮机连续工作，即其中一组对的预热容器、冷却容器组对在b所述工作状态下时，另一组对的预热容器、冷却容器组对在a所述工作状态下工作)，进入a所述的工作状态……如此往复轮流工作，本发明的取消工质回流泵的闭式循环发电方法由蒸发器、预热容器、冷却容器、冷凝器之间的阀门的打开/关闭功能作用下、不需要工质的回流泵实现了循环发电，这种工作方式与现有闭式循环发电系统通过加压设备使工作介质加压进入蒸发器形成循环的工作方式是不同的。

与本人在2011年12月12日申请的一种无工质泵闭式循环发电方法(申请号201110462221.7)：工作介质的加热与冷却是通过热流与冷流的流向改变来达到，工作介质产生的高压蒸汽介质往返流动中推动涡轮机旋转发电，工作介质产生的高压蒸汽介质往返流向，可以用类似电路里的桥式整流方式，在蒸汽管路中设置单向阀，使高压蒸汽介质单向流向涡轮机，以推动涡轮机旋转发电有所差异，但本质都一样，取消现有闭式循环发电方式中的工质回流泵，降低发电系统自身的能源消耗，增加发电系统对外输出能源的能力。

附图说明：图中1、3、6、7、12、13、16、18是阀门，2、17是冷却容器，4、15是预热容器，5、14是预热器，8、10是热流进出口，9是蒸发器，11是涡轮机(或是说：汽轮机)，19、21是冷流进出口，20是冷凝器，各部件之间通过管路按附图中的连接方法连在一起，其中预热容器4、15位置低于冷却容器2、17、但高于蒸发器9，冷凝器20位置高于冷却容器2、17。

具体实施方式：为了详细说明本发明的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法的工作过程，下面用二组组对的预热容器、冷却容器组对为例并结合附图来说明本发明的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法的工作过程，附图中1、3、6、7、12、13、16、18是阀门，2、17是冷却容器，4、15是预热容器，5、14是预热器，8、10是热流进出口，9是蒸发器，11是涡轮机，19、21是冷流进出口，20是冷凝器，各部件之间通过管路按说明书附图中的连接方法连在一起，其中预热容器4、15位置低于冷却容器2、17、但高于蒸发器9，冷凝器20位置高于冷却容器2、17，能够以下面所述的工作过程进行发电：

a.关闭阀门3、12、13、18，打开阀门1、6、7、16，用热流(如核反应产生的热量、矿物燃料燃烧的热量、高温海水、发电厂废热、蒸汽锅炉废热、炼钢产生的废热等热量)加热从预热容器4在重力作用下通过管路流经阀门6到蒸发器9中的工作介质(如水、氨、二氧化碳、分子含碳数小于5的烷烃或烯烃、氟利昂等)，工作介质受热蒸发为相对的高压蒸汽介质通过管路推动涡轮机11旋转发电对外输出能量，介质乏气通过管路流经阀门7、预热器5进入冷凝器20中由冷流(如低温海水、低温淡水、低温冷空气)冷却为低压低温介质后(同时，冷却容器17里的工作介质经过打开的阀门16，在重力作用下流到预热容器15里，流完后关闭阀门16，再打开阀门13，由涡轮机11出来的介质乏气通过阀门13到达预热器14进行预热)，在重力作用下通过打开的阀门1进入冷却容器2内，当冷却容器2内的工作介质满到一定程度后

b.关闭阀门1、6、7、16，打开阀门3、12、13、18，用热流(如核反应产生的热量、矿物燃料燃烧的热量、高温海水、发电厂废热、蒸汽锅炉废热、炼钢产生的废热等热量热量)加热从预热容器15在重力作用下通过管路流经阀门12到蒸发器9中的工作介质(如水、氨、二氧化碳，分子含碳数小于5的烷烃或烯烃、氟利昂等)，工作介质受热蒸发为相对的高压蒸汽介质通过管路推动涡轮机11旋转发电对外输出能量，介质乏气通过管路流经阀门13、预热器14进入冷凝器20中由冷流(如低温海水、低温淡水、低温冷空气)冷却为低压低温介质后(同时，冷却容器2里的工作介质经过打开的阀门3，在重力作用下流到预热容器4里，流完后关闭阀门3，再打开阀门7，由涡轮机11出来的介质乏气通过阀门7到达预热器5进行预热)，在重力作用下通过打开的阀门1进入冷却容器2内，当冷却容器2内的工作介质满到一定程度后，进入a所述的工作状态……如此往复轮流工作，本发明的取消工质回流泵的闭式循环发电方法，在不需要工质回流泵的状态下实现了循环发电。

上述本发明的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法的实施例介绍中，阀门7、13或可以取消掉，预热器5、14或可以取消掉。

Claims

1.一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法：把现有闭式循环发电方法中，工质经过蒸发器、涡轮发电机组、冷凝器再加压回到蒸发器中的加压部分(工质回流泵)取消掉，用低沸点物质做为工作介质，然后把蒸发器通过管路连接到涡轮发电机组再通过管路连接冷凝器、冷凝器通过管路及阀门连接到冷却容器、冷却容器通过管路及阀门连接到预热容器、预热容器通过管路及阀门连接到蒸发器，组成一个密闭连接机构，其中预热容器位置低于冷却容器、但高于蒸发器，冷凝器位置高于冷却容器，并按照下述方式工作：

a.用热流加热从预热容器内在重力作用下通过管路流经打开的阀门到蒸发器中的工作介质，工作介质受热蒸发为相对的高压蒸汽介质通过管路推动涡轮机旋转发电对外输出能量，介质乏气通过管路进入冷凝器中，由冷流冷却为低压低温介质后在重力作用下通过管路流经打开的阀门进入冷却容器内，在这过程中，冷却容器与预热容器之间的连接阀门关闭，当冷却容器内的工作介质满到一定程度后

b.关闭蒸发器与预热容器之间的连接阀门，也关闭冷却容器与冷凝器之间的连接阀门，同时打开冷却容器与预热容器之间的连接阀门，使冷却容器内的工质在重力作用下通过管路流经打开的阀门进入预热容器，当预热容器内的工作介质满到一定程度后，进入a所述的工作状态……如此往复轮流工作，本发明的取消工质回流泵的闭式循环发电方法由蒸发器、预热容器、冷却容器、冷凝器之间的阀门的打开/关闭功能作用下、不需要工质的回流泵实现了循环发电。

2.根据权利要求1所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的预热容器、冷却容器组对可以以二组对或二组对以上的多组对设立，使各个组对之间轮流工作，以消除单一的预热容器、冷却容器组对在b所述工作状态下，涡轮机工作的停顿间隙，实现涡轮机连续工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于应用权利要求1或5所述的取消工质回流泵的闭式循环发电方法进行发电的发电机组设备。

4.根据权利要求3所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的取消工质回流泵的闭式循环发电方法进行发电的发电机组设备由1、3、6、7、12、13、16、18是阀门，2、17是冷却容器，4、15是预热容器，5、14是预热器，8、10是热流进出口，9是蒸发器，11是涡轮机，19、21是冷流进出口，20是冷凝器，各部件之间通过管路按说明书附图中的连接方法连在一起，其中预热容器4、15位置低于冷却容器2、17、但高于蒸发器9，冷凝器20位置高于冷却容器2、17，能够以下面所述的工作过程进行发电：

a.关闭阀门3、12、13、18，打开阀门1、6、7、16，用热流加热从预热容器4在重力作用下通过管路流经阀门6到蒸发器9中的工作介质，工作介质受热蒸发为相对的高压蒸汽介质通过管路推动涡轮机11旋转发电对外输出能量，介质乏气通过管路流经阀门7、预热器5进入冷凝器20中由冷流冷却为低压低温介质后(同时，冷却容器17里的工作介质经过打开的阀门16，在重力作用下流到预热容器15里，流完后关闭阀门16，再打开阀门13，由涡轮机11出来的介质乏气通过阀门13到达预热器14进行预热)，在重力作用下通过打开的阀门1进入冷却容器2内，当冷却容器2内的工作介质满到一定程度后

b.关闭阀门1、6、7、16，打开阀门3、12、13、18，用热流加热从预热容器15在重力作用下通过管路流经阀门12到蒸发器9中的工作介质，工作介质受热蒸发为相对的高压蒸汽介质通过管路推动涡轮机11旋转发电对外输出能量，介质乏气通过管路流经阀门13、预热器14进入冷凝器20中由冷流冷却为低压低温介质后(同时，冷却容器2里的工作介质经过打开的阀门3，在重力作用下流到预热容器4里，流完后关闭阀门3，再打开阀门7，由涡轮机11出来的介质乏气通过阀门7到达预热器5进行预热)，在重力作用下通过打开的阀门1进入冷却容器2内，当冷却容器2内的工作介质满到一定程度后，进入a所述的工作状态……如此往复轮流工作，本发明的取消工质回流泵的闭式循环发电方法，在不需要工质回流泵的状态下实现了循环发电。

5.根据权利要求4所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的阀门7、13或可以取消掉。

6.根据权利要求4所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的预热器5、14或可以取消掉。

7.根据权利要求1或4所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的低沸点工作介质可以是水、氨、二氧化碳、分子含碳数小于5的烷烃或烯烃、氟利昂等物质。

8.根据权利要求1或4所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的热流可以是核反应热量、矿物燃料燃烧的热量、高温海水、发电厂废热、蒸汽锅炉废热、炼钢产生的废热等热量。

9.根据权利要求1或4所述的一种取消工质回流泵的闭式循环发电方法，其特征在于所述的冷流可以是低温海水、低温淡水、低温冷空气、海水、淡水或空气。