CN107882700B - 发电系统及发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电系统及发电方法，发电系统，包括蒸汽发生器、第一蒸汽管、储气罐、第二蒸汽管、汽轮机和发电机。蒸汽发生器产生的蒸汽通过所述第一蒸汽管进入储气罐进行储存，所述储气罐通过所述第二蒸汽管连接至所述汽轮机，所述汽轮机与所述发电机连接，所述储气罐内的蒸汽能够通过所述第二蒸汽管输送至所述汽轮机用以驱动所述汽轮机带动所述发电机运动。本发明能够降低噪音，大量的节约能源，还能够减少污染，使环保效果大大提高。

Description

发电系统及发电方法

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种发电系统及发电方法。

背景技术

目前，火力发电的方式在发电技术领域中占有较大的比例，其发电原理大多是，通过煤炭燃烧对水进行加热，使水变成蒸汽，并依靠蒸汽的压力驱动发电机组运转，而实现发电目的。这种方式不仅对环境造成极大的污染，同时也对煤炭(不可再生能源)，造成极大的消耗。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种发电系统及发电方法，其能够节约能源，降低噪音。

本发明一方面提供了一种发电系统，包括蒸汽发生器、第一蒸汽管、储气罐、第二蒸汽管、汽轮机和发电机；

所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过所述第一蒸汽管进入储气罐进行储存；

所述储气罐通过所述第二蒸汽管连接至所述汽轮机，所述汽轮机与所述发电机连接，所述储气罐内的蒸汽能够通过所述第二蒸汽管输送至所述汽轮机用以驱动所述汽轮机带动所述发电机运动；

优选地，所述蒸汽发生器包括真空泵和具有蒸发腔室的蒸发单元，所述蒸发单元上设有允许水进入所述蒸发腔室的入水孔，所述真空泵与所述蒸发腔室连接，用以对所述蒸发腔室进行抽真空，以将水通过所述入水孔吸入到所述蒸发腔室内；

所述蒸发腔室通过所述第一蒸汽管连接至所述储气罐，使所述蒸发腔室内的水蒸汽能够通过所述第一蒸汽管输送到所述储气罐中。

优选地，在所述蒸发腔室的侧壁内设置有第一加热通道，所述第一加热通道呈螺旋状并环绕所述蒸发腔室，在所述第一加热通道内设置有与所述第一加热通道的长度相等、并沿所述第一加热通道延伸的第一电阻丝，当第一电阻丝通电时，能够将所述蒸发腔室内的水加热变成水蒸汽；较优地，在所述蒸发腔室的侧壁内设置有热气流通道，所述第一加热通道通过所述热气流通道与所述蒸发腔室连通，当所述真空泵对所述蒸发腔室进行抽真空时，所述第一加热通道内的热空气能够通过所述热气流通道进入所述蒸发腔室，以对所述蒸发腔室内的水进行加热。

较优地，在所述蒸发腔室的底壁内设置有第二加热通道，在所述第二加热通道内设置有与所述第二加热通道的长度相等、并沿所述第二加热通道延伸的第二电阻丝，当第二电阻丝通电时，能够将所述蒸发腔室内的水加热变成水蒸汽。

较优地，所述第二加热通道的形状为波浪形。

较优地，所述储气罐包括罐体、活塞体和驱动装置；

所述活塞体设置在所述罐体内部，并滑动连接在所述罐体的内壁上，以将所述罐体内部分隔成驱动空间和压缩空间；

在所述压缩空间区域，在所述罐体的侧壁上相对应的位置设置有进气口和排气口，所述第一蒸汽管连接在所述进气口上，所述第二蒸汽管连接在所述排气口上；

所述驱动装置设置在所述驱动空间内，用以驱动所述活塞体运动。

较优地，在所述排气口的侧壁上沿周向设置有环形的消声槽，所述消声槽包括沿气流排出方向依次排布的第一消声槽、第二消声槽…第N消声槽，其中，N为大于或等于2的整数；

优选地，在经过所述排气口轴向的截面上，所述第一消声槽的截面面积为S1，所述第二消声槽的截面面积为S2…所述第N消声槽的截面面积为SN，其中S1＝1.2S2＝…＝1.2SN。

较优地，还包括空气压缩机和补气管；

所述空气压缩机通过所述补气管与所述压缩空间连通，用以将压缩空气通过所述补气管输送到所述压缩空间内。

较优地，所述罐体上设置有补气口，所述补气管连接在所述补气口上；

所述补气口为圆形，所述活塞体为轴线与所述补气口的轴线重合的圆柱形，使所述活塞体具有面对所述补气口的圆形的压缩端面。

较优地，所述活塞体的直径为D1，所述压缩端面为向内凹陷的球型曲面，并且该曲面的直径为D3，所述补气口为直径为D2，所述压缩端面与所述补气口的最大距离为H，其中，(D1/D2)H＝D3。

较优地，在所述压缩端面设置有从所述压缩断面的中心向边沿延伸的导流槽，所述导流槽的数量为多个，并以所述活塞体的轴线为辐射状排布；更优选地，自所述压缩端面的中心向边沿，所述导流槽的宽度逐渐增大。

较优地，还包括太阳能热水器和第一热水管；

所述第一热水管的一端与所述太阳能热水器，另一端连接在所述蒸发单元的所述入水口上，用以使所述太阳能热水器将水加热后通过所述第一热水管输送到所述蒸发腔室内。

较优地，还包括锅炉和第二热水管；

所述第二热水管的一端与所述锅炉连接，另一端连接在所述蒸发单元的所述入水口上，用以使所述锅炉将水加热后通过所述第二热水管输送到所述蒸发腔室内。

较优地，所述锅炉包括排烟通道；

在所述排烟通道上设置有二氧化碳吸收器，用于吸收经所述排烟通道排出的二氧化碳。

一种发电方法，使用以上任一发电系统进行发电；

包括步骤S100，通过真空泵对蒸发腔室抽真空，使水从所述入水口进入蒸发腔室；

S200，对进入蒸发腔室内的水进行加热，使其变成水蒸汽；

S300，将水蒸汽输入至储气罐储存；

S400，将储气罐内储存的水蒸汽输送至汽轮机，并汽轮机带动所述发电机运动。

本发明实施例提供的发电系统，通过发电系统的进一步优化设计，尤其是通过对蒸汽发生器或储气罐的至少一种进一步优化设计，能够大量的节约能源，降低噪音，还能够减少污染，使环保效果大大提高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例一中的发电系统一实施例结构示意图；

图2是图1蒸汽发生装置的蒸发单元结构示意图；

图3是图1储气罐结构示意图；

图4是图3中的活塞体剖面示意图；

图5是图4的仰视图；

图6是实施例二中的发电方法流程图。

图中：1蒸汽发生器；11真空泵；12蒸发单元；13蒸发腔室；14入水孔；15吸气口；16第一加热通道；17第二加热通道；18热气流通道；2第一蒸汽管；3储气罐；31罐体；32活塞体；321压缩端面；322导流槽；33驱动装置；34驱动空间；35压缩空间；36进气口；37排气口；371第一消声槽；372第二消声槽；38补气口；4第二蒸汽管；5汽轮机；6发电机；7空气压缩机；71补气管；8太阳能热水器；81第一热水管；9锅炉；91第二热水管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例一

如图1、2所示，一种发电系统，包括蒸汽发生器1、第一蒸汽管2、储气罐3、第二蒸汽管4、汽轮机5和发电机6。蒸汽发生器1产生的蒸汽通过所述第一蒸汽管2进入储气罐3进行储存；所述储气罐3通过所述第二蒸汽管4连接至所述汽轮机5，所述汽轮机5与所述发电机6连接，所述储气罐3内的蒸汽能够通过所述第二蒸汽管4输送至所述汽轮机5用以驱动所述汽轮机5带动所述发电机6运动。

优选地，蒸汽发生器1包括真空泵11和具有蒸发腔室13的蒸发单元12，蒸发单元12上设有允许水进入蒸发腔室13的入水孔14，真空泵11与蒸发腔室13连接，用以对蒸发腔室13进行抽真空，以将水通过入水孔14吸入到蒸发腔室13内。在蒸发腔室13的侧壁内设置有第一加热通道16，第一加热通道16呈螺旋状并环绕蒸发腔室13，在第一加热通道16内设置有与第一加热通道16的长度相等、并沿第一加热通道16延伸的第一电阻丝(图未示出)，当第一电阻丝通电时，能够将蒸发腔室13内的水加热变成水蒸汽。蒸发腔室13通过第一蒸汽管2连接至储气罐3，使蒸发腔室13内的水蒸汽能够通过第一蒸汽管2输送到储气罐3中。储气罐3通过第二蒸汽管连接至汽轮机5，汽轮机5与发电机6连接，储气罐3内的蒸汽能够通过第二蒸汽管输送至汽轮机5用以驱动汽轮机5带动发电机6运动。

采用这样的技术方案，当真空泵11对蒸发腔室13进行抽真空，以将水通过入水孔14吸入到蒸发腔室13内后，蒸发腔室13处于低气压状态，此时被吸入蒸发腔室13的水的沸点低于100℃，在这样的状态下再通过第一电阻丝对其进行加热能大量节约能源。同时采用在蒸发腔室13的侧壁内设置有第一加热通道16，第一加热通道16呈螺旋状并环绕蒸发腔室13，并将第一电阻丝设置在第一加热通道16的技术方案，能够提高第一电阻丝的加热效率，同时还能防止外部物体触碰第一电阻丝而出现安全事故。

较优地，在蒸发腔室13的侧壁内设置有热气流通道18，第一加热通道16通过热气流通道18与蒸发腔室13连通，当真空泵11对蒸发腔室13进行抽真空时，第一加热通道16内的热空气能够通过热气流通道18进入蒸发腔室13，以对蒸发腔室13内的水进行加热。采用这样的方式能够更好地实现通过第一加热通道16内的热空气对蒸发腔室13内的水进行对流加热，使加热效率得到了提高。优选地，可在热气流通道18上设置单向阀，当抽真空时，单向阀打开使热气流能够通过热气流通道18进入蒸发腔室13内，当蒸发腔室13内的水蒸汽通过第一蒸汽管2向外排出时，单向阀关闭避免水蒸汽通过热气流通道进入第一加热通道16内。

进一步地，在蒸发腔室13的底壁内设置有第二加热通道17，在第二加热通道17内设置有与第二加热通道17的长度相等、并沿第二加热通道17延伸的第二电阻丝(图未示出)，当第二电阻丝通电时，能够将蒸发腔室13内的水加热变成水蒸汽。这样可通过第二电阻丝和第一电阻丝同时对蒸发腔室13内的水进行加热，进而提高了工作效率。具体地，第二加热通道17的形状为波浪形，以延长第二电阻丝的长度。

作为一种可实施方式，如图3所示，储气罐3包括罐体31、活塞体32和驱动装置33。活塞体32设置在罐体31内部，并滑动连接在罐体31的内壁上，以将罐体31内部分隔成驱动空间34和压缩空间35。在压缩空间35区域，在罐体31的侧壁上相对应的位置设置有进气口36和排气口37，第一蒸汽管2连接在进气口36上，使蒸发腔室13内的水蒸汽能够通过第一蒸汽管2输送到压缩空间35内，第二蒸汽管连接在排气口37上，使压缩空间35内的蒸汽能够通过第二蒸汽管输送至汽轮机5。驱动装置33设置在驱动空间34内，并与活塞体32连接，用以驱动活塞体32运动，使活塞体32能够压缩压缩空间35内的蒸汽。这样能够保证压缩空间35内的蒸汽向汽轮机5输出压力时工作效率进一步得到提高，其中压缩空间35内的蒸汽可以是气缸或电动推杆等直线驱动装置，当然并不限于此。

进一步地，如图3所示，在排气口37的侧壁上沿周向设置有环形的消声槽。这样当气流从排气口37流过时，可通过消声槽缓解气流脉动，以降低排气噪音。

优选地，消声槽包括沿气流排出方向依次排布的第一消声槽371、第二消声槽372…第N消声槽(图未示出)，其中，N为大于或等于2的整数，在经过排气口37轴向的截面上，第一消声槽371的截面面积为S1，第二消声槽372的截面面积为S2…第N消声槽的截面面积为SN，其中S1＝1.2S2＝…＝1.2SN。采用这样的技术方案可以对气流不同频点的噪音进行消音，大大降低噪音污染。实验证明，采用这样的技术方案，能够使排气噪音的分贝数降低70％。

进一步地，如图1所示，还包括空气压缩机7和补气管71，空气压缩机7通过补气管71与压缩空间35连通，用以将压缩空气通过补气管71输送到压缩空间35内。这样能够进一步增加压缩空间35气体的压力和气体量，保证对汽轮机5的有效驱动。

具体地，如图3所示，罐体上设置有补气口38，补气管71连接在补气口38上。优选地，补气口38为圆形，活塞体32为轴线与补气口38的轴线重合的圆柱形，使活塞体32具有面对补气口38的圆形的压缩端面321。

进一步地，如图3和图4所示，活塞体32的直径为D1，压缩端面321为向内凹陷的球型曲面，并且该曲面的直径为D3，补气口38直径为D2，压缩端面321与补气口38的最大距离为H，其中，(D1/D2)H＝D3。采用这样的设计能够大大降低经补气口38进入的气流对活塞体32的冲击噪音，实验证明采用这样的设计噪音的分贝数能够降低40％。

更优地，如图4和图5所示，在压缩端面321上设置有从压缩端面321的中心向边沿延伸的导流槽322，导流槽322的数量为多个，并以活塞体32的轴线为圆心呈辐射状排布。更优选地，自压缩端面321的中心向边沿，导流槽322的宽度逐渐增大。这样能够进一步缓解经补气口38进入的气流对活塞体32的冲击，进一步降低了冲击噪音。

作为一种可实施方式，如图1所示，还包括太阳能热水器8和第一热水管81，第一热水管81的一端与太阳能热水器8相连，另一端连接在蒸发单元12的入水口上，用以使太阳能热水器8将水加热后通过第一热水管81输送到蒸发腔室13内。这样可以利用太阳能对水进行加热，不仅节约了能源，同时还保护了环境。

作为一种可实施方式，如图1所示，还包括锅炉9和第二热水管91，第二热水管91的一端与锅炉9连接，另一端连接在蒸发单元12的入水口上，用以使锅炉9将水加热后通过第二热水管91输送到蒸发腔室13内。这样可以在阴天或下雨时，通过锅炉9对水进行加热。进一步地，锅炉9包括排烟通道；为减少污染可以在排烟通道上设置有二氧化碳吸收器，用于吸收经排烟通道排出的二氧化碳。其中二氧化碳吸收器并非是本发明的发明点，而是一种现有技术，因此此处不再详述。

实施例二

如图6所示，一种发电方法，使用实施例一中所描述的发电系统进行发电；

包括步骤S100，通过真空泵对蒸发腔室抽真空，使水从所述入水口进入蒸发腔室；

S200，对进入蒸发腔室内的水进行加热，使其变成水蒸汽；

S300，将水蒸汽输入至储气罐储存；

S400，将储气罐内储存的水蒸汽输送至汽轮机，并汽轮机带动所述发电机运动。

以上实施例使本发明具有能够大量的节约能源，降低噪音，减少污染，使环保效果大大提高的优点。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种发电系统，其特征在于：

包括蒸汽发生器、第一蒸汽管、储气罐、第二蒸汽管、汽轮机和发电机；

所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过所述第一蒸汽管进入储气罐进行储存；

所述储气罐通过所述第二蒸汽管连接至所述汽轮机，所述汽轮机与所述发电机连接，所述储气罐内的蒸汽能够通过所述第二蒸汽管输送至所述汽轮机用以驱动所述汽轮机带动所述发电机运动；

所述蒸汽发生器包括真空泵和具有蒸发腔室的蒸发单元，所述蒸发单元上设有允许水进入所述蒸发腔室的入水孔，所述真空泵与所述蒸发腔室连接，用以对所述蒸发腔室进行抽真空，以将水通过所述入水孔吸入到所述蒸发腔室内；

所述蒸发腔室通过所述第一蒸汽管连接至所述储气罐，使所述蒸发腔室内的水蒸汽能够通过所述第一蒸汽管输送到所述储气罐中；

所述储气罐包括罐体、活塞体和驱动装置；

所述活塞体设置在所述罐体内部，以将所述罐体内部分隔成驱动空间和压缩空间；

在所述压缩空间区域，在所述罐体的侧壁上相对应的位置设置有进气口和排气口，所述第一蒸汽管连接在所述进气口上，所述第二蒸汽管连接在所述排气口上；

所述驱动装置设置在所述驱动空间内，用以驱动所述活塞体运动。

2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于：

在所述蒸发腔室的侧壁内设置有第一加热通道，所述第一加热通道呈螺旋状并环绕所述蒸发腔室，在所述第一加热通道内设置有与所述第一加热通道的长度相等、并沿所述第一加热通道延伸的第一电阻丝，当第一电阻丝通电时，能够将所述蒸发腔室内的水加热变成水蒸汽。

3.根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于：

在所述蒸发腔室的侧壁内设置有热气流通道，所述第一加热通道通过所述热气流通道与所述蒸发腔室连通，当所述真空泵对所述蒸发腔室进行抽真空时，所述第一加热通道内的热空气能够通过所述热气流通道进入所述蒸发腔室，以对所述蒸发腔室内的水进行加热。

4.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于：

在所述蒸发腔室的底壁内设置有第二加热通道，在所述第二加热通道内设置有与所述第二加热通道的长度相等、并沿所述第二加热通道延伸的第二电阻丝，当第二电阻丝通电时，能够将所述蒸发腔室内的水加热变成水蒸汽。

5.根据权利要求4所述的发电系统，其特征在于：

所述第二加热通道的形状为波浪形。

6.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于：

在所述排气口的侧壁上沿周向设置有环形的消声槽，所述消声槽包括沿气流排出方向依次排布的第一消声槽、第二消声槽…第N消声槽，其中，N为大于或等于2的整数。

7.根据权利要求6所述的发电系统，其特征在于：

在经过所述排气口轴向的截面上，所述第一消声槽的截面面积为S1，所述第二消声槽的截面面积为S2…所述第N消声槽的截面面积为SN，其中S1=1.2S2=…=1.2SN。

8.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于：

还包括空气压缩机和补气管；

所述空气压缩机通过所述补气管与所述压缩空间连通，用以将压缩空气通过所述补气管输送到所述压缩空间内。

9.根据权利要求8所述的发电系统，其特征在于：

所述罐体上设置有补气口，所述补气管连接在所述补气口上；

所述补气口为圆形，所述活塞体为轴线与所述补气口的轴线重合的圆柱形，使所述活塞体具有面对所述补气口的圆形的压缩端面。

10.根据权利要求9所述的发电系统，其特征在于：

所述活塞体的直径为D1，所述压缩端面为向内凹陷的球型曲面，并且该曲面的直径为D3，所述补气口为直径为D2，所述压缩端面与所述补气口的最大距离为H，其中，（ D1/ D2）H= D3。

11.根据权利要求10所述的发电系统，其特征在于：

在所述压缩端面上设置有从所述压缩端面的中心向边沿延伸的导流槽，所述导流槽的数量为多个，并以所述活塞体的轴线为圆心呈辐射状排布。

12.根据权利要求11所述的发电系统，其特征在于：

自所述压缩端面的中心向边沿，所述导流槽的宽度逐渐增大。

13.根据权利要求1至12任意一项所述的发电系统，其特征在于：

还包括太阳能热水器和第一热水管；

所述第一热水管的一端与所述太阳能热水器，另一端连接在所述蒸发单元的所述入水孔上，用以使所述太阳能热水器将水加热后通过所述第一热水管输送到所述蒸发腔室内。

14.根据权利要求1至12任意一项所述的发电系统，其特征在于：

还包括锅炉和第二热水管；

所述第二热水管的一端与所述锅炉连接，另一端连接在所述蒸发单元的所述入水孔上，用以使所述锅炉将水加热后通过所述第二热水管输送到所述蒸发腔室内。

15.根据权利要求14所述的发电系统，其特征在于：

所述锅炉包括排烟通道；

在所述排烟通道上设置有二氧化碳吸收器，用于吸收经所述排烟通道排出的二氧化碳。

16.一种发电方法，其特征在于：

使用如权利要求1至15任意一项所述的发电系统进行发电；

包括步骤S100，通过真空泵对蒸发腔室抽真空，使水从所述入水孔进入蒸发腔室；

S200，对进入蒸发腔室内的水进行加热，使其变成水蒸汽；

S300，将水蒸汽输入至储气罐储存；

S400，将储气罐内储存的水蒸汽输送至汽轮机，并汽轮机带动所述发电机运动。