CN113586182A - 蓄热调峰发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种蓄热调峰发电装置，包括保温壳体，保温壳体内设有气体通道，气体通道内设有蓄热体，蓄热体的二端通过电气控制装置与电源相连，蓄热体用于将外界输入的电能转换为热能并储存起来，气体通道的出气口与涡轮机的进口相通，涡轮机的动力输出轴与发电机的动力输入轴传动相连，涡轮机的出口与可冷却气体的冷却器或余热锅炉的进气口相通，冷却器或余热锅炉的出气口与压气机的进口相通，压气机的出口与气体通道的进气口相通。其目的在于提供一种可以高效率的将发电高峰产生的电能转换成热能储存起来，然后在用电高峰将储存的热能快速、高效率地转化成电能，避免大量的水电、太阳能、风能地发电能力浪费的蓄热调峰发电装置。

Description

蓄热调峰发电装置
技术领域
本发明涉及一种蓄热调峰发电装置。
背景技术
水电、太阳能、风能都属于可再生能源，并且对水电、太阳能、风能的开发利用不会产生大量的二氧化碳。但是，利用水电、太阳能、风能发电存在着发电高峰与用电高峰在时间上不对应的问题，导致大量的浪费，并且造成仅仅依赖水电、太阳能、风能发电无法满足用电需求的问题，进而造成对现有的各种太阳能发电装置、风能发电装置的利用效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以高效率的将各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置在发电高峰产生的电能转换成热能储存起来，然后在用电高峰将储存的热能快速、高效率地转化成电能，可让现有的各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置的利用效率更高，避免大量的水电、太阳能、风能地发电能力浪费的蓄热调峰发电装置。
本发明的蓄热调峰发电装置，包括保温壳体，保温壳体内设有气体通道，气体通道内设有蓄热体，蓄热体的二端通过电气控制装置与电源相连，蓄热体用于将外界输入的电能转换为热能并储存起来，蓄热体的周围设有可让气流通过的换热空间，气体通道的出气口与涡轮机的进口相通，涡轮机的动力输出轴与发电机的动力输入轴传动相连，涡轮机的出口与可冷却气体的冷却器或余热锅炉的进气口相通，冷却器或余热锅炉用于冷却流动穿过其内部冷却通道的气体，冷却器或余热锅炉的出气口与压气机的进口相通，压气机的出口与气体通道的进气口相通，气体通道、冷却器或余热锅炉、涡轮机和压气机构成一个循环系统，气体通道、冷却器或余热锅炉、涡轮机和压气机内充有用于循环的气态的工质。当涡轮机的动力输出轴驱动发电机的动力输入轴转动并发电时，蓄热体在电气控制装置的调控下停止将电能转换为热能，当蓄热体在电气控制装置的调控下将电能转换为热能时，涡轮机的动力输出轴不得驱动发电机的动力输入轴转动并发电。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述气体通道内自前向后设有多个蓄热体，每个蓄热体的二端通过电气控制装置与电源相连，位于每个蓄热体附近的气体通道侧壁上都分别设有气体通道的出气口，每个气体通道的出气口处分别设有气体流量调节装置，每个气体通道的出气口都通过输气通道与涡轮机的进口相通。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述气体通道和输气通道设置在横截面为圆形的钢管内，气体通道与输气通道之间设有隔板，每个所述气体流量调节装置分别设置在隔板上。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中每个所述气体通道的出气口处分别设有测温装置，所述输气通道的出口段或涡轮机的进口处设有测温装置。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述蓄热体的表面连接有多个散热翅片，所述输气通道沿着气体通道的侧壁紧贴布置，蓄热体采用支架或吊杆固定在气体通道内的中部。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述蓄热体采用铁铬铝合金或导电陶瓷或碳化硅制成，散热翅片采用铁铬铝合金或导电陶瓷或碳化硅制成，蓄热体呈长条状，蓄热体的横截面为圆形或椭圆形或矩形，蓄热体横截面的面积大于100平方厘米。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述压气机的出口与涡轮机的进口通过调温气道相通，调温气道上设有调节气体流量的截门。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述气体通道、冷却器或余热锅炉、涡轮机和压气机内循环的工质为氢气或氦气或氮气或氩气或二氧化碳。
本发明的蓄热调峰发电装置，其中所述余热锅炉可利用穿过其内部的工质所携带的热量生产热水或蒸汽。
本发明的蓄热调峰发电装置在使用时，其蓄热体的二端通过电气控制装置与电源相连，蓄热体用于将外界输入的电能转换为热能并储存起来，因此本发明用于将各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置在发电高峰产生的电能转换成热能储存起来，而在用电高峰时，由于气体通道、冷却器或余热锅炉、涡轮机和压气机内充有用于循环的气态的工质，启动压气机，气态的工质就会升压并注入气体通道的进气口，然后气态的工质会沿着气体通道流动并被蓄热体加热，被加热的气态的工质会进入涡轮机并驱动涡轮机转动，然后涡轮机会拖动发电机转动并发电，由此将用电高峰将储存的热能快速、高效率地转化成电能；发电后从涡轮机排出的气态的工质会进入冷却器或余热锅炉，在此气态的工质会被降温，然后再从冷却器或余热锅炉排出，然后气态的工质会再次回到压气机，重新被加压后再次进入气体通道内，如此循环往复，就可以逐渐将蓄热体储存的热能再次转换为电能。因此，本发明的蓄热调峰发电装置具有可以高效率的将各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置在发电高峰产生的电能转换成热能储存起来，然后在用电高峰将储存的热能快速、高效率地转化成电能，让现有的各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置的利用效率更高，避免大量的水电、太阳能、风能地发电能力浪费的特点。
下面结合附图对本发明的蓄热调峰发电装置作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的蓄热调峰发电装置的结构示意图的主视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的蓄热调峰发电装置，包括保温壳体1，保温壳体1内设有气体通道2，气体通道2内设有导电材料制成的蓄热体3，蓄热体3的二端通过电气控制装置与电源相连，蓄热体3用于将外界输入的电能转换为热能并储存起来，蓄热体3的周围设有可让气流通过的换热空间，气体通道2的出气口与涡轮机4的进口相通，涡轮机4的动力输出轴与发电机11的动力输入轴传动相连，涡轮机4的出口与可冷却气体的冷却器8或余热锅炉的进气口相通，冷却器8或余热锅炉用于冷却流动穿过其内部冷却通道的气体，冷却器8或余热锅炉的出气口与压气机7的进口相通，压气机7的出口与气体通道2的进气口相通，气体通道2、冷却器8或余热锅炉、涡轮机4和压气机7构成一个布雷顿循环系统，气体通道2、冷却器8或余热锅炉、涡轮机4和压气机7内充有用于循环的气态的工质。
为了高效率的使用本发明的蓄热调峰发电装置，避免无谓的能源浪费，当涡轮机4的动力输出轴驱动发电机11的动力输入轴转动并发电时，蓄热体3在电气控制装置的调控下停止将电能转换为热能，当蓄热体3在电气控制装置的调控下将电能转换为热能时，涡轮机4的动力输出轴不得驱动发电机11的动力输入轴转动并发电。
作为本发明的进一步改进，上述气体通道2内自前向后设有多个蓄热体3，每个蓄热体3的二端通过电气控制装置与电源相连，位于每个蓄热体3附近的气体通道2侧壁上都分别设有气体通道2的出气口，每个气体通道2的出气口处分别设有气体流量调节装置5，每个气体通道2的出气口都通过输气通道6与涡轮机4的进口相通。在使用时，可通过调节开启不同数量的气体流量调节装置5，或者开启不同位置气体流量调节装置5来调节气态工质的温度和流量，进而也调节了发电机11的发电量。例如，只开启位于气体通道2的进气口端的气体流量调节装置5，则输送到涡轮机4的工质的流量和工质的温度都会相对较低，如果增加开启位于气体通道2的进气口段的气体流量调节装置5，则输送到涡轮机4的工质的流量和工质的温度都会相对提高。反之，开启位于气体通道2的出气口端的气体流量调节装置5，则输送到涡轮机4的工质的流量相对较低，但工质的温度都会相对较高，如果增加开启位于气体通道2的出气口段的气体流量调节装置5，则输送到涡轮机4的工质的流量会增加，而工质的温度会相对降低。这样就可以灵活的调节发电机11的发电量，以适应不同的用电量变化。
作为本发明的进一步改进，上述气体通道2和输气通道6设置在横截面为圆形的钢管内，气体通道2与输气通道6之间设有隔板12，每个所述气体流量调节装置5分别设置在隔板12上。
作为本发明的进一步改进，上述每个所述气体通道2的出气口处分别设有测温装置，所述输气通道6的出口段或涡轮机4的进口处设有测温装置。
作为本发明的进一步改进，上述蓄热体3的表面连接有多个散热翅片，所述输气通道6沿着气体通道2的侧壁紧贴布置，蓄热体3采用支架或吊杆固定在气体通道2内的中部。
作为本发明的进一步改进，上述蓄热体3采用铁铬铝合金或导电陶瓷或碳化硅制成，散热翅片采用铁铬铝合金或导电陶瓷或碳化硅制成，蓄热体3呈长条状，蓄热体3的横截面为圆形或椭圆形或矩形，蓄热体3横截面的面积大于100平方厘米。
作为本发明的进一步改进，上述压气机7的出口与涡轮机4的进口通过调温气道9相通，调温气道9上设有调节气体流量的截门10。
作为本发明的进一步改进，上述气体通道2、冷却器8或余热锅炉、涡轮机4和压气机7内循环的工质为氢气或氦气或氮气或氩气或二氧化碳。
作为本发明的进一步改进，上述余热锅炉8可利用穿过其内部的工质所携带的热量生产热水或蒸汽。
为了让蓄热体3能够储存足够多的热能，蓄热体3的熔点通常要高于1400℃，蓄热体3储热时的上限温度可以设定在1400℃附近，对于圆形截面的蓄热体3，蓄热体3的截面尺寸可以设置成直径100mm—300mm，总长度大于1000米，从而能够储存足够多的热能。
本发明的蓄热调峰发电装置在使用时，其蓄热体3的二端通过电气控制装置与电源相连，蓄热体3用于将外界输入的电能转换为热能并储存起来，因此本发明用于将各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置在发电高峰产生的电能转换成热能储存起来，而在用电高峰时，由于气体通道2、冷却器8或余热锅炉、涡轮机4和压气机7内充有用于循环的气态的工质，启动压气机7，气态的工质就会升压并注入气体通道2的进气口，然后气态的工质会沿着气体通道2流动并被蓄热体3加热，被加热的气态的工质会进入涡轮机4并驱动涡轮机4转动，然后涡轮机4会拖动发电机11转动并发电，由此将用电高峰将储存的热能快速、高效率地转化成电能；发电后从涡轮机4排出的气态的工质会进入冷却器8或余热锅炉，在此气态的工质会被降温，然后再从冷却器8或余热锅炉排出，然后气态的工质会再次回到压气机7，重新被加压后再次进入气体通道2内，如此循环往复，就可以逐渐将蓄热体3储存的热能再次转换为电能。因此，本发明的蓄热调峰发电装置可以高效率的将各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置在发电高峰产生的电能转换成热能储存起来，然后在用电高峰将储存的热能快速、高效率地转化成电能，让现有的各种水电、太阳能发电装置、风能发电装置的利用效率更高，避免大量的水电、太阳能、风能地发电能力浪费的热能。

Claims (9)

1.蓄热调峰发电装置，其特征在于：包括保温壳体(1)，保温壳体(1)内设有气体通道(2)，气体通道(2)内设有蓄热体(3)，蓄热体(3)用于将外界输入的电能转换为热能并储存起来，蓄热体(3)的周围设有可让气流通过的换热空间，气体通道(2)的出气口与涡轮机(4)的进口相通，涡轮机(4)的动力输出轴与发电机的动力输入轴传动相连，涡轮机(4)的出口与可冷却气体的冷却器(8)或余热锅炉的进气口相通，冷却器(8)或余热锅炉用于冷却流动穿过其内部冷却通道的气体，冷却器(8)或余热锅炉的出气口与压气机(7)的进口相通，压气机(7)的出口与气体通道(2)的进气口相通，气体通道(2)、冷却器(8)或余热锅炉、涡轮机(4)和压气机(7)构成一个循环系统，气体通道(2)、冷却器(8)或余热锅炉、涡轮机(4)和压气机(7)内充有用于循环的气态的工质。
2.根据权利要求1所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述气体通道(2)内自前向后设有多个蓄热体(3)，每个蓄热体(3)的二端通过电气控制装置与电源相连，位于每个蓄热体(3)附近的气体通道(2)侧壁上都分别设有气体通道(2)的出气口，每个气体通道(2)的出气口处分别设有气体流量调节装置(5)，每个气体通道(2)的出气口通过输气通道(6)与涡轮机(4)的进口相通。
3.根据权利要求2所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述气体通道(2)和输气通道(6)设置在横截面为圆形的钢管内，气体通道(2)与输气通道(6)之间设有隔板(12)，每个所述气体流量调节装置(5)分别设置在隔板(12)上。
4.根据权利要求3所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：每个所述气体通道(2)的出气口处分别设有测温装置，所述输气通道(6)的出口段或涡轮机(4)的进口处设有测温装置。
5.根据权利要求4所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述蓄热体(3)的表面连接有多个散热翅片，所述输气通道(6)沿着气体通道(2)的侧壁紧贴布置，蓄热体(3)采用支架或吊杆固定在气体通道(2)内的中部。
6.根据权利要求5所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述蓄热体(3)采用铁铬铝合金或导电陶瓷或碳化硅制成，散热翅片采用铁铬铝合金或导电陶瓷或碳化硅制成，蓄热体(3)呈长条状，蓄热体(3)的横截面为圆形或椭圆形或矩形，蓄热体(3)横截面的面积大于100平方厘米。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述压气机(7)的出口与涡轮机(4)的进口通过调温气道(9)相通，调温气道(9)上设有调节气体流量的截门(10)。
8.根据权利要求7所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述气体通道(2)、冷却器(8)或余热锅炉、涡轮机(4)和压气机(7)内循环的工质为氢气或氦气或氮气或氩气或二氧化碳。
9.根据权利要求8所述的蓄热调峰发电装置，其特征在于：所述余热锅炉(8)可利用穿过其内部的工质所携带的热量生产热水或蒸汽。
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