TWM564082U - 蒸氣發電系統 - Google Patents

Abstract

一種蒸氣發電系統，包括燃料儲存單元，儲存燃料棒；點火單元，設置於儲電站，提供電流並點燃燃料棒，並產生熱能；燃燒室，為具有圓錐曲面結構的燃燒室，聚集熱能，其中頂部更設置有二傳熱棒；鍋爐，為橢圓柱狀鍋爐，透過玻璃材料連接燃燒室，且二傳熱棒設置於鍋爐焦點，提供熱能於鍋爐產生水蒸氣；蒸氣發電單元，透過水蒸氣產生動力，使蒸氣發電單元產生電力；供水單元，包括海水淡化裝置及水循環管線，提供鍋爐用水及冷卻用水；空氣循環單元，包括真空幫浦、淨化裝置以及空氣管線，吸取並淨化燃料棒燃燒時產生的有害氣體；以及廢料儲存單元。

Description

蒸氣發電系統

本新型創作是有關於一種蒸氣發電系統，且特別是有關於一種具有圓錐曲面結構的蒸氣發電系統。

由於社會的進步，不斷追求經濟的成長，對於能源的需求也是與日俱增，尤其是電力是工業發展提升經濟競爭力最重要的能源之一，藉由電力提供的能源進而驅動設備，促進經濟成長。而目前所知，電力主要是藉由能源設備進行發電，常見的發電方法有依賴石化能源的火力發電、蒸氣發電、核能發電、太陽能發電、水力發電、風力發電以及地熱發電等方式，然而石化能源的火力發電以及蒸氣發電，不斷消耗地球既有資源、製造汙染更破壞環境，產生的二氧化碳及各種有毒氣體大量排放，不僅危害人類健康，更導致溫室效應。

因此，如何在必須使用石化能源的發電情況下，有效控制熱水鍋爐的大小、熱度，進氣壓力及鍋爐出口水與水蒸氣的分壓，以最高的熱轉換效率為標的，來建置良好的高效能蒸氣發電設備，便是我們極力追求的目標。

本新型創作提供一種蒸氣發電系統，其目的透過將燃燒室與鍋爐設計成圓錐曲面的型式，透過光學性能聚集熱能，在短時間內加熱鍋爐內的水，產生大量水蒸氣，傳給蒸氣發電系統轉換成電能，有效的減少能量的浪費，提升蒸氣發電效率。

本新型創作蒸氣發電系統，包括：一燃料儲存單元、一點火單元、一燃燒室、一鍋爐、一蒸氣發電單元、一供水 單元、一空氣循環單元以及一廢料儲存單元。燃料儲存單元，係用以儲存一燃料棒；點火單元，係設置於一儲電站，用以提供電流並點燃該燃料棒，並產生一熱能；燃燒室，係為具有一圓錐曲面結構的該燃燒室，用以聚集該熱能，其中該頂部更設置有二傳熱棒；鍋爐，係為一橢圓柱狀鍋爐，透過一玻璃材料連接該燃燒室，且該二傳熱棒設置於該橢圓柱狀鍋爐焦點，用以提供該熱能於該鍋爐產生一水蒸氣；蒸氣發電單元，係透過該水蒸氣產生一動力，使該蒸氣發電單元產生一電力，並儲存該電力於該儲電站；供水單元，係包括一海水淡化裝置及一水循環管線，用以提供一鍋爐用水及一冷卻用水；空氣循環單元，係包括一真空幫浦、一淨化裝置以及一空氣管線，用以吸取並淨化該燃料棒燃燒時產生的一有害氣體；以及廢料儲存單元，係用以儲存燃燒後的該燃料棒。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃料儲存單元更包括一載具用以運輸該燃料棒至該燃燒室。

在本新型創作之一實施例中，上述之點火單元更包括用以點燃材料為一煤炭或一高熱值鈍感燃料的該燃料棒。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室為一圓錐曲面結構燃燒室，更包括一圓錐曲面頂部結構、一第一圓錐曲面結構閘門、一第二圓錐曲面結構閘門。

在本新型創作之一實施例中，上述之圓錐曲面結構燃燒室更包括拋物面柱燃燒室或半橢圓柱燃燒室。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室更包括依據該圓錐曲面結構於圓錐曲面焦點的連線為一焦線。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室更包括依據該圓錐曲面結構於該燃燒室底部平面該焦線處設置一半圓柱狀凹槽，用以放置該燃料棒。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室中燃燒該燃料棒產生一幅射熱能，透過該燃燒室底部平面垂直向上反 射，依據原傳導路徑反射至該半圓柱狀凹槽，以聚集該熱能。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室中燃燒該燃料棒產生一幅射熱能，透過該第一圓錐曲面結構閘門以及該第二圓錐曲面結構閘門反射至該半圓柱狀凹槽，以聚集該熱能。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室與該鍋爐更包括透過高能量穿透率以及耐高溫的玻璃材料連結。

在本新型創作之一實施例中，上述之鍋爐透過該燃燒室取得一幅射熱能以及該傳熱棒取得一傳導熱能。

在本新型創作之一實施例中，上述之供水單元透過設置於該燃燒室的一供水閘門，使該水循環管線提供該鍋爐透過該海水淡化裝置淡化並去除鹽分的該鍋爐用水，以及使該鍋爐的水透過該水循環管線送至該海水淡化裝置冷卻。

在本新型創作之一實施例中，上述之空氣循環單元透過該真空幫浦使該燃燒室內壓力為一大氣設定值，並透過該淨化裝置過濾該燃燒室中的一溫室氣體以及一有害氣體。

在本新型創作之一實施例中，上述之廢料儲存單元透過該燃燒室燃燒該燃料棒產生一固體廢料，開啟該半圓柱狀凹槽，使該固體廢料儲存於該廢料儲存單元。

在本新型創作之一實施例中，上述之燃燒室與該鍋爐內層為表面光滑的一銀白色純金屬表面，外層為一絕熱物質表面。

本新型創作的效果在於，此蒸氣發電系統將鍋爐與燃少室設計能圓錐曲面結構，可使輻射熱經過有限次數的反社重新回到焦線，將大部分能量傳給爐內的水或是燃料棒，以大幅減少熱量散失，更透過供水單元以及空氣循環單元，有效抽換室內空氣，充分力用海洋資源，使高能燃料成為可靠的發電能源。

110‧‧‧燃料儲存單元

120‧‧‧點火單元

130‧‧‧燃燒室

140‧‧‧鍋爐

150‧‧‧蒸氣發電單元

160‧‧‧供水單元

170‧‧‧空氣循環單元

180‧‧‧廢料儲存單元

210‧‧‧儲電站

211‧‧‧點火單元

220‧‧‧燃燒室

221‧‧‧半圓柱狀凹槽

230‧‧‧鍋爐

240‧‧‧蒸氣發電單元

250‧‧‧燃料儲存單元

251‧‧‧載具

260‧‧‧空氣循環單元

261‧‧‧空氣管線

270‧‧‧供水單元

271‧‧‧水循環管線

280‧‧‧廢料儲存單元

310‧‧‧拋物面柱燃燒室

320‧‧‧輻射熱線

410‧‧‧半橢圓柱燃燒室

411‧‧‧輻射擋板

420‧‧‧輻射熱線

圖1是根據本新型創作之蒸氣發電系統的裝置示意圖。

圖2是根據本新型創作之蒸氣發電系統的結構示意圖。

圖3是根據本新型創作之蒸氣發電系統的拋物面柱燃燒室熱輻射反射示意圖。

圖4是根據本新型創作之蒸氣發電系統的半橢圓柱燃燒室熱輻射反射示意圖。

為讓本新型創作之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1是根據本新型創作之蒸氣發電系統的裝置示意圖。在圖1中，蒸氣發電系統包括一燃料儲存單元110、一點火單元120、一燃燒室130、一鍋爐140、一蒸氣發電單元150、一供水單元160、一空氣循環單元170以及一廢料儲存單元180。燃料儲存單元110，係用以儲存一燃料棒；點火單元120，係設置於一儲電站，用以提供電流並點燃該燃料棒，並產生一熱能；燃燒室130，係為具有一圓錐曲面結構的該燃燒室，用以聚集該熱能，其中該頂部更設置有二傳熱棒；鍋爐140，係為一橢圓柱狀鍋爐，透過一玻璃材料連接該燃燒室130，且該二傳熱棒設置於該橢圓柱狀鍋爐焦點，用以提供該熱能於該鍋爐產生一水蒸氣；蒸氣發電單元150，係透過該水蒸氣產生一動力，使該蒸氣發電單元150產生一電力，並儲存該電力於該儲電站；供水單元160，係包括一海水淡化裝置及一水循環管線，用以提供一鍋爐用水及一冷卻用水；空氣循環單元170，係包括一真空幫浦、一淨化裝置以及一空氣管線，用以吸取並淨化該燃料棒燃燒時產生的一有害氣體；以及廢料儲存單元180，係用以儲存燃燒後的該燃料棒。

於本實施例中，該燃料儲存單元更包括一載具用以運輸該燃料棒至該燃燒室。

於本實施例中，該點火單元更包括用以點燃材料為一煤炭或一高熱值鈍感燃料的該燃料棒。

於本實施例中，該燃燒室為一圓錐曲面結構燃燒室， 更包括一圓錐曲面頂部結構、一第一圓錐曲面結構閘門、一第二圓錐曲面結構閘門。

於本實施例中，該圓錐曲面結構燃燒室更包括拋物面柱燃燒室或半橢圓柱燃燒室。

於本實施例中，該燃燒室更包括依據該圓錐曲面結構於圓錐曲面焦點的連線為一焦線。

於本實施例中，該燃燒室更包括依據該圓錐曲面結構於該燃燒室底部平面該焦線處設置一半圓柱狀凹槽，用以放置該燃料棒。

於本實施例中，該燃燒室中燃燒該燃料棒產生一幅射熱能，透過該燃燒室底部平面垂直向上反射，依據原傳導路徑反射至該半圓柱狀凹槽，以聚集該熱能。

於本實施例中，該燃燒室中燃燒該燃料棒產生一幅射熱能，透過該第一圓錐曲面結構閘門以及該第二圓錐曲面結構閘門反射至該半圓柱狀凹槽，以聚集該熱能。

於本實施例中，該燃燒室與該鍋爐更包括透過高能量穿透率以及耐高溫的玻璃材料連結。

於本實施例中，該鍋爐透過該燃燒室取得一幅射熱能以及該傳熱棒取得一傳導熱能。

於本實施例中，該供水單元透過設置於該燃燒室的一供水閘門，使該水循環管線提供該鍋爐透過該海水淡化裝置淡化並去除鹽分的該鍋爐用水，以及使該鍋爐的水透過該水循環管線送至該海水淡化裝置冷卻。

於本實施例中，該空氣循環單元透過該真空幫浦使該燃燒室內壓力為一大氣設定值，並透過該淨化裝置過濾該燃燒室中的一溫室氣體以及一有害氣體。

於本實施例中，該廢料儲存單元透過該燃燒室燃燒該燃料棒產生一固體廢料，開啟該半圓柱狀凹槽，使該固體廢料儲存於該廢料儲存單元。

於本實施例中，該燃燒室與該鍋爐內層為表面光滑的一銀白色純金屬表面，外層為一絕熱物質表面。

圖2是根據本新型創作之蒸氣發電系統的結構示意圖。說明如下：在本新型創作實施例中，點火單元211設置於儲電站210中，開啟點火單元211時，儲電站210提供電能於燃燒室220中的半圓柱狀凹槽221點燃燃料棒，燃料棒產生熱能加熱鍋爐230，產生大量水蒸氣傳送給蒸氣發電單元240轉換成機械能以及電能，並透過儲電站210儲存電能。

於本實施例中，透過載具251由燃料儲存單元250運送燃料棒至燃燒室220，補充燃料棒時，開啟空氣循環單元260控制燃燒室220中大氣壓力為正常壓力，並透過空氣管線261將燃燒室220中溫室氣體及有害氣體吸至淨化裝置進行淨化處理。

於本實施例中，載具251具有適當斜度，使燃料棒自動落至燃燒室220中半圓柱狀凹槽221。

於本實施例中，透過水循環管線271於燃燒室220底部閥門取得鍋爐水至供水單元270冷卻，並透過海水淡化裝置淡化海水去除鹽分，以提供鍋爐230產生水蒸氣用水。

於本實施例中，燃料棒燃燒後產生固體廢料後，開啟半圓柱狀凹槽221，使固體燃料掉落至廢料儲存單元280。

圖3是根據本新型創作之蒸氣發電系統的拋物面柱燃燒室熱輻射反射示意圖，說明如下：在本新型創作實施例中，燃燒室頂部與左右兩側閘門為拋物面形狀，底部與前後兩側為平面，使燃燒室成為內部光滑鏡面的拋物面柱燃燒室310，將半圓柱狀凹槽設置於焦點連接成的焦線上，當平行中心軸的輻射熱線320，經由鏡面反射透過焦點入射到中心軸線另一邊的鏡面上，往中心軸線反方向傳播反射至半圓柱狀凹槽，透過拋物面的光學性質聚集輻射熱，以減少不必要的干涉與耗散，提升加熱效率。

圖4是根據本新型創作之蒸氣發電系統的半橢圓柱燃燒室熱輻射反射示意圖，說明如下：在本新型創作實施例中， 燃燒室為內部光滑鏡面的半橢圓柱燃燒室410，以橢圓焦線為軸線設置兩道半圓柱狀凹槽，於半圓柱狀凹槽覆蓋輻射擋板411，當輻射熱線420於半橢圓柱燃燒室410的焦點出發，經由鏡面反射，通過另一個焦點入射到橢圓面長軸另一邊的鏡面上，再通過原本的焦點入射鏡面，聚集輻射熱，以減少不必要的干涉與耗散，提升加熱效率。

綜上所述，本新型創作可提升蒸氣發電效率，透過幾何光學的應用，將鍋爐與燃燒室設計成橢圓柱及拋物面柱的形狀，可使輻射熱經過有限次數的反射重回焦線，將大部分能量傳給鍋爐內的水，以大幅減少熱量散失，更透過供水單元以及空氣循環單元，充分利用海洋資源，並有效抽換室內空氣並加以淨化，增加蒸氣發電的實用性以及再利用性。

雖然本新型創作以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何熟習相像技藝者，在不脫離本新型創作之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本新型創作之專利保護範圍內。

Claims (10)

1. 一種蒸氣發電系統，其中包括：一燃料儲存單元，係用以儲存一燃料棒；一點火單元，係設置於一儲電站，用以提供電流並點燃該燃料棒，並產生一熱能；一燃燒室，係為具有一圓錐曲面結構的該燃燒室，用以聚集該熱能，其中該頂部更設置有二傳熱棒；一鍋爐，係為一橢圓柱狀鍋爐，透過一玻璃材料連接該燃燒室，且該二傳熱棒設置於該橢圓柱狀鍋爐焦點，用以提供該熱能於該鍋爐產生一水蒸氣；一蒸氣發電單元，係透過該水蒸氣產生一動力，使該蒸氣發電單元產生一電力，並儲存該電力於該儲電站；一供水單元，係包括一海水淡化裝置及一水循環管線，用以提供一鍋爐用水及一冷卻用水；一空氣循環單元，係包括一真空幫浦、一淨化裝置以及一空氣管線，用以吸取並淨化該燃料棒燃燒時產生的一有害氣體；以及一廢料儲存單元，係用以儲存燃燒後的該燃料棒。
2. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該燃料儲存單元更包括一載具用以運輸該燃料棒至該燃燒室。
3. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該點火單元更包括用以點燃材料為一煤炭或一高熱值鈍感燃料的該燃料棒。
4. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該燃燒室更包括依據該圓錐曲面結構於該燃燒室底部平面一焦線處設置一半圓柱狀凹槽，用以放置該燃料棒。
5. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該廢料儲存單元透過該燃燒室燃燒該燃料棒產生一固體廢料，開啟該半圓 柱狀凹槽，使該固體廢料儲存於該廢料儲存單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該燃燒室與該鍋爐更包括透過高能量穿透率以及耐高溫的玻璃材料連結。
7. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該鍋爐透過該燃燒室取得一幅射熱能以及該傳熱棒取得一傳導熱能。
8. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該供水單元透過設置於該燃燒室的一供水閘門，使該水循環管線提供該鍋爐透過該海水淡化裝置淡化並去除鹽分的該鍋爐用水，以及使該鍋爐的水透過該水循環管線送至該海水淡化裝置冷卻。
9. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該空氣循環單元透過該真空幫浦使該燃燒室內壓力為一大氣設定值，並透過該淨化裝置過濾該燃燒室中的一溫室氣體以及一有害氣體。
10. 如申請專利範圍第1項所述的蒸氣發電系統，其中該燃燒室與該鍋爐內層為表面光滑的一銀白色純金屬表面，外層為一絕熱物質表面。