CN206000586U - 循环发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种循环发电装置，包括碳氢气化炉、燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉，通入碳氢气化炉内的水蒸气与碳氢气化炉内的煤在反应床上进行反应，生成含有高温氢气的气体从碳氢气化炉的排出端排出并；进入燃气轮机中，燃气轮机的动力输出端连接有第一发电机；燃气轮机的气体排出端排出的高温蒸汽进入余热锅炉中；余热锅炉内设有通入液体介质的蒸汽盘管，蒸汽盘管内的液体介质经过余热锅炉产生高温高压的蒸汽，蒸汽盘管内产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机的蒸汽输入端连通，蒸汽轮机的动力输出端连接有第二发电机，蒸汽轮机的蒸汽排出端与所述回流管连通。本实用新型具有结构设计合理，能够进行循环发电，发电效率高且节省资源的优点。

Description

循环发电装置

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，具体涉及一种循环发电装置。

背景技术

目前使用燃气轮机、蒸汽轮机发电时，均是单独使用，并未发现将两者联合到一起进行联合循环发电的，单独采用燃气轮机或蒸汽轮机发电，一是发电效率较低，二是燃气轮机、蒸汽轮机工作后含有热量的介质都直接排放，造成资源的浪费。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构设计合理，能够进行循环发电，发电效率高且节省资源的循环发电装置。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

循环发电装置，包括碳氢气化炉、燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉，

所述碳氢气化炉设有向炉内添加煤的进料端，在碳氢气化炉内设有反应床，碳氢气化炉连通有向炉内输入水蒸汽的回流管，通入碳氢气化炉内的水蒸气与碳氢气化炉内的煤在反应床上进行反应，生成含有高温氢气的气体从碳氢气化炉的排出端排出；

从碳氢气化炉排出端排出的高温气体进入燃气轮机中，作为燃气轮机工作的动力气源；燃气轮机的动力输出端连接有第一发电机；燃气轮机的气体排出端排出的高温蒸汽进入余热锅炉中；

余热锅炉内设有通入液体介质的蒸汽盘管，蒸汽盘管内的液体介质经过余热锅炉产生高温高压的蒸汽，蒸汽盘管内产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机的蒸汽输入端连通，蒸汽轮机的动力输出端连接有第二发电机，所述蒸汽轮机的蒸汽排出端与所述回流管连通。

采用了上述技术方案，通过进料端向碳氢气化炉内添加煤(蓝炭)，而从回流管中向碳氢气化炉中输入水蒸气，水蒸气穿过反应床与反应床上的煤进行反应，反应生成大量的高温氢气和二氧化碳，其中高温氢气从碳氢气化炉的排出端排入到燃气轮机中作为燃气轮机的工作介质，燃气轮机开始工作产生动力，以驱使第一发电机进行发电，而燃气轮机工作过程中产生的高温蒸汽从其气体排出端进入余热锅炉中，对余热锅炉中的蒸汽盘管内液体介质进行换热，即促使蒸汽盘管内的液体介质转换为高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机中，作为蒸汽轮机的工作介质，蒸汽轮机工作以驱使第二发电机工作，而蒸汽轮机排出的低温低压蒸汽通过回流管回流到碳氢气化炉中，作为与碳氢气化炉内煤反应的水蒸气，这样实现循环发电装置的一个循环发电过程；本实用新型由于将燃气轮机与蒸汽轮机联合使用进行发电，提升了发电效率，且在发电过程中，所排出的介质继续在系统中循环使用，节省了能源；在整个过程中，无废气产生，也不会对发电装置的管道产生腐蚀，以延长装置的使用寿命；另外，在碳氢气化炉中炭的转换率高。

进一步地，为了保证燃气轮机内具有充足的氧，所述燃气轮机的进气端连通有输入纯氧的输入端。

进一步地，为了对余热锅炉产生的冷凝水进行循环使用，所述余热锅炉的排出端连通有集水池，集水池与所述蒸汽盘管通过输入管道形成连通，在输入管道上装配有输液泵。

进一步地，为了净化发电装置，所述回流管上设置有DBD介质阻挡放电装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为碳氢气化炉，2为燃气轮机，3为蒸汽轮机，4为余热锅炉，5为进料端，6为反应床，7为回流管，8为第一发电机，9为输入端，10为蒸汽盘管，11为第二发电机,12为集水池，13为输入管道，14为输液泵，15为DBD介质阻挡放电装置，16为排渣管，17为排渣阀，18为二氧化碳排出端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，循环发电装置，包括碳氢气化炉1、燃气轮机2、蒸汽轮机3、余热锅炉4，碳氢气化炉设有向炉内添加煤的进料端5，在碳氢气化炉内设有反应床6，碳氢气化炉连通有向炉内输入水蒸汽的回流管7，通入碳氢气化炉内的水蒸气与碳氢气化炉内的煤在反应床上进行反应，生成含有高温氢气的气体从碳氢气化炉的排出端排出。

从碳氢气化炉排出端排出的高温气体进入燃气轮机中，作为燃气轮机工作的动力气源；燃气轮机的动力输出端连接有第一发电机8；燃气轮机的气体排出端排出的高温蒸汽进入余热锅炉4中。燃气轮机的进气端连通有输入纯氧的输入端9，以补充燃气轮机内的氧气。

余热锅炉内设有通入液体介质的蒸汽盘管10，蒸汽盘管内的液体介质经过余热锅炉产生高温高压的蒸汽，蒸汽盘管内产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机的蒸汽输入端连通，蒸汽轮机的动力输出端连接有第二发电机11，蒸汽轮机的蒸汽排出端与所述回流管7连通。余热锅炉的排出端连通有集水池12，集水池与所述蒸汽盘管通过输入管道13形成连通，在输入管道上装配有输液泵14。余热锅炉内产生的冷凝水，在输入泵的作用下，通过输入管道进入蒸汽盘管中，从而进入蒸汽盘管的冷凝水在余热锅炉内的高温蒸汽的促使下变换成高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机中。上述第一发电机、第二发电机所产生的电能，可以直接并网，也可以直接供用户端进行使用。

在回流管上设置有DBD介质阻挡放电装置15，该阻挡放电装置可采用现有技术中的任一款来实现，只要能够对循环发电装置产生净化即可。在碳氢气化炉底部连通有排渣管16及设置在排渣管上的排渣阀17。

下面结合附图1，对本实用新型的工作原理再进行说明：通过进料端5向碳氢气化炉1内添蓝炭，而从回流管7中向碳氢气化炉中输入低温低压水蒸气，水蒸气穿过反应床6与反应床上的煤进行反应，反应生成大量的高温氢气和二氧化碳，方程式：C(s)+2H2O(g)＝CO2(g)+2H2(g)；ΔH＝90kJ/mol(吸热反应)；C和H2O在700—800度高温下反应生成CO2+2H2；根据盖斯定律：一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。以上方程式由1.C+H2O＝CO+H2条件高温；2.CO+1/2O2＝CO2组成。二氧化碳从与碳氢气化炉连通的二氧化碳排出端18排出，由于二氧化碳易溶于水，氢气难溶于水，在碳氢气化炉内储有水，二氧化碳排出端一端伸入水中，用于引流水中的二氧化碳，另一端处于碳氢气化炉外部，用于将二氧化碳排出，这样碳氢气化炉内实现了二氧化碳与氢气的分离，分离后的高温氢气从碳氢气化炉的排出端排入到燃气轮机2中作为燃气轮机的工作介质，输送到燃气轮机，与相应比例的纯氧气在高温下进行反应，如下反应方程式：H 2(g)+(1/2)O ₂(g)＝H ₂O(g)；ΔH＝-241.8kJ/mol(放热反应)，产生热量以驱使第一发电机8进行发电，而燃气轮机工作过程中产生的高温蒸汽从其气体排出端进入余热锅炉4中，对余热锅炉中的蒸汽盘管10内液体介质进行换热，即促使蒸汽盘管内的液体介质转换为高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机3中，作为蒸汽轮机的工作介质，蒸汽轮机工作以驱使第二发电机11工作，而蒸汽轮机排出的低温低压蒸汽通过回流管回流到碳氢气化炉中，作为与碳氢气化炉内煤反应的水蒸气，这样实现循环发电装置的一个循环发电过程。

Claims (4)

1.循环发电装置，包括碳氢气化炉、燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉，其特征在于，

所述碳氢气化炉设有向炉内添加煤的进料端，在碳氢气化炉内设有反应床，碳氢气化炉连通有向炉内输入水蒸汽的回流管，通入碳氢气化炉内的水蒸气与碳氢气化炉内的煤在反应床上进行反应，生成含有高温氢气的气体从碳氢气化炉的排出端排出；

从碳氢气化炉排出端排出的高温气体进入燃气轮机中，作为燃气轮机工作的动力气源；燃气轮机的动力输出端连接有第一发电机；燃气轮机的气体排出端排出的高温蒸汽进入余热锅炉中；

余热锅炉内设有通入液体介质的蒸汽盘管，蒸汽盘管内的液体介质经过余热锅炉产生高温高压的蒸汽，蒸汽盘管内产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机的蒸汽输入端连通，蒸汽轮机的动力输出端连接有第二发电机，所述蒸汽轮机的蒸汽排出端与所述回流管连通。

2.根据权利要求1所述的循环发电装置，其特征在于，所述燃气轮机的进气端连通有输入纯氧的输入端。

3.根据权利要求1所述的循环发电装置，其特征在于，所述余热锅炉的排出端连通有集水池，集水池与所述蒸汽盘管通过输入管道形成连通，在输入管道上装配有输液泵。

4.根据权利要求1所述的循环发电装置，其特征在于，所述回流管上设置有DBD介质阻挡放电装置。