CN108075686B - 利用液体温差发电的系统及其发电方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用液体温差发电的系统及其发电方法。该利用液体温差发电的系统,包括至少一个温差发电单元,各温差发电单元包括:第一液体池;至少一个第一压力罐;第二液体池;至少一个第二压力罐;至少一个第一液压活塞,包括第一活塞杆;至少一个第二液压活塞,包括第二活塞杆;换气机构,与所述第一压力罐和所述第二压力罐相连;以及发电设备。该利用液体温差发电的系统可利用第一液体池的第一温度范围的液体和第二液体池的第二温度范围的液体的温差进行发电,并且可提供一种可持续发电的发电系统。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及一种利用液体温差发电的系统及其发电方法。
背景技术
随着电力系统的发展,太阳能发电和余热发电等新的发电技术越来越受到重视。太阳能热发电技术是一种通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来,加热工质,产生高温高压的蒸汽以驱动汽轮机发电的技术。
在自然资源方面,我国地热资源十分丰富,但是,除少数中高温热水资源用于发电外,其余主要用于建筑采暖、温泉保健、养殖种植等。另一方面,在工业领域和生活领域中,存在大量含有废热和余热的液体、烟气,这些热量因为品味、品质不高,利用的可行性较低。
发明内容
本公开实施例提供一种利用液体温差发电的系统及其发电方法。该利用液体温差发电的系统可利用第一液体池的第一温度范围的液体和第二液体池的第二温度范围的液体的温差进行发电,并且可提供一种可持续发电的发电系统。
本公开至少一个实施例提供一种利用液体温差发电的系统,包括:至少一个温差发电单元,包括:第一液体池,具有第一温度范围的液体;至少一个第一压力罐,被配置为存储所述具有第一温度范围的液体和第一气体;第二液体池,具有第二温度范围的液体;至少一个第二压力罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的液体和第二气体;至少一个第一液压活塞,包括第一活塞杆;至少一个第二液压活塞,包括第二活塞杆;换气机构,与所述第一压力罐和所述第二压力罐相连,并被配置为交换所述第一气体和所述第二气体;以及发电设备,所述第一温度范围高于所述第二温度范围,所述第一压力罐与所述第一液压活塞相连,所述第一液体池与所述第一液压活塞相连,所述第二压力罐与所述第二液压活塞相连,所述第二液体池与所述第二液压活塞相连,所述第一活塞杆被配置为在所述第一气体的膨胀作用下运动,所述发电设备被所述第一活塞杆驱动,所述第二活塞杆被配置为推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述第一活塞杆与所述第二活塞杆同轴相连,所述第二活塞杆被配置为在所述第一活塞杆的带动下推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
例如,本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统还包括:第一电机,与所述第二活塞杆相连并驱动所述第二活塞杆,所述第二活塞杆被配置为在所述第一电机的驱动下推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述至少一个温差发电单元包括多个温差发电单元,所述多个温差发电单元并联运行所述多个温差发电单元被配置为利用具有相同的所述第一温度范围的液体和具有相同的所述第二温度范围的液体进行发电。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述至少一个温差发电单元包括多个温差发电单元,所述多个温差发电单元级联运行,所述多个温差发电单元中的下一级所述温差发电单元的所述第一温度范围小于等于上一级所述温差发电单元的所述第二温度范围。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,该利用液体温差发电的系统还包括:加热装置;以及第一换热装置,所述第一换热装置与所述加热装置和所述第一液体池相连,并被配置为利用所述加热装置对所述第一液体池中的所述具有第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,该利用液体温差发电的系统还包括:散热装置;以及第二换热装置,所述第二换热装置与所述散热装置和所述第二液体池相连,并被配置为利用所述散热装置对所述第二液体池中的所述具有第二温度范围的液体进行散热以保持第二温度范围。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,该利用液体温差发电的系统还包括:压缩气体存储罐,所述压缩气体存储罐与所述第二压力罐相连,并被配置为存储压缩后的所述第二气体。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述发电设备包括:第三液压活塞,包括第三活塞杆;第一蓄水池;第二蓄水池与所述第一蓄水池具有压强差;以及发电机,与所述第一蓄水池和所述第二蓄水池分别相连,并被配置为利用所述压强差进行发电,所述第三液压活塞与所述第一蓄水池和所述第二蓄水池分别相连,所述第三活塞杆与所述第一活塞杆同轴相连,并被配置为在所述第一活塞杆的带动下推动所述第二蓄水池的液体进入所述第一蓄水池中。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述换气机构包括:中转罐,被配置为存储从所述第一压力罐迁移的所述第一气体或从所述第二压力罐迁移的所述第二气体。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述中转罐包括气用活塞缸,其中,所述气用活塞缸与所述第一压力罐或所述第二压力罐相连。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述气用活塞缸包括:第一气用活塞缸,与所述第一压力罐相连并被配置为存储从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;第二气用活塞缸,与所述第二压力罐相连并被配置为存储从所述第二压力罐迁移的所述第二气体,所述第一气用活塞缸包括第一气用活塞杆,所述第二气用活塞缸包括第二气用活塞杆,所述换气机构还包括与所述第一气用活塞杆相连的第一发电机和与所述第二气用活塞杆相连的第二电机,所述第一发电机被配置为利用迁移至所述第一气用活塞缸中的所述第一气体进行绝热膨胀并发电,所述第二电机被配置为驱动所述第二气用活塞杆运动以绝热压缩所述第二气体。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述换气机构包括:第一中转液体罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的中转液体和从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;第一中转活塞,包括第一中转活塞杆;以及第一水泵,与所述第一中转液体罐和所述第二压力罐相连,所述第一中转活塞杆与所述第二活塞杆同轴设置,所述第一压力罐与所述第一中转活塞相连,所述第一中转活塞被配置为通过所述第一中转活塞杆驱动所述第一压力罐中的所述第一气体迁移至所述第一中转液体罐中。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述换气机构包括:第二中转液体罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的中转液体和从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;以及第二中转活塞,包括第二中转活塞杆,所述第二中转活塞杆与所述第二活塞杆同轴设置,所述第二中转液体罐与所述第一压力罐相连,所述第二中转液体罐与所述第二中转活塞相连,所述第二中转活塞被配置为通过所述第二中转活塞杆驱动所述第二中转液体罐中的所述具有第二温度范围的中转液体排出,并使所述第一压力罐中的所述第一气体迁移至所述第二中转液体罐中。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,所述中转罐包括:第一气体中转罐,被配置为存储所述具有第一温度范围的液体和从所述第二压力罐迁移的所述第二气体;第二气体中转罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的液体和从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;膨胀机,被配置为利用气体绝热膨胀发电;以及压缩机,被配置为利用电能对气体进行绝热压缩,所述第一气体中转罐与所述第一压力罐和所述压缩机相连,所述压缩机还与所述第二压力罐相连,并被配置为将所述第二压力罐中的所述第二气体压缩并迁移至所述第一气体中转罐,所述第二气体中转罐设置在所述膨胀机与所述第二压力罐之间,并分别与所述膨胀机与所述第二压力罐相连,所述膨胀机与所述压缩机同轴设置,并被配置为利用所述第一气体发电并将所述第一气体迁移至所述第二气体中转罐,并同时带动所述压缩机将所述第二压力罐中的所述第二气体压缩并迁移至所述第一气体中转罐。
本公开至少一个实施例还提供一种利用上述液体温差发电的系统的发电方法,其包括:第一气体在所述第一压力罐中等温膨胀并推动所述第一压力罐中的所述具有第一温度范围的液体流向所述第一液压活塞并驱动所述第一活塞杆进行发电,所述第二液压活塞的所述第二活塞杆推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体;以及所述换气机构交换所述第一气体和所述第二气体以持续进行发电。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,其还包括:所述第一活塞杆带动所述第二活塞杆推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,其还包括:存储压缩后的所述第二气体;以及利用存储的所述第二气体进行发电。
例如,在本公开一实施例提供的利用液体温差发电的系统中,其还包括:利用存储的所述第二气体进行发电以调节发电功率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1为根据本公开一实施例提供的一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图2A为根据本公开一实施例提供的一种利用液体温差发电的系统的发电效率与第一温度范围和气体压缩比的关系图;
图2B为根据本公开一实施例提供的一种利用液体温差发电的系统的卡诺循环发电效率图;
图3为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图4为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图5为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图6为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图7为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图8为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图9为根据本公开一实施例提供的一种利用液体温差发电的系统的换气机构的示意图;
图10为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图11为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的换气机构的示意图;
图12为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图13为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图14为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图15为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图16为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图17为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;
图18为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图;以及
图19为根据本公开一实施例提供的一种利用液体温差发电的系统的发电方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
目前,通常的太阳能热发电技术效率不高,对太阳能的利用效率较低。另一方面,工业领域和生活领域中的含有废热和余热的液体、烟气的品味、品质不高,利用的可行性较低;其中绝大部分被废弃掉,既造成了资源的浪费,也对环境产生了污染。同样地,我国的地热资源除少数中高温热水资源用于发电外,其余主要用于建筑采暖、温泉保健、养殖种植,大量的地热资源缺乏直接的热需求,因而被闲置浪费。因此,本申请的发明人想到对这些热源进行有效利用可同时利用这些能源进行发电,又可减少资源的浪费并减少污染。
本发明实施例提供一种利用液体温差发电的系统及其发电方法。该利用液体温差发电的系统包括:至少一个温差发电单元;各温差发电单元包括:第一液体池,具有第一温度范围的液体;至少一个第一压力罐,被配置为存储具有第一温度范围的液体和第一气体;第二液体池,具有第二温度范围的液体;至少一个第二压力罐,被配置为存储具有第二温度范围的液体和第二气体;至少一个第一液压活塞,包括第一活塞杆;至少一个第二液压活塞,包括第二活塞杆;换气机构,与第一压力罐和第二压力罐相连,并被配置为交换第一气体和第二气体;以及发电设备,第一温度范围高于第二温度范围,第一压力罐与第一液压活塞相连,第一液体池与第一液压活塞相连,第二压力罐与第二液压活塞相连,第二液体池与第二液压活塞相连,第一活塞杆被配置为在第一气体的膨胀作用下运动,发电设备被第一活塞杆驱动,第二活塞杆被配置为推动第二液体池中的第二温度范围液体进入第二压力罐并压缩第二气体。由此,该利用液体温差发电的系统可利用第一液体池的第一温度范围的液体和第二液体池的第二温度范围的液体的温差进行发电,并且可提供一种可持续发电的发电系统。另一方面,该利用液体温差发电的系统的发电效率较高,具有较好的效益。
下面结合附图对本发明实施例提供的利用液体温差发电的系统及其发电方法进行说明。
图1为根据本公开的一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图1所示,该利用液体温差发电的系统包括至少一个温差发电单元100,各温差发电单元100包括第一液体池110,具有第一温度范围的液体;至少一个第一压力罐120,可存储具有第一温度范围的液体和第一气体;第二液体池130,具有第二温度范围的液体;至少一个第二压力罐140,可存储具有第二温度范围的液体和第二气体;至少一个第一液压活塞150,包括第一活塞杆153,可通过向第一液压活塞150施加液压以推动第一活塞杆153运动;至少一个第二液压活塞160,包括第二活塞杆163,可通过向第二液压活塞160施加液压以推动第二活塞杆163运动;换气机构170,与第一压力罐120和第二压力罐140相连,并可交换第一气体和第二气体;以及发电设备180。第一温度范围高于第二温度范围,第一压力罐120与第一液压活塞150相连,第一液体池110与第一液压活塞150相连,第二压力罐140与第二液压活塞160相连,第二液体池120与第二液压活塞160相连,第一活塞杆153被配置为在第一气体的膨胀作用下运动,发电设备180被第一活塞杆153驱动,第二活塞杆163被配置为推动第二液体池120中的第二温度范围液体进入第二压力罐140并压缩第二气体。
在该实施例提供的利用液体温差发电的系统中,第一压力罐120中的液体为具有第一温度范围的液体,即温度较高的液体,第一气体的初始状态为高温高压气体;当高温高压的第一气体等温膨胀做功时,可推动第一活塞杆153进行发电;与此同时,第二活塞杆163可利用电能或者与第一活塞杆153同轴相连以推动第二压力罐140中的第二温度范围的液体对第二气体进行等温压缩,将第二气体形成高压气体;换气机构将膨胀做功后的第一气体和压缩后的第二气体进行交换,从而使得第一压力罐120填充有高压的第二气体,从而可再次进行膨胀做功。由此,该利用液体温差发电的系统可通过上述的装置实现持续发电,利用温度较高的具有第一温度范围的液体与温度较低的具有第二温度范围的液体之间的温差进行发电。需要说明的是,上述的第一气体和第二气体的区分仅仅是为了更清楚地说明本公开所提供的利用液体温差发电的系统的工作原理,第一气体和第二气体的具体成分可以相同,另外,第一气体具有高温高压的状态,也具有低温低压的状态,第二气体具有高温高压的状态,也具有低温低压的状态,本公开在此不作限制。另外,上述的第一液体池中的具有第一温度范围的液体可直接为地热资源或工业领域和生活领域中的含有废热和余热的液体,从而直接对上述的热能进行利用发电,也可为经过上述地热资源或工业领域和生活领域中的含有废热和余热的液体、具有废热或余热的烟气、或太阳能等能源加热之后的液体。
值得注意的是,由于第一压力罐的温度较高,高温高压的气体等温膨胀所做的功大于对低温低压的气体进行压缩所做的功,因此,本实施例提供的利用液体温差发电的系统是将气体的压缩和膨胀作为一种媒介以实现对热能的利用和发电,并不需要额外补充高压气体。当然,本公开包括但不限于此,如果使用环境中具有可以利用的高压气体或高温高压气体,也可将该高压气体或高温高压气体接入本实施例提供的利用液体温差发电的系统进行利用。
例如,在一些示例中,发电设备具有电机模式,即包括电机,可利用电能反向驱动第一活塞杆运动。
例如,在一些示例中,如图1所示,至少一个第一液压活塞150,包括第一活塞杆153、第一端口组151和第二端口组152,可通过向第一端口组151或第二端口组152施加液压以推动第一活塞杆153运动;至少一个第二液压活塞160,包括第二活塞杆163、第三端口组161和第四端口组162,可通过向第三端口组161或第四端口组162施加液压以推动第二活塞杆163运动;换气机构170,与第一压力罐120和第二压力罐140相连,并可交换第一气体和第二气体;以及发电设备180。如图1所示,第一压力罐120与第一端口组151相连,第一液体池110与第二端口组152相连,从而第一压力罐120可通过第一端口组151和第二端口组152与第一液体池110相连通;存储在第一压力罐120中的具有存储第一温度范围的液体和第一气体存在一个界面,当存储在第一压力罐120中的第一气体膨胀时,存储在第一压力罐120中的第一气体可通过上述界面推动存储在第一压力罐120中的具有第一温度范围的液体向第一端口组151流动,从第二端口组152流出,从而推动第一活塞杆153运动;第二压力罐140与第三端口组161相连,第二液体池130与第四端口组162相连;存储在第二压力罐140中的具有存储第二温度范围的液体和第二气体也存在一个界面,当第二液压活塞160的第二活塞杆163将第二液体池130的具有第二温度范围的液体通过第四端口组162和第三端口组161推入第二压力罐140中时,存储在第二压力罐140中的具有存储第二温度范围的液体可通过上述界面压缩第二气体。发电设备180被第一活塞杆153驱动。当然,第一液压活塞和第二液压活塞也可采用其他具体结构以实现将液压势能转换为机械能,本公开实施例在此不作限制。
例如,在一些示例中,如图1所示,为了更好地实现高温高压的第一气体在第一压力罐120中进行等温膨胀,第一压力罐120可包括第一循环泵125,以将第一压力罐120的底部与第一压力罐120的顶部相连,以将第一压力罐120底部的具有第一温度范围的液体抽送到第一压力罐120的顶部,以更好地实现第一温度范围的液体与第一气体的热交换。需要说明的是,上述的第一气体也可为第二气体。
例如,在一些示例中,如图1所示,同样地,为了更好地实现高温高压的第二气体在第二压力罐140中进行等温压缩,第二压力罐140可包括第二循环泵145,以将第二压力罐140的底部与第二压力罐140的顶部相连,以将第二压力罐140底部的具有第二温度范围的液体抽送到第二压力罐140的顶部,以更好地实现第二温度范围的液体与第二气体的热交换。需要说明的是,上述的第二气体也可为第一气体。
需要说明的是,第一压力罐、第二压力罐可以是内控温液体活塞。内控温液体活塞是指通过液体活塞内部液体控制气体压缩或膨胀时温度的变化,腔内采用蓄气单元技术、蓄水单元技术、填料塔技术、平板塔技术、强制液体循环技术或换热导管等换热技术实现快速的热质交换。
例如,在一些示例中,如图1所示,第一活塞杆153与第二活塞杆163同轴相连,第二活塞杆163可在第一活塞杆153的带动下推动第二液体池130中的第二温度范围液体进入第二压力罐140并压缩第二气体。由此,第二活塞杆163可在第一活塞杆153的带动下推动第二压力罐140中的第二温度范围的液体对第二气体进行等温压缩,将第二气体形成高压气体。
例如,在一些示例中,具有第二温度范围的液体可采用常温的水。由于常温的水比较容易获取且成本较低,采用常温的水作为第二温度范围的液体可减少该利用液体温差发电的系统的成本。
图2A为根据本公开的一种利用液体温差发电的系统的发电效率与第一温度范围和气体压缩比的关系示意图。该利用液体温差发电的系统选取20度的水作为具有第二温度范围的液体。如图2A所示,第一温度范围和第二温度范围的温度差越大,该利用液体温差发电的系统的发电效率也越大,气体压缩比越大,该利用液体温差发电的系统的发电效率也越大。图2B为根据本公开的一种利用液体温差发电的系统的卡诺循环发电效率图。如图2B所示,该利用液体温差发电的系统选取20度的水作为具有第二温度范围的液体。第一温度范围越高,该利用液体温差发电的系统的卡诺循环发电效率也越大。
例如,在一些示例中,具有第一温度范围的液体与具有第二温度范围的液体可采用不同的物质。例如,具有第一温度范围的液体可以采用高温油或者高温熔融盐,具有第二温度范围的液体可以采用低温油或者水,以提高第一温度范围和第二温度范围的温度差,从而可以显著提高发电效率。需要说明的是,当具有第一温度范围的液体与具有第二温度范围的液体可采用不同的物质时,换气机构中可增加过滤装置,以防止具有第一温度范围的液体通过第一气体和第二气体的交换而进入第二压力罐,防止具有第二温度范围的液体通过第一气体和第二气体的交换而进入第一压力罐。
例如,在一些示例中,具有第二温度范围的液体可采用酒精。当本公开实施例提供的利用液体温差发电的系统应用在温度较低的环境中时(例如,温度在零度以下),具有第二温度范围的液体采用酒精一方面可防止具有第二温度范围的液体凝固,另一方面可利用环境温度较低的特点,提高该利用液体温差发电的系统的发电效率。
图3为根据本公开的另一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图3所示,发电设备180包括第三液压活塞181、第一蓄水池182、第二蓄水池183以及发电机184。第三液压活塞181包括第三活塞杆1813;第一蓄水池182与第三液压活塞181相连;第二蓄水池183与第三液压活塞181相连并与第一蓄水池182具有压强差;发电机184与第一蓄水池182和第二蓄水池183分别相连,并且可利用第一蓄水池182和第二蓄水池183的压强差进行发电,第三活塞杆1813可与第一活塞杆153同轴相连,并可在第一活塞杆153的带动下推动第二蓄水池183的液体进入第一蓄水池182中。由此,第三液压活塞181可先将第一活塞杆153的动能转换为第一蓄水池182中液体的势能,然后再利用该势能进行发电。由于第一蓄水池182和第二蓄水池183的压强差可控,由此该利用液体温差发电的系统可提供更稳定的电力输出。当然,本公开包括但不限于此,该发电设备也可为直线发电机或曲柄发电机。当该发电设备为直线发电机时,直线发电机可与第一液压活塞150的第一活塞杆153同轴相连;当该发电设备为曲柄发电机时,曲柄发电机的曲柄连接第一液压活塞150的第一活塞杆153。
例如,第二蓄水池与第一蓄水池具有压强差可通过将第二蓄水池的液体压强设置为小于第一蓄水池的液体压强。
例如,如图3所示,第三液压活塞181包括第三活塞杆1813、第五端口组1811和第六端口组1812;第一蓄水池182与第五端口组1811相连;第二蓄水池183与第六端口组1812相连并与第一蓄水池182具有压强差。由此,第三液压活塞181可先将第一活塞杆153的动能转换为第一蓄水池182中液体的势能,然后再利用该势能进行发电。
如图3所示的利用液体温差发电的系统的一个发电周期可分两个过程,即气体等温压缩膨胀发电过程和气体中转迁移变温过程,两个过程交替进行,实现连续发电。
例如,在气体等温压缩膨胀发电过程中,如图3所示,第一端口组151包括阀门F10和F12,第二端口组152包括阀门F11和F13,第三端口组161包括阀门F14和F16,第四端口组162包括阀门F15和F17。第一压力罐120中储存的第一气体为高温高压气体,第二压力罐140中储存的第二气体为低温低压气体;第一压力罐120中的高温高压气体等温膨胀推动第一液压活塞150中的第一活塞杆153运动,第二活塞杆163在第一活塞杆153的带动下在第二液压活塞160中运动,从而等温压缩第二压力罐140中的低压气体,剩余功率驱动发电设备180发电。例如,假设初始时第一液压活塞150的第一活塞杆153位于第一液压活塞150的最左侧(其他位置类似),打开阀门F10、F13、F15、F16,关闭阀门F11、F12、F14、F17,第一压力罐120中的高温高压气体等温膨胀,具有第一温度范围的液体从第一压力罐120中流出,并经阀门F10进入第一液压活塞150的左侧,第一液压活塞150右侧的具有第一温度范围的液体经阀门F13进入具有第一温度范围的第一液体池110,第一活塞杆153在具有第一温度范围的液体的推动下向右运动,同时,同轴相连的第二活塞杆163在第二液压活塞160中向右运动,第二液压活塞160右侧的具有第二温度范围的液体经阀门F16进入第二压力罐140,具有第二温度范围的液体进入第二压力罐140,压缩第二压力罐140内的低温低压气体,具有第二温度范围的第二液体池130中的具有第二温度范围的液体经阀门进入第二液压活塞160的左侧,如此,第一活塞杆153运动到第一液压活塞150的最右侧。关闭阀门F10、F13、F15、F16,打开阀门F11、F12、F14、F17,第一压力罐120中的高温高压气体等温膨胀,具有第一温度范围的液体从第一压力罐120中流出经阀门F12进入第一液压活塞150的右侧,第一液压活塞150的左侧的具有第一温度范围的液体经阀门F11进入具有第一温度范围的液体的第一液体池110,第一活塞杆153在上述过程中被具有第一温度范围的液体推动,并向左运动,同时,第二活塞杆163在第二液压活塞160中向左运动,推动第二液压活塞160左侧的具有第二温度范围的液体经阀门F14进入第二压力罐140中,具有第二温度范围的液体进入第二压力罐140,压缩第二压力罐140内的低温低压气体,具有第二温度范围的液体的第二液体池130中的具有第二温度范围的液体经阀门F17进入第二液压活塞160的右侧,这样直到第一活塞杆153运动到第一液压活塞150的最左侧,再关闭阀门F10、F13、F15、F16,打开阀门F11、F12、F14、F17,如此往复,从而实现第一活塞杆153在第一液压活塞150内往复运动,第二活塞杆163在第二液压活塞160内往复运动,从而等温压缩第二压力罐140内的低温低压气体,并驱动发电设备180发电。需要说明的是,上述第一液压活塞的左侧和右侧是相对于第一活塞杆的相对的两侧;同样地,上述第二液压活塞的左侧和右侧是相对于第二活塞杆的相对的两侧。
例如,如图3所示,在上述气体等温压缩膨胀发电过程中,当第一活塞杆153向右运动时,第五端口组1811包括阀门F46和F48,第六端口组1812包括阀门F47和F48,打开阀门F47、F48,关闭阀门F46、F49,第二蓄水池183中的水经阀门F47进入第三液压活塞181的左侧,第三液压活塞181的右侧的水经阀门F48进入第一蓄水池182中,第一蓄水池182中的水进入发电机184中发电,发电后的水进入第二蓄水池183中,从而实现水循环并发电。当第一活塞杆153向左运动时,打开阀门F46、F49,关闭阀门F47、F48,第二蓄水池183中的水经阀门F49进入第三液压活塞181的右侧,第三液压活塞181的左侧中的水经阀门F46进入第一蓄水池182中,第一蓄水池182中的水进入发电机184中发电,发电后的水进入第二蓄水池183中,从而实现水循环并发电。
例如,在气体中转迁移变温过程中,换气机构将膨胀做功后的第一气体和压缩后的第二气体进行交换,从而使得第一压力罐再次填充有高压的第二气体,从而可再次进行膨胀做功。
图4为根据本公开另一实施例提供的利用液体温差发电的系统的示意图。如图4所示,该利用液体温差发电的系统还包括第一电机191,与第二活塞杆163相连并用于驱动第二活塞杆163。第二活塞杆163可被第一电机191的驱动下推动第二液体池130中的第二温度范围液体进入第二压力罐140并压缩第二气体。此时,第一活塞杆153可直接与发电设备180相连,发电设备180直接利用第一活塞杆153的运动进行发电。第二活塞杆163可通过第一电机191利用电能以推动第二压力罐140中的第二温度范围的液体对第二气体进行等温压缩,将第二气体形成高压气体。
需要说明的是,第二活塞杆也可利用其它驱动设备驱动,例如,油泵。
在如图4所示的利用液体温差发电的系统中,第一液压活塞150中的第一活塞杆153直接连接发电设备180,第二液压活塞160中的第二活塞杆163连接第一电机191。第一压力罐120中的高温高压气体等温膨胀做功,通过开闭第一液压活塞150的相应阀门,可以实现第一活塞杆153在第一液压活塞150内往复运动,驱动发电设备180发电,该发电过程与上述示例的发电过程相同,本公开在此不再赘述。第一电机191可以驱动第二液压活塞160内的第二活塞杆163往复运动,当第二活塞杆163向右运动时,打开阀门F15、F16,关闭阀门F14、F17,第二液压活塞160的右侧的具有第二温度范围的液体被第二活塞杆163推动经阀门F16进入第二压力罐140内,压缩罐内低温低压气体,第二液体池130内的具有第二温度范围的液体经阀门F15进入第二液压活塞160的左侧,直到第二活塞杆163运动到第二液压活塞160的最右侧,打开阀门F14、F17,关闭阀门F15、F16,第一电机191驱动第二活塞杆163向左运动,第二液压活塞160的左侧的具有第二温度范围的液体被第二活塞杆163推动经阀门F14进入第二压力罐140内,压缩第二压力罐140内低温低压气体,第二液体池130内的具有第二温度范围的液体经阀门F17进入第二液压活塞160的右侧,直到第二活塞杆163运动到第二液压活塞160的最左侧,再打开阀门F15、F16,关闭阀门F14、F17,如此往复,直到压缩完第二压力罐140内的低温低压气体。
例如,在一些示例中,该利用液体温差发电的系统包括多个温差发电单元,多个温差发电单元可级联运行。多个温差发电单元中的下一级温差发电单元的第一温度范围小于等于上一级温差发电单元的第二温度范围。图5为根据本公开一实施例提供的一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图5所示,该利用液体温差发电的系统包括多个温差发电单元,如图5所示,多个温差发电单元包括第一温差发电单元1001和第二温差发电单元1002,第一温差发电单元1001的第二液体池130与第二温差发电单元1002的第一液体池110相连通,第一温差发电单元1001的第一温度范围大于第一温差发电单元1002的第二温度范围,第二温差发电单元1002的第一温度范围大于第二温差发电单元1002的第二温度范围。
图6为根据本公开一实施例提供的另一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图6所示,该利用液体温差发电的系统还包括:换热器900,分别与第一温差发电单元1001的第二液体池130和第二温差发电单元1002的第一液体池110相连,换热器900可交换第一温差发电单元1001的第二液体池130的热量和第二温差发电单元1002的第一液体池110的热量。也就是说,第一温差发电单元1001的第二液体池130可与第二温差发电单元1002的第一液体池110连通或不连通,只要第一温差发电单元1001的第二液体池130的热量可与第二温差发电单元1002的第一液体池110的热量交换即可。
当然,本公开包括但不限于此,多个温差单元可并联运行,多个温差发电单元可利用具有相同的第一温度范围的液体和具有相同的第二温度范围的液体进行发电。
图7为根据本公开另一实施例提供的利用液体温差发电的系统的示意图。如图7所示,该利用液体温差发电的系统还包括加热装置210以及第一换热装置220。第一换热装置220与加热装置210和第一液体池110相连,可利用加热装置210对第一液体池110中的具有第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围。由此,除了可直接将地热资源或工业领域和生活领域中的含有废热和余热的液体作为具有第一温度范围的液体以进行利用并发电之外,该利用液体温差发电的系统还可利用加热装置210和第一换热装置220对第一液体池110中的第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围。
例如,在一些示例中,如图7所示,该利用液体温差发电的系统还包括散热装置230和第二换热装置240。第二换热装置240与散热装置230和第二液体池130相连,可利用散热装置230对第二液体池130中的具有第二温度范围的液体进行散热以保持第二温度范围。
在该利用液体温差发电的系统的气体等温压缩膨胀发电过程中,外部高温热源通过加热装置210向第一液体池110中的具有第一温度范围的液体提供热量,使得该具有第一温度范围的液体始终保持第一温度范围;散热装置230和第二换热装置240使得第二液体池130中的具有第二温度范围的液体保持第二温度范围;第一温度范围高于第二温度范围。在第一压力罐120内的高温高压气体等温膨胀做功时,高温高压气体需要向具有第一温度范围的液体吸收热量,所以要向第一压力罐120和第一液体池110中的具有第一温度范围的液体进行补热。在对第二压力罐140内的低温低压气体进行等温压缩时,低温低压气体需要向具有第二温度范围的液体释放热量,所以要对第二压力罐140和第二液体池130中的具有第二温度范围的液体进行散热。
例如,在一些示例中,加热装置可为太阳能加热装置,由此,该利用液体温差发电的系统可利用太阳能对第一液体池中的第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围,并最终将太阳能转换为电能。例如,太阳能加热装置可利用菲涅尔透镜、太阳光跟踪器等聚光设备、应用槽式或碟式聚光技术对加热装置内高温管道内液体进行加热,并通过第一换热装置对具有第一温度范围的液体进行补热,向具有第一温度范围的液体传递热量,使得第一液体池内的具有第一温度范围的液体保持第一温度范围不变。
例如,在一些示例中,加热装置还可为其他加热装置,例如:地热加热装置、或锅炉等。地热加热装置、或锅炉可利用其他形式的高温热源比如工业余热、地热能,携带余热的热水、烟气等热源。
例如,在一些示例中,散热装置可利用空气和低温水这些低温热源,利用风冷和水冷设备进行散热。
图8为根据本公开的另一利用液体温差发电的系统的示意图。如图8所示,该利用液体温差发电的系统还包括压缩气体存储罐300。气体存储罐300与第二压力罐140相连,并可存储压缩后的第二气体。由此,该利用液体温差发电的系统还可将压缩后的第二气体存储起来,从而将能量存储起来。由此,在该利用液体温差发电的系统的等温压缩膨胀过程中,可将高温高压气体等温膨胀做的功一部分用于压缩第二压力罐中的低温低压气体,并将压缩后的气体迁移至压缩气体存储罐内,这样可以在用电低谷期,将所发的电能用压缩空气的空气势能形式储存起来。在用电高峰期,压缩气体存储罐内的压缩空气可以迁移至第二压力罐内,并利用这部分压缩空气膨胀做功推动第二活塞杆运动而发电,从而实现削峰填谷。当然,压缩气体存储罐内的压缩空气也可以迁移至第一压力罐内以进行发电。
需要说明的是,图8所示的利用液体温差发电的系统还可利用电机消耗电能将电能转换为压缩空气的势能。也就是说,利用电动机耗电带动第二活塞杆运动,压缩第二压力罐内的气体,压缩后迁移至储气罐。另外,图8所示的利用液体温差发电的系统还可单独利用压缩气体存储罐内的压缩空气进行发电,不依赖第一液体池的热量。例如,如图8所示,第一压力罐120和第二压力罐140可分别设置气体管道910,以向第一压力罐120和第二压力罐140补充气体。由此,该利用液体温差发电的系统储能时,初始状态下,第一压力罐120内存储高温高压气体,第二压力罐140内存储低温低压气体,第一压力罐120内的高温高压气体等温膨胀,第二压力罐140内的低温低压气体等温压缩,一次膨胀压缩结束后,将一部分第二压力罐140内压缩好的高压气体迁移至压缩气体存储罐300内,将第一压力罐120内膨胀完的高温低压气体与第二压力罐140内剩余的压缩完的低温高压气体用换气机构170交换,交换结束后,这时从气体管道910将一部分的低温低压气体迁移至第二压力罐140内,达到初始运行状态,继续上述步骤储存压缩空气。该利用液体温差发电的系统发电时,初始状态下,第一压力罐120内存储高温高压气体,第二压力罐140内存储低温低压气体,第一压力罐120内的高温高压气体等温膨胀,第二压力罐140内的低温低压气体等温压缩,多余的功由发电设备180发电,一次膨胀压缩结束后,从压缩气体存储罐300内迁移第二压力罐140一部分的低温高压气体,将第一压力罐120内高温低压气体与第二压力罐140内低温高压气体用换气机构170交换,交换结束后,将第二压力罐140内一部分低温低压气体通过气体管道910迁移出去,达到初始运行状态,继续上述步骤进行发电。
图9为根据本公开一实施例提供的另一利用液体温差发电的系统的示意图。如图9所示,各温差发电单元200包括两个第二压力罐140,两个第二压力罐140中的一个连接压缩气体存储罐300和气体管道910;两个第二液压活塞160分别与两个第二压力罐140相连,两个第二液压活塞160的第二活塞杆163同轴相连。该利用液体温差发电的系统在进行储能时,第一压力罐120内高温高压气体等温膨胀,两个第二压力罐140内的低温低压气体都进行等温压缩,此时不发电,压缩结束;然后将第二个第二压力罐140内的低温高压气体迁移压缩气体存储罐300内,第一个第二压力罐140与第一压力罐120再进行换气,同时,打开第二个第二压力罐140的气体管道910,通入低压气体,换气结束后,继续进行上述步骤存储压缩空气。该利用液体温差发电的系统在进行发电时,可将压缩气体存储罐300内的高压气体迁移至第二个第二压力罐140内,第一压力罐120和第二个第二压力罐140进行高压气体等温膨胀,第一个第二压力罐140进行低压气体等温压缩,多余的功由发电设备180发电,一次膨胀压缩结束后,第一压力罐120和第一个第二压力罐140进行气体交换,第二个第二压力罐140内的低压气体经气体管道910送出,之后继续将压缩气体存储罐300内的高压气体迁移至第二个第二压力罐140内。
图10为根据本公开的另一利用液体温差发电的系统的示意图。如图10所示,该利用液体温差发电的系统还包括余热利用换热器310,压缩气体存储罐300包括存储液体301,余热利用换热器310与压缩气体存储罐300与第二液体池130相连,并可将第二液体池130中的液体的热量交换至压缩气体存储罐300中的存储液体301中存储,并同时可起到对第二液体池130中的液体进行散热的作用。由此,通过设置余热利用换热器310将第二压力罐140中低温低压气体等温压缩时产生的热量交换并存储在存储液体301中,存储液体301的温度升高,使得压缩气体存储罐300中的压缩气体的温度升高,当该压缩空气迁移至第二压力罐140内或者第一压力罐120内发电时,可以实现充分利用余热,进一步提高发电效率。
图11为根据本公开的另一利用液体温差发电的系统的示意图。如图11所示,该利用液体温差发电的系统包括多个第一压力罐120、多个第二压力罐140、多个第一液压活塞150、以及多个第二液压活塞160。多个第一压力罐120并联设置,多个第二压力罐140并联设置,多个第一液压活塞150同轴串联设置,并分别与多个第一压力罐120相连,多个第二液压活塞160同轴串联设置,并分别与多个第二压力罐140相连。该利用液体温差发电的系统通过增加第一压力罐120、第二压力罐140、第一液压活塞150、以及第二液压活塞160的数量可大幅提高该利用液体温差发电的系统的发电功率。并且,该利用液体温差发电的系统可采用一个换气机构来匹配上述的多个第一压力罐120、多个第二压力罐140、多个第一液压活塞150、以及多个第二液压活塞160,也可采用多个换气机构来匹配上述的多个第一压力罐120、多个第二压力罐140、多个第一液压活塞150、以及多个第二液压活塞160。需要说明的是,各第一压力罐与第一液压活塞的连接方式、第一液压活塞与第一液体池的连接方式、各第二压力罐与第二液压活塞的连接方式、第二液压活塞与第二液体池的连接方式、以及阀门开启或关闭的顺序可参考前述的示例,本公开在此不再赘述。
值得注意的是,当该利用液体温差发电的系统采用上述示例所描述的多个第一压力罐并联设置的结构时,多个第一压力罐可以采用可变耐压级联方式,即两个或多个耐压值不同的第一压力罐相互连接形成一个第一压力罐组;通过控制第一压力罐组中接入的第一压力罐的数量,可使得第一压力罐组具有不同耐压等级、不同的气体压缩比等方案。同样地,多个第二压力罐也可采用可变耐压级连方式;由此,该利用液体温差发电的系统不同活塞腔体积的液体活塞构造方案,从而可提高该利用液体温差发电的系统的灵活性。
例如,在一些示例中,在该利用液体温差发电的系统中,多个第一压力罐也可首位串联设置,即将多个第一压力罐串联成一组,这一组第一压力罐共用同一个第一液压活塞和第一液体池,发电时,组内所有第一压力罐都进行等温膨胀,推动第一活塞杆在第一液压活塞内往复运动;同样的,多个第二压力罐也可首位串联设置,即将多个第二压力罐串联成一组,这一组第二压力罐共用同一个第二液压活塞和第二液体池,发电时,组内所有第二压力罐都进行等温压缩。
图11中示出了两个第一压力罐120、两个第二压力罐140、两个第一液压活塞150、以及两个第二液压活塞160;当然,本公开包括但不限于此,该利用液体温差发电的系统还可包括更多的第一压力罐120、第二压力罐140、第一液压活塞150、以及第二液压活塞160。
图12为根据本公开的一种换气机构的示意图。如图12所示,该换气机构170包括中转罐171,可存储从第一压力罐120迁移的第一气体或从第二压力罐140迁移的第二气体。由此,该换气机构可实现将交换第一气体和第二气体。
例如,在一些示例中,如图12所示,中转罐171为气用活塞缸171,气用活塞缸171与第一压力罐120或第二压力罐140相连。
图13为根据本公开的一种利用液体温差发电的系统的示意图。该利用液体温差发电的系统采用了如图12所示的换气机构170。如图13所示,中转罐171为气用活塞缸171,气用活塞缸171通过阀门F22和F20和管道与第一压力罐120相连,通过阀门F22和F21与管道与第二压力罐140相连。当该利用液体温差发电的系统的等温压缩膨胀发电过程结束后,第一压力罐120内的第一气体(高温高压气体)等温膨胀后变为高温低压气体,第二压力罐140内的第二气体(低温低压气体)等温压缩后变为低温高压气体,现在需要将第一压力罐120内的高温低压气体迁移至第二压力罐140内,并将第二压力罐140内的低温高压气体迁移至第一压力罐120内。首先,可将第一压力罐120内的等温膨胀后的高温低压气体通过管道和阀门F20、F22迁移至气用活塞缸171内,例如,可通过将发电设备180运行在电机模式以驱动第一活塞杆153在第一液压活塞150中往复运动,第二活塞杆163在第二液压活塞160中往复运动,消耗电网中的电能驱动第一活塞杆153和第二活塞杆163运动。由此,发电设备180可以驱动第一活塞杆153和第二活塞杆163进行往复运动,当第一活塞杆153和第二活塞杆163向右运动时,打开阀门F11、F12、F20、F22,关闭阀门F10、F13,同时将第二液压活塞160屏蔽,即打开阀门F15、F17,关闭阀门F14、F16,保证第二液压活塞160左右两侧都与第二液体池130相连,这样第二液压活塞160左右两侧压力相同,对第二活塞杆163的运动没有影响,同时也不改变第二压力罐140内的气体状态。开闭相关阀门后,第一液体池110内的具有第一温度范围的液体经阀门F11进入第一液压活塞150的左侧,第一液压活塞150右侧的具有第一温度范围的液体在第一活塞杆153的推动下经阀门F12进入第一压力罐120内,第一压力罐120内的高温低压气体通过管道和阀门F20、F22进入气用活塞缸171内。当第一活塞杆153和第二活塞杆163向左运动时,打开阀门F10、F13、F20、F22,关闭阀门F11、F12,同时打开阀门F15、F17,关闭阀门F14、F16,将第二液压活塞160屏蔽,第一液体池110内的具有第一温度范围的液体经阀门F13进入第一液压活塞150的右侧,第一液压活塞150左侧的具有第一温度范围的液体经阀门F10进入第一压力罐120内,第一压力罐120内的高温低压气体通过管道和阀门F20、F22进入气用活塞缸171内。如此,第一活塞杆153往复运动直到第一压力罐120内的高温低压气体全部进入气用活塞缸171内,此时,需要将第二压力罐140内的低温高压气体迁移到第一压力罐120内,关闭阀门F22,打开阀门F20、F21,当第一活塞杆153和第二活塞杆163向右运动时,打开阀门F10、F13、F15、F16,关闭阀门F11、F12、F14、F17,第二液体池130内的具有第二温度范围的液体经阀门F15进入第二液压活塞160的左侧,第二液压活塞160右侧的具有第二温度范围的液体被第二活塞杆163推动经阀门F16进入第二压力罐140内,第二压力罐140内的低温高压气体经管道和阀门F20、F21进入第一压力罐120内,第一压力罐120内的具有第一温度范围的液体经阀门F10进入第一液压活塞150的左侧,第一液压活塞150右侧的具有第一温度范围的液体经阀门F13进入具有第一温度范围的第一液体池110内。当第一活塞杆153和第二活塞杆163向左运动时,打开阀门F11、F12、F14、F17,关闭阀门F10、F13、F15、F16,第二液体池130内的具有第二温度范围的液体经阀门F17进入第二液压活塞160的右侧,第二液压活塞160左侧的具有第二温度范围的液体被活塞推动经阀门F14进入第二压力罐140内,第二压力罐140内的低温高压气体经管道和阀门F20、F21进入第一压力罐120内,第一压力罐120内的具有第一温度范围的液体经阀门F12进入第一液压活塞150的右侧,第一液压活塞150左侧的具有第一温度范围的液体被活塞推动经阀门F11进入具有第一温度范围的第一液体池110内。如此,第一活塞杆153和第二活塞杆163往复运动,直到第二压力罐140内的低温高压气体全部迁移到第一压力罐120内,此时需要将气用活塞缸171内的高温低压气体迁移至第二压力罐140内,关闭阀门F20,打开阀门F21、F22,同时关闭阀门F10、F12,打开阀门F11、F13,将第一液压活塞150屏蔽,当第二活塞杆163向右运动时,打开阀门F14、F17,关闭阀门F15、F16,第二液压活塞160右侧的具有第二温度范围的液体被第二活塞杆163推动经阀门F17进入第二液体池130内,第二压力罐140内的具有第二温度范围的液体经阀门F14进入第二液压活塞160的左侧,气用活塞缸171内的高温低压气体经管道和阀门F21、F22进入第二压力罐140内,当第二活塞杆163向左运动时,打开阀门F15、F16,关闭阀门F14、F17,第二液压活塞160的左侧的具有第二温度范围的液体被第二活塞杆163推动经阀门F15进入第二液体池130内,第二压力罐140内的具有第二温度范围的液体经阀门F16进入第二液压活塞160的右侧,气用活塞缸171内的高温低压气体经管道和阀门F21、F22进入第二压力罐140内。如此,第一活塞杆153和第二活塞杆163往复运动直到气用活塞缸171内的高温低压气体全部迁移到第二压力罐140内,至此,该利用液体温差发电的系统的气体中转迁移过程结束。
需要说明的是,上述的气体中转迁移过程是先将第一压力罐120内的第一气体迁移至气用活塞缸171,然后再将第二压力罐140内的第二气体迁移至第一压力罐120。然而,本公开包括但不限于上述的迁移顺序,也可先将第二压力罐140内的第二气体迁移至气用活塞缸171,然后再将第一压力罐120内的第一气体迁移至第二压力罐140。在前一种情况下,气用活塞缸171需要的的容积较大,耐压性能较小;在后一种情况下,气用活塞缸171需要的的容积较小,耐压性能较大。因此,该利用液体温差发电的系统的气体中转迁移过程的迁移顺序可根据具体使用环境和设备确定。
另外,当发电设备采用的是如图3所示的发电设备时,在前一阶段的等温压缩膨胀发电过程中,可通过控制发电机184的流量,使得第一蓄水池182内的水位上升;在进行气体中转迁移过程时,需要发电设备驱动第二活塞杆或第一活塞杆时,可继续减小发电机184的流量或者关闭发电机184,这时依靠第一蓄水池182内的水位上升后的水驱动第三活塞杆1813运动,当要驱动第三活塞杆1813向左运动时,打开阀门F47、F48,关闭阀门F46、F49,第一蓄水池182内的水经过阀门F48进入第三液压活塞181的右侧,推动第三活塞杆1813向左运动,第三液压活塞181左侧的水经阀门F47进入第二蓄水池183内,当要驱动第三活塞杆1813向右运动时,打开阀门F46、F49,关闭阀门F47、F48,第一蓄水池182的水经阀门F46进入第三液压活塞181的左侧,推动第三活塞杆1813向右运动,第三液压活塞181的右侧的水经阀门F49进入第二蓄水池183中。
图14为根据本公开的另一种换气机构的示意图。如图14所示,气用活塞171包括第一气用活塞缸1711和第二气用活塞缸1712;第一气用活塞缸1711与第一压力罐120相连并可存储从第一压力罐120迁移的第一气体;第二气用活塞缸1712与第二压力罐140相连并可存储从第二压力罐140迁移的第二气体,第一气用活塞缸1711包括第一气用活塞杆1721,第二气用活塞缸1712包括第二气用活塞杆1722,该换气机构还包括与第一气用活塞杆1721相连的第一发电机192和与第二气用活塞杆1722相连的第二电机193,第一发电机192可利用迁移至第一气用活塞缸1711中的第一气体进行绝热膨胀并发电,第二电机193可驱动第二气用活塞杆1722运动以绝热压缩第二气体。
图15为根据本公开的另一种利用液体温差发电的系统的示意图。该利用液体温差发电的系统采用如图14所示的换气机构。如图15所示,第一气用活塞缸1711通过管道和阀门F22a和F20a与第一压力罐120相连,第二气用活塞缸1712通过管道和阀门F22b和F20b与第一压力罐120相连;第一气用活塞缸1711通过管道和阀门F22a和F21a与第二压力罐140相连,第二气用活塞缸1712通过管道和阀门F22b和F21b与第二压力罐140相连。
当该利用液体温差发电的系统的等温压缩膨胀发电过程结束后,第一压力罐120内的第一气体(高温高压气体)等温膨胀后变为高温低压气体,第二压力罐140内的第二气体(低温低压气体)等温压缩后变为低温高压气体,现在需要将第一压力罐120内的高温低压气体迁移至第二压力罐140内,并将第二压力罐140内的低温高压气体迁移至第一压力罐120内。可先将第一压力罐120中的第一气体(高温低压气体)迁移到第一气用活塞缸1711中,保持阀门F15、F17打开,阀门F14、F16关闭,将第二液压活塞160屏蔽,交替打开阀门F10、F13,关闭阀门F11、F12,发电设备180采用电机模式,推动第一活塞杆153在第一液压活塞150内往复运动,第二活塞杆163在第二液压活塞160内往复运动,通过第一活塞杆153在第一液压活塞150中的往复运动,将第一液体池110中的具有第一温度范围的液体推入第一压力罐120中,将第一压力罐120中的第一气体(高温低压气体)迁移至第一气用活塞缸1711中。同样地,再将第一液压活塞160屏蔽,交替打开阀门F14、F17,关闭阀门F16、F15,发电设备180采用电机模式,推动第一活塞杆153在第一液压活塞150内往复运动,第二活塞杆163在第二液压活塞160内往复运动,通过第二活塞杆163在第二液压活塞160中的往复运动,将第二液体池130中的具有第二温度范围的液体推入第二压力罐140中,将第二压力罐140中的第二气体(低温高压气体)迁移至第二气用活塞缸1712中。
此时,为了将迁移到第一气用活塞缸1711的第一气体(高温低压气体)的温度降低,将迁移到第二气用活塞缸1712的第二气体(低温高压气体)的温度升高,以分别与第二压力罐140和第一压力罐120的温度匹配,第一发电机192可利用迁移至第一气用活塞缸1711中的第一气体进行绝热膨胀并发电以降低该第一气体的温度,可通过第二电机193驱动第二气用活塞杆1722运动,以使迁移到第二气用活塞缸1712的第二气体(低温高压气体)绝热压缩以升高该第二气体的温度。由此,该利用液体温差发电的系统可较快地使迁移到第一气用活塞缸1711的第一气体和迁移到第二气用活塞缸1712的第二气体分别与第二压力罐140和第一压力罐120的温度匹配,从而可提高该利用液体温差发电的系统的效率。
在完成上述的变温过程后,可将第一气用活塞缸1711中进行完绝热膨胀过程的气体转移到第二压力罐140内,将第二气用活塞缸1712中进行完绝热压缩后的气体转移到第一压力罐120中,继续进行下一次气体等温压缩膨胀发电过程,交替进行,实现连续发电。需要说明的是,上述将第一气用活塞缸1711中进行完绝热膨胀过程的气体转移到第二压力罐140内,将第二气用活塞缸1712中进行完绝热压缩后的气体转移到第一压力罐120中的具体步骤可参见前述示例的相关描述,在此不再赘述。
图16为根据本公开的另一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图16所示,换气机构170包括第一中转液体罐176,可存储具有第二温度范围的中转液体和从第一压力罐120迁移的第一气体、第一中转活塞177,包括第一中转活塞杆1773以及第一水泵410。第一水泵410与第一中转液体罐176和第二压力罐140相连,第一中转活塞杆1773与第二活塞杆163同轴设置,第一中转活塞177可通过第一中转活塞杆1773驱动第一压力罐120中的第一气体迁移至第一中转液体罐176中。
例如,如图16所示,第一中转活塞177包括第一中转活塞杆1773、第一中转端口组1771和第二中转端口组1772。第一水泵410与第一中转液体罐176和第二压力罐140相连,第一中转活塞杆1773与第二活塞杆163同轴设置,第一压力罐120与第一中转端口组1771相连,第一中转液体罐176与第二中转端口组1772相连,第一中转活塞177可通过第一中转活塞杆1773驱动第一压力罐120中的第一气体迁移至第一中转液体罐176中。
在该利用液体温差发电的系统中,如图16所示,第一压力罐120与第二压力罐140相连,第一中转端口组1771包括阀门F29和F31,第二中转端口组1772包括阀门F30和阀门F32,第一中转端口组1771通过管道和阀门F25与第一压力罐120相连,第二中转端口组1772直接与第一中转液体罐176相连;第一中转液体罐176一端通过管道和阀门F27与第二压力罐140相连,另一端通过阀门F33与具有第二温度范围的液体相连。可通过第一中转液体罐176和第一中转活塞177进行等压迁移。第一中转活塞177与第一液压活塞150、第二液压活塞160同轴相连,即第一中转活塞杆1773与第一活塞杆153和第二活塞杆163同轴相连。该利用液体温差发电的系统的气体等温压缩膨胀发电过程与上述示例相似,只需将第一中转活塞177屏蔽,即打开阀门F29、F31,使第一中转活塞177左右缸气压相同,同时关闭阀门F25、F27、F30、F32、F33,保证正常的气体等温压缩膨胀发电。在该利用液体温差发电的系统的气体中转迁移变温过程中,首先将第一压力罐120中等温膨胀后的第一气体(高温低压气体)迁移至第一中转液体罐176,假设初始状态的第一活塞杆153在第一液压活塞150的最左侧(其他位置类似),第一活塞杆153开始向右运动时,打开阀门F11、F12、F29、F32、F33、F14、F17,关闭阀门F10、F13、F30、F31、F15、F16,发电设备180运行在电机状态,驱动第一活塞杆153向右运动,则第一液体池110的具有第一温度范围的液体经阀门F11进入第一液压活塞150的左侧,第一液压活塞150右侧的具有第一温度范围的液体被第一活塞杆153推动经阀门F12进入第一压力罐120中,第一压力罐120中的第一气体(高温低压气体)进入第一中转活塞177的左侧,第一中转活塞177右侧内的高温低压气体被活塞杆推动进入第一中转液体罐176内,第一中转液体罐176内的具有第二温度范围的液体经阀门F33、F14进入第二液压活塞160的左侧,第二液压活塞160右侧的具有第二温度范围的液体经阀门F17进入第二液体池130中,直到第一活塞杆153运动到第一液压活塞150的最右侧,此时,打开阀门F10、F13、F30、F31、F33、F15、F16,关闭阀门F11、F12、F29、F32、F14、F17,发电设备180驱动第一活塞杆153向左运动,具第一液体池110的具有第一温度范围的液体经阀门F13进入第一液压活塞150的右侧,第一液压活塞150左侧的具有第一温度范围的液体经阀门F10进入第一压力罐120内,第一压力罐120中的第一气体(此时为高温低压气体)进入第一中转活塞177右侧,第一中转活塞177左侧的高温低压气体经阀门F30进入第一中转液体罐176内,第一中转液体罐176内的具有第二温度范围的液体经阀门F33、F16进入第二液压活塞160的右侧,第二液压活塞160左侧的具有第二温度范围的液体经阀门F15进入具有第二温度范围的第二液体池130中,直到第一活塞杆153运动到第一液压活塞150的最左侧,交替开闭相应阀门,使第一活塞杆153在第一液压活塞150内往复运动,直到第一压力罐120内的高温低压气体全部中转迁移至第一中转液体罐176内。此时,要将第二压力罐140内的第二气体(此时为低温高压气体)迁移至第一压力罐120内,打开阀门F70,发电设备180运行在电机状态,过程中将第一中转活塞177屏蔽,即打开阀门F29、F31,中转过程与上述相同,中转结束后,再将第一中转液体罐176内的高温低压气体迁移至第二压力罐140内。启动第一水泵410将第二压力罐140内的具有第二温度范围的液体抽到第一中转液体罐176,第一中转液体罐176内的高温低压气体通过阀门F27进入第二压力罐140内,然后对第一压力罐120中的低温高压气体和第二压力罐140内的高温低压气体进行等容升温和等容降温,并达到相应的温度,至此,该利用液体温差发电的系统的中转迁移变温过程结束,继续进行下一次气体等温压缩膨胀发电过程,交替进行,实现连续发电。
图17为根据本公开的另一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图17所示,换气机构170包括第二中转液体罐178,可存储具有第二温度范围的中转液体和从第一压力罐120迁移的第一气体、第二中转活塞179,第二中转活塞179包括第二中转活塞杆1793、第三中转端口组1791和第四中转端口组1792。第二中转活塞杆1793与第二活塞杆163同轴设置,第一压力罐120与第二中转液体罐178相连,第二中转液体罐178与第三中转端口组1791相连,第二中转活塞179可通过第二中转活塞杆1793驱动第二中转液体罐178中的具有第二温度范围的液体排出,以驱动第一压力罐120中的第一气体迁移至第二中转液体罐178中。
在该利用液体温差发电的系统中,第二中转液体罐178通过管道和阀门F22和F20与第一压力罐120相连,通过管道和阀门F22和F21与第二压力罐140相连,第二中转活塞179的第三中转端口组1791包括阀门F38和F40,第二中转活塞179的第四中转端口组1792包括阀门F39和F41。该利用液体温差发电的系统的气体等温压缩膨胀发电过程与上述相似,只是在发电过程,要将第二中转活塞179屏蔽,即打开阀门F39、F41,关闭阀门F38、F40,使第二中转活塞179两侧压力相同。在该利用液体温差发电的系统的气体中转迁移变温过程中,首先将第一压力罐120中等温膨胀后的第一气体(此时为高温低压气体)迁移至第二中转液体罐178,打开阀门F20、F22,关闭阀门F21,使第一压力罐120内的高温低压气体可以通过阀门F20、F22进入第二中转液体罐178内。打开阀门F15、F17,关闭阀门F14、F16,将第二液压活塞160屏蔽,当第一活塞杆153向右运行时,打开阀门F14、F15、F38、F41,关闭阀门F10、F13、F39、F40,第一液体池110内的具有第一温度范围的液体经阀门F11进入第一液压活塞150的左侧,第一液压活塞150右侧的具有第一温度范围的液体经阀门F12进入第一压力罐120内,第一压力罐120中的高温低压气体经阀门F20、F22进入第二中转液体罐178内,第二中转液体罐178中的中转液体经阀门F38进入第二中转活塞179左侧,第二中转活塞179右侧内的中转液体经阀门F41进入具有第二温度的液体的其他液体池或第二液体池中,当第一活塞杆153向左运行时,打开阀门F10、F13、F39、F40,关闭阀门F14、F15、F38、F41,第一液体池110内的具有第一温度范围的液体经阀门F13进入第一液压活塞150的右侧,第一液压活塞150左侧的具有第一温度范围的液体经阀门F10进入第一压力罐120,第一压力罐120中的高温低压气体经阀门F20、F22进入第二中转液体罐178内,第二中转液体罐178内的中转液体经阀门F40进入第二中转活塞179的右侧,第二中转活塞179左侧的中转液体经阀门F39进入具有第二温度的液体的其他液体池或第二液体池内,如此第一活塞杆往复运动,直到第一压力罐120中的高温低压气体全部进入第二中转液体罐178内。关闭阀门F22,打开阀门F20、F21,同时关闭阀门F38、F40,打开阀门F39、F41,将第二中转活塞179屏蔽,开闭第一液压活塞150和第二液压活塞160上的相应阀门,将第二压力罐140内的低温高压气体迁移到第一压力罐120内。关闭阀门F20,打开阀门F21、F22,同时关闭阀门F10、F12,打开阀门F11、F13,将第一液压活塞150屏蔽,开闭第二中转活塞179和第二液压活塞160上的相应阀门,将第二中转液体罐178内的高温低压气体全部迁移到第二压力罐140内。然后对第一压力罐120中的低温高压气体和第二压力罐140内的高温低压气体进行等容升温和等容降温,并达到指定液体温度,至此,中转迁移变温过程结束,继续进行下一次气体等温压缩膨胀发电过程,交替进行,实现连续发电。
图18为根据本公开的另一种利用液体温差发电的系统的示意图。如图18所示,该换气机构170包括第一气体中转罐1702,可存储所述具有第一温度范围的中转液体和从第二压力罐140迁移的第二气体;膨胀机510,可利用气体膨胀发电;以及压缩机520,可进行绝热压缩,第一气体中转罐1702与第一压力罐120和压缩机520相连,压缩机520还与第二压力罐140相连,并可将第二压力罐140中的第二气体压缩并迁移至第一气体中转罐1702,该换气机构170还包括第二气体中转罐1703,可存储具有第二温度范围的中转液体和从第一压力罐120迁移的第一气体,第二气体中转罐1703设置在膨胀机520与第二压力罐140之间,并分别与膨胀机520与第二压力罐140相连,膨胀机520与压缩机510同轴设置,并可利用第一气体发电并将第一气体迁移至第二气体中转罐1703,并同时带动压缩机520将第二压力罐140中的第二气体压缩并迁移至第二气体中转罐1703。
该利用液体温差发电的系统在气体中转迁移变温过程中,首先将第一压力罐120中等温膨胀后的高温低压气体迁移至膨胀机510中,高温低压气体在膨胀机510中进行绝热膨胀直到温度降为第二压力罐140内液体温度,膨胀过程中气体做功可通过膨胀机510发电,并连接电网母线传输至电网中,将膨胀机510中膨胀完毕的低温低压气体迁移至第二气体中转罐1703中,同时将第二压力罐140中等温压缩后的低温高压气体迁移至压缩机520中,低温高压气体在压缩机520中进行绝热压缩直到温度升到第一压力罐120内液体温度,压缩过程中压缩机520消耗电网中的电能对低温高压空气进行绝热压缩,将压缩机520中压缩后的高温高压气体迁移至第一气体中转罐1702中。压缩机520进行绝热压缩和膨胀机510进行绝热膨胀同时进行时,同轴相连的膨胀机510内高温低压气体膨胀可带动压缩机520内的低温高压气体压缩。最后将第二气体中转罐1703中的低温低压气体迁移至第二压力罐140中,第一气体中转罐1702中的高温高压气体迁移至第一压力罐120中。由此,该利用液体温差发电的系统可充分利用能量,进一步提高发电效率。
本公开一实施例还提供一种利用液体温差发电的系统的发电方法。图19为根据本公开的一种利用液体温差发电的系统的发电方法,包括以下步骤S201-S202。
步骤S201:第一气体在第一压力罐中等温膨胀并推动第一压力罐中的具有第一温度范围的液体流向第一液压活塞并驱动第一活塞杆进行发电;第二液压活塞的第二活塞杆推动第二液体池中的第二温度范围液体进入第二压力罐并压缩第二气体。
步骤S202:换气机构交换第一气体和第二气体以持续进行发电。
在该实施例提供的利用液体温差发电的系统的发电方法中,第一压力罐中的液体为具有第一温度范围的液体,即温度较高的液体,第一气体的初始状态为高温高压气体;当高温高压的第一气体等温膨胀做功时,可推动第一活塞杆进行发电;与此同时,第二活塞杆可利用电能或者与第一活塞杆同轴相连以推动第二压力罐中的第二温度范围的液体对第二气体进行等温压缩,将第二气体形成高压气体;换气机构将膨胀做功后的第一气体和压缩后的第二气体进行交换,从而使得第一压力罐填充有高压的第二气体,从而可再次进行膨胀做功。由此,该利用液体温差发电的系统可通过上述的装置实现持续发电,利用温度较高的具有第一温度范围的液体与温度较低的具有第二温度范围的液体之间的温差进行发电。需要说明的是,上述的第一气体和第二气体的区分仅仅是为了更清楚地说明本公开所提供的利用液体温差发电的系统的工作原理,第一气体和第二气体的具体成分相同,另外,第一气体具有高温高压的状态,也具有低温低压的状态,第二气体具有高温高压的状态,也具有低温低压的状态,本公开在此不作限制。另外,上述的第一液体池中的具有第一温度范围的液体可直接为地热资源或工业领域和生活领域中的含有废热和余热的液体,从而直接对上述的热能进行利用发电,也可为经过上述地热资源或工业领域和生活领域中的含有废热和余热的液体、具有废热或余热的烟气、或太阳能等能源加热之后的液体。
值得注意的是,由于第一压力罐的温度较高,高温高压的气体等温膨胀所做的功大于对低温低压的气体进行压缩所做的功,因此,本实施例提供的利用液体温差发电的系统是将气体的压缩和膨胀作为一种媒介以实现对热能的利用和发电,并不需要额外补充高压气体。当然,本公开包括但不限于此,如果使用环境中具有可以利用的高压气体或高温高压气体,也可将该高压气体或高温高压气体接入本实施例提供的利用液体温差发电的系统进行利用。
例如,在一些示例中,该利用液体温差发电的系统的发电方法,还包括:第一活塞杆带动第二活塞杆推动第二液体池中的第二温度范围液体进入第二压力罐并压缩第二气体。例如,第一活塞杆可与第二活塞杆同轴相连,从而使得第二活塞杆可在第一活塞杆的带动下推动第二液体池中的第二温度范围液体进入第二压力罐并压缩第二气体。
例如,在一些示例中,具有第二温度范围的液体可采用常温的水。由于常温的水比较容易获取且成本较低,采用常温的水作为第二温度范围的液体可减少该利用液体温差发电的系统的成本。
例如,在一些示例中,具有第一温度范围的液体与具有第二温度范围的液体可采用不同的物质。例如,具有第一温度范围的液体可以采用高温油或者高温熔融盐,具有第二温度范围的液体可以采用低温油或者水,以提高第一温度范围和第二温度范围的温度差,从而可以显著提高发电效率。
例如,在一些示例中,该利用液体温差发电的系统的发电方法还包括:存储压缩后的第二气体;以及利用存储的第二气体进行发电。由此,在该利用液体温差发电的系统的发电方法中,可将高温高压气体等温膨胀做的功一部分用于压缩第二压力罐中的低温低压气体,并将压缩后的气体迁移至压缩气体存储罐内,这样可以在用电低谷期,将所发的电能用压缩空气的空气势能形式储存起来。在用电高峰期,压缩气体存储罐内的压缩空气可以迁移至第二压力罐内,并利用这部分压缩空气膨胀做功推动第二活塞杆运动而发电,从而实现削峰填谷。当然,压缩气体存储罐内的压缩空气也可以迁移至第一压力罐内以进行发电。
例如,在一些示例中,该利用液体温差发电的系统的发电方法还包括:利用存储的第二气体进行发电以调节发电功率。
例如,在一些示例中,该利用液体温差发电的系统的发电方法还包括:加热第一液体池中的具有第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围。
有以下几点需要说明:
(1)本发明实施例附图中,只涉及到与本发明实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下,本发明同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
1.一种利用液体温差发电的系统,其特征在于,包括:
至少一个温差发电单元,包括:
第一液体池,具有第一温度范围的液体;
至少一个第一压力罐,被配置为存储所述具有第一温度范围的液体和第一气体;
第二液体池,具有第二温度范围的液体;
至少一个第二压力罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的液体和第二气体;
至少一个第一液压活塞,包括第一活塞杆;
至少一个第二液压活塞,包括第二活塞杆;
换气机构,与所述第一压力罐和所述第二压力罐相连,并被配置为交换所述第一气体和所述第二气体;以及
发电设备,
其中,所述第一温度范围高于所述第二温度范围,所述第一压力罐与所述第一液压活塞相连,所述第一液体池与所述第一液压活塞相连,所述第二压力罐与所述第二液压活塞相连,所述第二液体池与所述第二液压活塞相连,所述第一活塞杆被配置为在所述第一气体的膨胀作用下运动,所述发电设备被所述第一活塞杆驱动,所述第二活塞杆被配置为推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
2.根据权利要求1所述利用液体温差发电的系统,其中,所述第一活塞杆与所述第二活塞杆同轴相连,所述第二活塞杆被配置为在所述第一活塞杆的带动下推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
3.根据权利要求1所述的利用液体温差发电的系统,还包括:
第一电机,与所述第二活塞杆相连并驱动所述第二活塞杆,
其中,所述第二活塞杆被配置为在所述第一电机的驱动下推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述至少一个温差发电单元包括多个温差发电单元,所述多个温差发电单元并联运行,所述多个温差发电单元被配置为利用具有相同的所述第一温度范围的液体和具有相同的所述第二温度范围的液体进行发电。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述至少一个温差发电单元包括多个温差发电单元,所述多个温差发电单元级联运行,所述多个温差发电单元中的下一级所述温差发电单元的所述第一温度范围小于等于上一级所述温差发电单元的所述第二温度范围。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,还包括:
加热装置;以及
第一换热装置,
其中,所述第一换热装置与所述加热装置和所述第一液体池相连,并被配置为利用所述加热装置对所述第一液体池中的所述具有第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,还包括:
散热装置;以及
第二换热装置,
其中,所述第二换热装置与所述散热装置和所述第二液体池相连,并被配置为利用所述散热装置对所述第二液体池中的所述具有第二温度范围的液体进行散热以保持第二温度范围。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,还包括:
压缩气体存储罐,
其中,所述压缩气体存储罐与所述第二压力罐相连,并被配置为存储压缩后的所述第二气体。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述发电设备包括:
第三液压活塞,包括第三活塞杆;
第一蓄水池;
第二蓄水池与所述第一蓄水池具有压强差;以及
发电机,与所述第一蓄水池和所述第二蓄水池分别相连,并被配置为利用所述压强差进行发电,
其中,所述第三液压活塞与所述第一蓄水池和所述第二蓄水池分别相连,所述第三活塞杆与所述第一活塞杆同轴相连,并被配置为在所述第一活塞杆的带动下推动所述第二蓄水池的液体进入所述第一蓄水池中。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述换气机构包括:
中转罐,被配置为存储从所述第一压力罐迁移的所述第一气体或从所述第二压力罐迁移的所述第二气体。
11.根据权利要求10所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述中转罐包括气用活塞缸,其中,所述气用活塞缸与所述第一压力罐或所述第二压力罐相连。
12.根据权利要求11所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述气用活塞缸包括:
第一气用活塞缸,与所述第一压力罐相连并被配置为存储从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;
第二气用活塞缸,与所述第二压力罐相连并被配置为存储从所述第二压力罐迁移的所述第二气体,
其中,所述第一气用活塞缸包括第一气用活塞杆,所述第二气用活塞缸包括第二气用活塞杆,所述换气机构还包括与所述第一气用活塞杆相连的第一发电机和与所述第二气用活塞杆相连的第二电机,所述第一发电机被配置为利用迁移至所述第一气用活塞缸中的所述第一气体进行绝热膨胀并发电,所述第二电机被配置为驱动所述第二气用活塞杆运动以绝热压缩所述第二气体。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述换气机构包括:
第一中转液体罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的中转液体和从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;
第一中转活塞,包括第一中转活塞杆;以及
第一水泵,与所述第一中转液体罐和所述第二压力罐相连,
其中,所述第一中转活塞杆与所述第二活塞杆同轴设置,所述第一压力罐与所述第一中转活塞相连,所述第一中转活塞被配置为通过所述第一中转活塞杆驱动所述第一压力罐中的所述第一气体迁移至所述第一中转液体罐中。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述换气机构包括:
第二中转液体罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的中转液体和从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;以及
第二中转活塞,包括第二中转活塞杆,
其中,所述第二中转活塞杆与所述第二活塞杆同轴设置,所述第二中转液体罐与所述第一压力罐相连,所述第二中转液体罐与所述第二中转活塞相连,所述第二中转活塞被配置为通过所述第二中转活塞杆驱动所述第二中转液体罐中的所述具有第二温度范围的中转液体排出,并使所述第一压力罐中的所述第一气体迁移至所述第二中转液体罐中。
15.根据权利要求10所述的利用液体温差发电的系统,其中,所述中转罐包括:
第一气体中转罐,被配置为存储所述具有第一温度范围的液体和从所述第二压力罐迁移的所述第二气体;
第二气体中转罐,被配置为存储所述具有第二温度范围的液体和从所述第一压力罐迁移的所述第一气体;
膨胀机,被配置为利用气体绝热膨胀发电;以及
压缩机,被配置为利用电能对气体进行绝热压缩,
其中,所述第一气体中转罐与所述第一压力罐和所述压缩机相连,所述压缩机还与所述第二压力罐相连,并被配置为将所述第二压力罐中的所述第二气体压缩并迁移至所述第一气体中转罐,
所述第二气体中转罐设置在所述膨胀机与所述第二压力罐之间,并分别与所述膨胀机与所述第二压力罐相连,所述膨胀机与所述压缩机同轴设置,并被配置为利用所述第一气体发电并将所述第一气体迁移至所述第二气体中转罐,并同时带动所述压缩机将所述第二压力罐中的所述第二气体压缩并迁移至所述第一气体中转罐。
16.一种根据权利要求1-15中任一项所述利用液体温差发电的系统的发电方法,包括:
第一气体在所述第一压力罐中等温膨胀并推动所述第一压力罐中的所述具有第一温度范围的液体流向所述第一液压活塞并驱动所述第一活塞杆进行发电,所述第二液压活塞的所述第二活塞杆推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体;以及
所述换气机构交换所述第一气体和所述第二气体以持续进行发电。
17.根据权利要求16所述的利用液体温差发电的系统的发电方法,还包括:
所述第一活塞杆带动所述第二活塞杆推动所述第二液体池中的所述第二温度范围液体进入所述第二压力罐并压缩所述第二气体。
18.根据权利要求17所述的利用液体温差发电的系统的发电方法,还包括:
存储压缩后的所述第二气体;
利用存储的所述第二气体进行发电。
19.根据权利要求18所述的利用液体温差发电的系统的发电方法,还包括:
利用存储的所述第二气体进行发电以调节发电功率。
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