CN209800099U - 一种热能震荡联合循环发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于发电技术领域，具体涉及一种热能震荡联合循环发电系统，所述系统由串联的汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件构成，所述汽轮发电机组件由第一发电机、汽轮机、凝汽器、软化水箱、水泵、余热锅炉组成；所述汽轮机、凝汽器、软化水箱、水泵、余热锅炉通过管路依次串联，所述第一发电机连接至所述汽轮机；所述燃气轮机发电组件由依次串联的第二发电机、燃气轮机、热能震荡发电机组、余热锅炉和烟囱构成，所述汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件通过共用的余热锅炉实现串联。所述热能震荡发电机组由多个热能震荡发电机组成。本实用新型使发电启停更快捷，进一步提升燃气——蒸汽联合循环发电效率。
Description
技术领域
本实用新型属于发电技术领域，具体涉及一种热能震荡联合循环发电系统。
背景技术
目前，全世界电能消费已占终端能源消费总量的40％左右。其中，热力发电占据主要位置，其发电量约占全世界发电总量的80％。我国大多采用燃煤火力发电厂发电，其最高发电效率略高于40％，由于材料的限制，继续提高蒸汽参数很困难，汽轮机发电机组供电效率进一步提高的余地已经不大，能预测到的不会超过10个百分点。燃气-蒸汽联合循环发电机组具有热效率高、污染排放低、节省投资、建设周期短、启停快捷、调峰性能好、占地少、节水、厂用电率低和可靠性强、维修方便等优点，目前整体煤气化联合循环技术发电净效率可达到60％。与常规燃煤电厂相比，联合循环机组具有极大的优势，已受到研究者及政府的重视，但目前的设备技术已很难继续对发电效率明显提升，且启停时间较长。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种使发电启停更快捷，进一步提升燃气——蒸汽联合循环发电效率的热能震荡联合循环发电系统。
本实用新型的技术方案为：提供一种热能震荡联合循环发电系统，所述系统由串联的汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件构成，所述汽轮发电机组件由第一发电机、汽轮机、凝汽器、软化水箱、水泵、余热锅炉组成；所述汽轮机、凝汽器、软化水箱、水泵、余热锅炉通过管路依次串联，所述第一发电机连接至所述汽轮机；所述燃气轮机发电组件由依次串联的第二发电机、燃气轮机、热能震荡发电机组、余热锅炉和烟囱构成，所述汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件通过共用的余热锅炉实现串联。
优选地，所述燃气轮机由顺序连接的压气机、燃烧室和透平构成。
优选地，所述热能震荡发电机组包括若干个热能震荡发电机，若干个热能震荡发电机分成若干组并联，每组中的热能震荡发电机依次串联。
优选地，所述热能震荡发电机组由多个热能震荡发电机组成；所述热能震荡发电机由热端吸热翅片、热端换热器、回热器、室温换热器、排出器、电机基座、定子、动力活塞、动力活塞支撑组成；所述热端吸热翅片吸热，热量依次通过轴向布置的热端换热器、回热器、室温换热器，使得排出器两端形成温度梯度，排出器两端设置用于以一定频率压缩或膨胀的空腔，所述动力活塞设置在所述排出器两端的空腔内，所述定子中的线圈环向设置在所述动力活塞的切割部两侧，所述动力活塞受以一定频率压缩或膨胀的空腔驱动，从而切割线圈。
本实用新型的有益效果为：
1.系统由汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件两套系统联合循环，整体发电效率大大提高。
2.热能震荡发电机组由多组热能震荡外燃发电机通过模块化集成，热能震荡外燃发电机是一种新型外燃斯特林热机，它具有广泛的热源适应性，且启停快捷。通过透平后的工质流经热能震荡发电机组，热能震荡外燃发电机吸收热能实现对电能的高效转化。
3.燃烧室环绕燃气轮机安装，在燃烧室端面有燃气的入口，空气和燃气充分混合后在燃烧室内燃烧，将燃料的化学能转化为工质的热能，燃烧后的工质进入到透平区，透平通过工质的膨胀再将热能装换为机械能，并带动发电机发电。
4.设置软化水箱用于降低水硬度，防止运行形成水垢。
5.设置凝汽器，用于冷却水吸收掉工质中的废热，回收工质。
附图说明
图1是本实用新型热能震荡联合循环发电系统结构示意图。
图2是本实用新型热能震荡联合循环发电系统的燃气轮机结构示意图。
图3是本实用新热能震荡联合循环发电系统的热能震荡发电机结构示意图。
附图中各部件的标记如下：1、第一发电机；2、汽轮机；3、凝汽器；4、软化水箱；5、水泵；6、余热锅炉；7、烟囱；8、热能震荡发电机组；9、燃气轮机；10、第二发电机；11、压气机；12、燃烧室；13、透平热；81、热端吸热翅片；82、热端换热器；83、回热器；84、室温换热器；85、排出器；86、电机基座；87、定子；88、动力活塞；89、动力活塞支撑。
具体实施方式
本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，本实用新型提供了一种热能震荡联合循环发电系统，所述系统由串联的汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件构成，所述汽轮发电机组件由第一发电机1、汽轮机2、凝汽器3、软化水箱4、水泵5、余热锅炉6组成；所述第一发电机1、汽轮机2、余热锅炉6通过管路依次串联，所述凝汽器3、软化水箱4、水泵5通过管路依次串联，其中所述凝汽器3连接至所述汽轮机2，所述水泵5连接至所述余热锅炉6；所述燃气轮机9发电组件由依次串联的第二发电机10、燃气轮机9、热能震荡发电机组8、余热锅炉6和烟囱7构成，所述汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件通过共用的余热锅炉6实现串联。
请参阅图2所示，所述燃气轮机9由顺序连接的压气机11、燃烧室12和透平13构成。
所述热能震荡发电机组包括若干个热能震荡发电机，若干个热能震荡发电机分成若干组并联，每组中的热能震荡发电机依次串联。
请参阅图3所示，所述热能震荡发电机组由多个热能震荡发电机组成；所述热能震荡发电机由热端吸热翅片81、热端换热器82、回热器83、室温换热器84、排出器85、电机基座86、定子87、动力活塞88、动力活塞支撑89组成；所述热端吸热翅片81吸热，热量依次通过轴向布置的热端换热器82、回热器83、室温换热器84，使得排出器85两端形成温度梯度，排出器85两端设置用于以一定频率压缩或膨胀的空腔，所述动力活塞88设置在所述排出器85两端的空腔内，所述定子87中的线圈环向设置在所述动力活塞88的切割部两侧，所述动力活塞88受以一定频率压缩或膨胀的空腔驱动，从而切割线圈。所述动力活塞88底部安装在动力活塞支撑89上。热能震荡外燃发电机使用长柄排出器在轴线方向上往复运动，代替传统的斯特林热机中的曲轴旋转，通过控制排出器动子组件的质量以及平面弹簧刚度等调节电机腔体内部工质气体波动压力，通过阻抗匹配与工质震动耦合的方式实现与直线电机之间的高效耦合，构建高效的斯特林热机。
本实用新型的工作原理：汽轮机发电组件是以水和水蒸气为工质的热机，水泵5用于提高工质的压力，为实现热能向机械能转换提供条件，余热锅炉6的作用是提高工质的温度，将燃料的化学能转化为工质的热能；凝汽器3的作用是用冷却水吸收掉工质中的废热，并回收工质；软化水箱4用于降低水硬度，防止运行形成水垢；汽轮机2的作用是通过工质的膨胀将热能装换为机械能，并带动第一发电机1发电。
燃气轮机9内部压气机11从周围大气中吸入空气，增压后供给燃烧室，燃烧室12环绕燃气轮机安装，在燃烧室12端面有燃气的入口，空气和燃气充分混合后在燃烧室12内燃烧，将燃料的化学能转化为工质的热能，燃烧后的工质进入到透平区，透平13通过工质的膨胀再将热能装换为机械能，并带动发电机发电。燃气轮机9启动时，先把发电机当作电动机带动压气机11旋转，把空气压入燃烧区。燃机点火后，则逐渐转变至由透平带动压气机11旋转压气。为了进一步提升燃气热利用率和系统发电效率，将热能震荡发电机组8安装于燃气轮机9后的高温气体排出口，充分利用热能震荡外燃发电机启停快捷性和广泛的热源适应性，热能震荡外燃发电机吸收燃气轮机后端流出的工质热能实现对电能的高效转化。经过燃气轮机发电系统后的高温工质进入到余热锅炉6内，与锅炉内部的水及水蒸气换热，在水泵5的增压下，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到汽轮机2叶片上，使装有叶片排的转子旋转，带动发电机发电。软化水箱降低循环水硬度，防止生产水垢；凝汽器3用冷却水吸收掉工质中的废热，回收工质。
系统由汽轮机发电系统和燃气轮机发电系统两套系统联合循环，整体发电效率超过70％。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种热能震荡联合循环发电系统，其特征在于，所述系统由串联的汽轮发电机组件和燃气轮机发电组件构成，所述汽轮发电机组件由第一发电机、汽轮机、凝汽器、软化水箱、水泵、余热锅炉组成；所述汽轮机、凝汽器、软化水箱、水泵、余热锅炉通过管路依次串联，所述第一发电机连接至所述汽轮机；所述燃气轮机发电组件由依次串联的第二发电机、燃气轮机、热能震荡发电机组、余热锅炉和烟囱构成，所述汽轮机发电组件和燃气轮机发电组件通过共用的余热锅炉实现串联。
2.根据权利要求1所述的热能震荡联合循环发电系统，其特征在于，所述燃气轮机由顺序连接的压气机、燃烧室和透平构成。
3.根据权利要求1所述的热能震荡联合循环发电系统，其特征在于，所述热能震荡发电机组包括若干个热能震荡发电机，若干个热能震荡发电机分成若干组并联，每组中的热能震荡发电机依次串联。
4.根据权利要求3所述的热能震荡联合循环发电系统，其特征在于，所述热能震荡发电机组由多个热能震荡发电机组成；所述热能震荡发电机由热端吸热翅片、热端换热器、回热器、室温换热器、排出器、电机基座、定子、动力活塞、动力活塞支撑组成；所述热端吸热翅片吸热，热量依次通过轴向布置的热端换热器、回热器、室温换热器，使得排出器两端形成温度梯度，排出器两端设置用于以一定频率压缩或膨胀的空腔，所述动力活塞设置在所述排出器两端的空腔内，所述定子中的线圈环向设置在所述动力活塞的切割部两侧，所述动力活塞受以一定频率压缩或膨胀的空腔驱动，从而切割线圈。
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| CN201920159906.6U CN209800099U (zh) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 一种热能震荡联合循环发电系统 |
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| CN201920159906.6U Active CN209800099U (zh) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 一种热能震荡联合循环发电系统 |
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| CN (1) | CN209800099U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114704458A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-05 | 中国电建集团江西省电力设计院有限公司 | 一种9h级联合循环燃气机组汽动给水泵密封水系统 |
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2019
- 2019-01-30 CN CN201920159906.6U patent/CN209800099U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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