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發電方法及其發電裝置的制作方法

文檔序號:5211509閱讀:171來源:國知局(ju)
專利名稱:發電方法及其發電裝置的制作方法
技術領域
本發明屬于發電技術領域,特別屬于利用空氣能、冰冷能、太陽能或溫差能等進行發電的方法及裝置。
背景技術
與本發明相近的技術,是“太陽池熱發電系統”(引自《新能源發電技術》中國電力出版社)。太陽池實質上是一個含鹽量具有一定濃度的鹽水池。池上部保有一層較輕的新鮮水,底部為較重的鹽水,使在沿太陽池的豎直方向維持一定的鹽度梯度。太陽光的可見光和紫外線部分可以透過幾米深的清凈水,這部分輻射能量將被池的深色底部吸收。由于凈水體是一個很好的有效絕熱體,因此,良好設計的太陽池的最底層的水,由于不斷吸熱而可能沸騰。必須盡量避免這種沸騰,這是因為池底水一旦沸騰,將毀壞池內穩定的密度梯度。所以,在設計用于各種太陽熱利用和熱發電的太陽池時,必須做到既能有效的進行大量有用熱的轉移,而又可切實避免池底水沸騰。
太陽池不能采用不同工質的熱交換管網進行換熱。熱力學原理指出,流體層可以從池底緩慢移走而不擾亂水體主體。這樣就可以用泵從池底抽出被加熱的鹽水,通過熱交換器換熱后,再送回池底。由于回流的流體比抽出的流體溫度低,因此能夠做到將加熱的鹽水從池底抽出,同時維持池內所需要的密度梯度而不致擾動太陽池正常工作。
應用太陽池的上述特性,將天然鹽水湖建成太陽池,就是一個巨大的平板太陽集熱器。利用它吸收太陽能,再通過熱交換器加熱低沸點工質產生過熱蒸汽,驅動汽輪發電機組發電,這就是太陽池熱發電的原理。
以色列奧爾馬特汽輪機公司在美國加州冬圣伯納第諾地區一個干涸湖泊上建筑了世界上最大的太陽池發電站,其總凈發電功率為48MW,第一組12MW機組與1985年投入運行,整座電站于1987年12月投入運行。
這座電站有四個鹽水湖,每個面積48×1000平方米,池深3.6至4.8米,可供1至2組汽輪發電機組發電。池底的濃鹽水被太陽光加熱后,溫度可達93.3度。用泵將濃鹽水抽出,通過熱交換器加熱氟里昂,使之汽化,產生過熱蒸汽,驅動低沸點工質汽輪發電機組發電。汽輪機排出的蒸汽經凝汽器凝結后,返回熱交換器再進行加熱。系統運行溫度可達82.2度。該電站由奧爾馬特公司設計,建造和經營,產生的電能賣給加州愛迪生電網。
目前此技術屬于開發示范應用階段。由于建造太陽池需要一定的地域限制,只能在沿海或鹽水湖地區建造,且技術難度較高,適宜大容量并網發電。
由于傳統的燃料能源一天天的減少,對環境造成的危害日益突出,發展新型,潔凈,可再生能源的時代已經來臨。許多國家都進行著這方面的研究和開發。而我國更是能源需求大國。因此,開發利用新型潔凈能源更是具有重大的現實意義。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是,提供一種利用廣泛存在于自然界中的各種能量進行發電的方法;本發明所要解決的另一技術問題是,提供一種利用廣泛存在于自然界中的各種能量進行發電的裝置。
本發明提出了利用冬季儲冰或雪,待氣溫較高(空氣中含有無窮無盡的能量)時,利用空氣與冰或雪的溫差能發電的方法,開創了一種新的能源利用方法(暫且定義冰或雪融化時所需的能量為冰冷能)。眾所周知,當水凝結成冰時,需要放出熱量,而當冰熔化為水時,需要吸收熱量,而冰與水在溫度升高或降低時,都伴隨著能量的轉移。而冰是一種廣泛存在且易于儲存的物質。因此,儲存了冰就相當于儲存了能量。由熱力學第二定律我們知道(從單一熱源吸收熱量而全部轉化為有用功的機械稱為第二類永動機)。第二類永動機是不可能造成的。因此,若想有效的利用空氣中的熱能作功,就必須有與之相對應的低溫物質來配合。我們在這里做一簡單計算由物理學可知,1千克冰熔化為水所需熱量為335KJ,而1千克-20℃的冰溫度升高至0℃,所需熱量為42KJ,而1千克水由0℃升至20℃所需熱量為84KJ。假設我們取工作區間為-20℃冰至20℃水,則若使1千克-20℃冰升溫變成20℃的水,所需熱量約為335KJ+42KJ+84KJ=461KJ。對比一下,燃燒1千克標準煤所放出的熱量為29000KJ。用29000KJ除以461KJ,可得出29000/461=62.9,也即用62.9千克冰吸收的熱量,相當于1千克煤燃燒時放出的熱量,也即儲存62.9千克的冰所得的冷能相當于得到1千克的煤的能量價值。若建造一個10000米×10000米×50米的儲冰庫,則相當于得到了一個儲量為79491255噸的煤礦。同理,若建造一個100000米×10000米×50米的儲冰庫,則相當于得到了一座儲量將近8億噸的大型煤礦。而我國東北地區幅員遼闊,寒冷季節漫長,可以得到無窮無盡的冷能量。若在沿海地區,則可引海水制冰儲存,即可得到能量,也可在發電的同時,將冰熔化為淡水。(海水冷凍后,結冰部分為淡水,而所剩海水部分濃度變大。)從而解決海水淡化的問題。我國渤海僅遼東灣一地,每年冬季自然結冰量可達2。5*1000000000立方米,還可以人工造冰,產量將能提高許多倍,(這些冰融化后又是純度很高的淡水)若將這些冰運至東海(上海)或南部海域,與那里的高溫空氣或海水或公知的熱源系統相結合,組成發電系統,既可解決(上海的)能源問題,又可解決淡水問題。我國是同緯度冰川最多的國家之一,高山冰川總面積約58600平方公里,冰川總儲量5130*1000000000立方米,如我國云南的雪山,山上常年積雪不化,山下四季溫暖如春,若將山上常年積雪開采下來,與山下的高溫空氣或水或公知的熱源系統相結合,組成發電系統,將得到巨大的能量。而所有這些冰又是每年可循環再生,且是有利于環保的新型能源。在我國的新疆、西藏、東北都有大量的冰山或常年積雪靜靜地躺在那里已不知多少年了,而且,冰或雪又是一種可自然再生或人工制造成本極低的物質,若能有效地加以開發利用,將是一種無窮無盡的能源寶藏。
然而,用冰或雪來發電也存在著許多技術上的難點,其中,最主要的就是能源的集中度的問題,高原或高山冰雪,分布極廣,但卻并不集中,且地形地貌不利于安置設備,若就地直接將發電設備安裝于高原或高山冰雪之上,用來發電是行不通的,是沒有實用性的,必須將高原或高山冰雪采集下來,加以集中,置于儲冰或儲雪裝置之中,加以利用,才有實用價值。在許多情況下,高原或高山冰雪地區,雖然冰雪儲量極大,但當地的空氣溫度或地下水溫度也很低或太陽能資源不豐富,很難找到與之配套的相應熱源系統,理論上說,熱源系統溫度只要高于冰或雪的溫度即可發電,但實際應用上,熱源系統溫度應高于5℃才有實用性,因此,需要將冰或雪運到溫度較高的地區,可利用當地的高于5℃的地下水或高于5℃的空氣或太陽能組成相應的豐富的熱源系統,因此,本發明設計了管道輸冰或雪系統,可直接從高原或冰山之上將冰或雪通過管道輸送到所須目的地。
在我國許多地區晝夜溫差很大(如西北內陸地區,多數超過30℃,高者達60℃),可分別采用不同熔點的相變材料白天儲熱、夜晚儲冷,分別作為熱源系統與冷凝系統組成發電系統。物質由故態轉化為液態,由液態轉化為氣態,或自固態直接轉化為氣態,都將吸收相變熱,進行逆過程時將釋放相變熱。優選的,許多水化鹽或有機相變材料都可利用。
白天將太陽能或高溫空氣中的能量,加熱相應高熔點的相變材料,使之變為液態,加以保溫儲存,用做熱源系統,夜晚取相應低熔點的相變材料,與冷空氣交換熱量,冷卻成固態,加以保溫儲存,用做冷凝系統,與熱源系統組成發電系統。
在我國北部高寒地區,冬季漫長而寒冷,可選用低熔點的相變材料,(優選的,熔點在0--35℃)用以儲存冷能(自定義,在低溫下,相變材料由液態轉化為固態,釋放的熱能,定義為吸收的冷能),用以冷凝系統,可選地下水,或江、河、湖、海冰層下的水或公知的熱源做熱源系統組成發電系統。
本發明發電方法的技術方案是一種發電方法,包括以下步驟通過熱源系統加熱蒸發器中的低沸點工質,使之汽化,產生高壓蒸汽,所述熱源系統是溫度高于冷凝系統,并可將熱量傳導給低沸點工質蒸發器的系統;將高壓蒸汽通入汽輪機并推動汽輪機旋轉,汽輪機帶動發電機發電;高壓蒸汽進入冷凝器,由冷凝系統將其冷凝成液態,所述冷凝系統是儲冷水冷凝系統或儲水冷凝系統或儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或儲相變材料冷凝系統或風冷凝系統;將冷凝成液態的低沸點工質再送入蒸發器內,進行下一循環工作。
所述冷凝系統與熱源系統之間,還包括泵,泵可將冷凝成液態的低沸點工質再送入蒸發器內,進行下一循環工作。
所述冷凝系統是儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統,儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;所述儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成。
所述冷凝系統是儲相變材料冷凝系統,儲相變材料冷凝系統由儲相變材料裝置以及設置在儲相變材料裝置中的相變材料和冷凝器組成;所述冷凝系統是儲水冷凝系統,儲水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的水和冷凝器組成。
所述冷凝系統是風冷凝系統,風冷凝系統由冷凝器和將冷空氣吹向冷凝器的電風扇組成。
所述冷凝系統是儲冷水冷凝系統,儲冷水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的經夜晚冷空氣或低溫天氣冷空氣降溫后的水和冷凝器組成。
所述熱源系統是太陽池熱源系統,太陽池熱源系統由太陽池和設置在太陽池中的低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是儲相變材料熱源系統,儲相變材料熱源系統由儲相變材料裝置和設置在儲相變材料裝置中的相變材料和低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是空氣熱源系統,空氣熱源系統由低沸點工質蒸發器和用于將熱空氣吹向低沸點工質蒸發器的電風扇組成。
所述熱源系統是普通太陽能加熱系統或太陽能加熱系統,太陽能加熱系統由太陽能箱組,保溫水箱,以及設置在保溫水箱中的水和低沸點工質蒸發器組成;所述太陽能箱組中的每一組太陽能箱的箱體均由保溫材料制成,箱體內表面由黑色吸光材料制成,箱體頂部由雙層真空玻璃或高透光多層內充氣塑料膜構成;所述太陽能箱體內裝有高透光水袋,高透光水袋設置有入水口、出水口和放氣口;所述高透光水袋的出水口與所述保溫水箱連接;所述普通太陽能加熱系統,由公知的太陽能熱水器,保溫水箱,以及設置在保溫水箱中的水和低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是空氣能加熱系統,空氣能加熱系統為真空系統,由空氣能蒸發器、設置在儲水箱內的空氣能冷凝器和真空泵組成,空氣能蒸發器的頂部和底部分別通過連通管道與空氣能冷凝器的頂部和底部連接,頂部的連通管道與真空泵之間設置有真空抽氣閥;所述空氣能蒸發器的底部低于所述空氣能冷凝器的底部;所述儲水箱的上部和下部分別設置有入水閥和出水閥。
所述熱源系統是水熱源系統,水熱源系統由儲水裝置以及設置在儲水裝置中的水和低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是綜合熱源系統,綜合熱源系統設置有太陽能箱組和空氣能加熱系統,太陽能箱組中的每一組太陽能箱的箱體均由保溫材料制成,箱體內表面由黑色吸光材料制成,箱體頂部由雙層真空玻璃或高透光多層內充氣塑料膜構成;所述太陽能箱體內裝有高透光水袋,高透光水袋設置有入水口、出水口和放氣口;所述高透光水袋的出水口與所述保溫水箱連接;所述的空氣能加熱系統為真空系統,由空氣能蒸發器、設置在儲水箱內的空氣能冷凝器和真空泵組成,空氣能蒸發器的頂部和底部分別通過連通管道與空氣能冷凝器的頂部和底部連接,頂部的連通管道與真空泵之間設置有真空抽氣閥;所述空氣能蒸發器的底部低于所述空氣能冷凝器的底部;所述儲水箱的上部和下部分別設置有入水閥和出水閥。
本發明發電裝置的技術方案是一種發電裝置,包括汽輪機及與該汽輪機連接的發電機。所述汽輪機的蒸汽入口連接有熱源系統,所述汽輪機的蒸汽出口連接有冷凝系統,熱源系統與冷凝系統之間連接有連通管路。
所述冷凝系統與熱源系統之間,還包括泵,泵可將冷凝成液態的低沸點工質再送入蒸發器內,進行下一循環工作。
所述冷凝系統是儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統,儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;所述儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成。
所述冷凝系統是儲相變材料冷凝系統,儲相變材料冷凝系統由儲相變材料裝置以及設置在儲相變材料裝置中的相變材料和冷凝器組成;所述冷凝系統是儲水冷凝系統,儲水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的水和冷凝器組成。
所述冷凝系統是風冷凝系統,風冷凝系統由冷凝器和將冷空氣吹向冷凝器的電風扇組成。
所述冷凝系統是儲冷水冷凝系統,儲冷水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的經夜晚冷空氣或低溫天氣冷空氣降溫后的水和冷凝器組成。
所述熱源系統是太陽池熱源系統,太陽池熱源系統由太陽池和設置在太陽池中的低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是儲相變材料熱源系統,儲相變材料熱源系統由儲相變材料裝置和設置在儲相變材料裝置中的相變材料和低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是空氣熱源系統,空氣熱源系統由低沸點工質蒸發器和用于將熱空氣吹向低沸點工質蒸發器的電風扇組成。
所述熱源系統是普通太陽能加熱系統或太陽能加熱系統,太陽能加熱系統由太陽能箱組,保溫水箱,以及設置在保溫水箱中的水和低沸點工質蒸發器組成;所述太陽能箱組中的每一組太陽能箱的箱體均由保溫材料制成,箱體內表面由黑色吸光材料制成,箱體頂部由雙層真空玻璃或高透光多層內充氣塑料膜構成;所述太陽能箱體內裝有高透光水袋,高透光水袋設置有入水口、出水口和放氣口;所述高透光水袋的出水口與所述保溫水箱連接;所述普通太陽能加熱系統,由公知的太陽能熱水器,保溫水箱,以及設置在保溫水箱中的水和低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是空氣能加熱系統,空氣能加熱系統為真空系統,由空氣能蒸發器、設置在儲水箱內的空氣能冷凝器和真空泵組成,空氣能蒸發器的頂部和底部分別通過連通管道與空氣能冷凝器的頂部和底部連接,頂部的連通管道與真空泵之間設置有真空抽氣閥;所述空氣能蒸發器的底部低于所述空氣能冷凝器的底部;所述儲水箱的上部和下部分別設置有入水閥和出水閥。
所述熱源系統是水熱源系統,水熱源系統由儲水裝置以及設置在儲水裝置中的水和低沸點工質蒸發器組成。
所述熱源系統是綜合熱源系統,綜合熱源系統設置有太陽能箱組和空氣能加熱系統,太陽能箱組中的每一組太陽能箱的箱體均由保溫材料制成,箱體內表面由黑色吸光材料制成,箱體頂部由雙層真空玻璃或高透光多層內充氣塑料膜構成;所述太陽能箱體內裝有高透光水袋,高透光水袋設置有入水口、出水口和放氣口;所述高透光水袋的出水口與所述保溫水箱連接;所述的空氣能加熱系統為真空系統,由空氣能蒸發器、設置在儲水箱內的空氣能冷凝器和真空泵組成,空氣能蒸發器的頂部和底部分別通過連通管道與空氣能冷凝器的頂部和底部連接,頂部的連通管道與真空泵之間設置有真空抽氣閥;所述空氣能蒸發器的底部低于所述空氣能冷凝器的底部;所述儲水箱的上部和下部分別設置有入水閥和出水閥。
本發明的有益效果是本發明提出了冬儲冰或雪的方法用來發電,建造儲冰或雪庫儲存冷能,開創了新能源利用的一個嶄新領域,開發了一種取之不盡,用之不竭的能源,為新能源的利用開創了一個廣闊的前景;本發明的空氣能加熱系統,使得快速收集空氣中蘊涵的能量成為可能,為有效的利用空氣中所含的無窮無盡的能量提供了一種新的方法;本發明提出了利用溫差能發電的全新的方法;本發明提出了利用相變材料儲能發電的全新的方法;本發明采用太陽能箱組進行加熱,有效的解決了不同水質的結垢問題給設備帶來的不便;本發明不受任何地域條件的限制,并給出了不同地域條件的最佳組合發電方式,可小規模單獨發電,也可大容量并網發電且簡單易行;本發明以空氣能,冰冷能,太陽能,溫差能為能源,無污染,運行成本極低,且有無限資源,是發展潔凈能源的理想方法。


圖1是本發明的原理示意圖;圖2是本發明的空氣能加熱系統的結構示意圖;圖3是本發明的制冰池的結構示意圖;圖4是本發明的儲冰庫的結構示意圖;圖5是本發明的一種實施方式的結構示意圖;圖6是本發明的另一種實施方式的結構示意圖;圖7是本發明的再一種實施方式的結構示意圖;
圖8是本發明的輸冰或雪實施方式的結構示意圖;圖9是本發明的大地熱源系統或大地冷凝系統的結構示意圖;附圖標記1太陽能箱組 2高透光塑料水袋 3出水閥 4出水管道5放氣閥6入水閥 7保溫水箱 8低沸點工質蒸發器9發電機 10汽輪機11冷凝器12泵13冷凝水箱 14入水閥 15出水閥16出水閥17空氣能蒸發器 18連通管道 19連通管道 20儲水箱21空氣能冷凝器 22出水閥23入水閥 24電風扇 25制冰池26入水閥27出水閥28儲冰庫 29通風閥 30放水閥31冷凝器32電風扇33真空泵 34真空抽氣閥 35熱泵36熱交換器 37熱源系統 38冷凝系統 105入冰或雪 106分支管道107主管道 108提升器 109閘門 110閘門 111閘門 112管道118水 119水 120提升箱205入口 206管道群 207出口208大地五具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。
本發明中,冷空氣,冷水,指在同一實施例中,溫度低于熱源系統溫度;熱空氣,熱水,指在同一實施方式中,溫度高于冷凝系統溫度。
如圖示1所示,本發明的發電裝置,包括汽輪機10以及與該汽輪機10連接的發電機9。汽輪機10的蒸汽入口連接有熱源系統37,汽輪機10的蒸汽出口連接有冷凝系統38,熱源系統37與冷凝系統38之間連接有連通管路。
根據不同的氣候條件及地區特點,本發明可以有如下不同的實施例。
實施例一根據我國北方地區寒冷季節長,可制儲冰量大的特點,本實施例中的熱源系采用綜合熱源系統,太陽能箱組為綜合熱源系統的水加熱,空氣能加熱系統為太陽能箱組的水預熱;本實施例中的冷凝系統采用是儲冰或雪冷凝系統。
圖3中,制冰池25,制冰池的上部有一入水閥26,底部有一排水閥27。制冰池25可選一低洼坑地,四周由防滲水防凍材料制成。圖4中,儲冰庫28,可在地底挖一大型倉庫,或選一低洼坑地,四周選用保溫防凍材料建造,底部造一熱交換室安放冷凝器31,其上部有一通氣閥29,底部有一排水閥30。
圖2中,空氣能蒸發器17由金屬散熱材料構成,連通管道18和19,連通管道18的上部有一抽氣閥34,抽氣閥34連接一真空泵33,空氣能冷凝器21由金屬散熱材料構成,儲水箱20的上部有一入水閥23,底部有一出水閥22。
圖5中,太陽能箱組1為一組箱體由保溫材料制成,內表面由黑色吸光材料(黑色塑料等)制成,頂部由雙層真空玻璃(或高透光多層內充氣塑料薄膜)密封而成。傾角由所在地區緯度不同而定,以太陽光垂直射入安放為佳。內裝高透光塑料水袋2,高透光塑料水袋2的上部有入水閥6和放氣閥5,下部有出水閥3組成,如此結構可使太陽光透過高透光塑料水袋2,直射底部吸光材料,由底部向上加熱,熱效率可比真空管式太陽能熱水器提高大約8%,且成本造價可大幅度降低。若獨立使用,即可作為太陽能熱水器使用。高透光塑料水袋2采用軟體透明塑料袋為盛水材料,優點是可有效防止水的結垢,并使材料更換成本很低。出水閥3由出水管道4與保溫水箱7相連,保溫水箱7由保溫、密閉、防水材料構成,底部一側墊高,可使降溫后的冷水容易由放水閥16排出。保溫水箱7可設計一個備用箱,用來多儲存熱水以備夜晚或無陽光天氣使用。保溫水箱7內裝有低沸點工質蒸發器8,低沸點工質蒸發器8內裝有液態低沸點工質,低沸點工質蒸發器8由金屬散熱材料制成。低沸點工質蒸發器8通過管道與汽輪機10連接,汽輪機10聯帶發電機9,汽輪機10的出氣口通過管道與儲冰庫28內的冷凝器31連接,冷凝器31與水泵12連接,泵12與低沸點工質蒸發器8連接。在保溫水箱7內放置一熱交換器36,與外面的熱泵35相連,以備陰雨天氣及夜晚無陽光時使用。
本發明的工作過程如下。圖3,圖4中,先將放水閥27關閉,將水由入水閥26引入制冰池25。若在沿海地區,最好使用海水。由于天氣寒冷,水面部分開始結冰,待達到一定的程度后將上層冰取走,放入儲冰庫28中,上層水繼續結冰,取走。如此循環。若使用海水,則每取一層冰,海水鹽濃度增大一些,待達到一定濃度后,打開放水閥27,將濃海水排走,重新引入海水,繼續工作。也可就近取采江,河,湖,海或北極中的天然冰,或天上下的雪,直接放入儲冰庫中儲存。此時儲冰庫中通風閥29,放水閥30都為關閉狀態。待儲冰庫滿后,頂部蓋以保溫,防凍材料封存。待天氣溫度達到0℃以上時,即可啟用。
圖2中,將出水閥22關閉,將水經入水閥23注滿儲水箱20。由空氣能蒸發器17、連通管道18、抽氣閥34、33、空氣能冷凝器21和19組成一密閉循環系統。其工作過程為使空氣能蒸發器17的底部低于空氣能冷凝器21的底部,在空氣能蒸發器17的底部預先放入0℃的水,(或酒精。)打開抽氣閥34,啟動真空泵33,將系統抽為真空,使其真空度高于0.023MPa,關閉抽氣閥34及真空泵33。由物理學可知,水在低壓下,沸點降低。在0.023MPa的壓力下,沸點為20℃。當外界溫度高于20℃時,空氣能蒸發器17內的水吸收熱量,迅速開始沸騰。低壓蒸汽經過連通管道18進入空氣能冷凝器21內,與儲水箱20內的水交換熱量,(蒸汽溫度高于水溫)蒸汽放出熱量,重新被冷凝為水,經連通管道19流回空氣能蒸發器17。而儲水箱20內的水,吸收熱量溫度升高。由電風扇24不斷將熱的空氣吹向空氣能蒸發器17,使空氣能蒸發器17內的水吸熱沸騰,如此循環,直至20內的水溫與空氣能蒸發器17內的蒸汽與外界高溫空氣溫度達到一致,工作循環停止。此為水的初級預熱階段。空氣能蒸發器17內的工作介質可以是水,也可以是酒精或低沸點工質。用此方法給水預熱,其優點是加熱速度快,空氣能量是無窮無盡的,可快速收集大量的能量。尤其當夏季空氣氣溫高達35℃以上時,此方法非常有效,且占地面積小。而利用太陽能則需要占用很大的場地。此方法與太陽能結合,用太陽能加熱器進一步提高預熱后的水溫,則可大大提高太陽能的工作效率。
將儲水箱20內預熱后的水經出水閥22接入(圖5)入水閥6,注入太陽能箱組1內的高透光塑料水袋2中,關閉放水閥3,并同時打開放氣閥5,待高透光塑料水袋2中水注滿后,關閉放氣閥5和入水閥6。待高透光塑料袋2中的水經太陽能加熱后,即可打開出水閥3和放氣閥5,待熱水注入保溫水箱7內,蒸發器8內的液態低沸點工質經熱水加熱后,吸收熱量,迅速汽化,產生高壓蒸汽,推動汽輪機10帶動發電機9發電,然后蒸汽進入冷凝器31中,在儲冰庫中的冰或雪水作用下冷凝成液態,再由泵12重新排入蒸發器8,進行下一循環工作。儲冰庫28內大量的冰或雪經吸熱后,溫度逐漸上升,最終熔化為水,低溫水仍可繼續使用,直至達到20℃時,可打開通風閥29,放水閥30,經泵排出,回收利用。若冰由海水凍成,則熔化后即可作為含鹽量很低的淡水使用,從而達到海水淡化的目的。
保溫水箱7內的熱水,在工作一段時間后,溫度降低,沉入箱底,由放水閥16排出,送回儲水箱20內(圖2),繼續加熱,循環使用。如此,熱水不斷流入,以使系統源源不斷提供電能。
當陰雨天氣情況下,或夜間保溫水箱7內熱水不足時,可啟動熱泵35,通過熱交換器36加熱保溫水箱7內的熱水,以維持系統繼續工作。或當氣溫高于冷凝系統的溫度時,也可單獨通過熱泵,加熱保溫水箱7內的熱水,與低沸點工質蒸發器8、發電機9、汽輪機10、泵12、儲冰庫28、通風閥29、放水閥30和冷凝器31建立獨立發電系統。但此法需消耗一定的電能,當氣溫較高時,生產的電能可以大于消耗的電能。
本發明也可以不用太陽能加熱系統,直接由儲冰或雪庫冷凝系統與空氣能加熱系統(空氣能蒸發器17、連通管道18、電風扇24、真空泵33、真空抽氣閥34、空氣能冷凝器21和連通管道19)加熱后的水組成發電系統,也可達到發電的目的。
本發明也可以不用空氣能加熱系統,直接由儲冰或雪庫冷凝系統與太陽能加熱系統加熱后的水組成發電系統,也可達到發電的目的。
本發明也可以即不用空氣能加熱系統,也不用太陽能加熱系統,直接由儲冰或儲雪庫冷凝系統與水熱源系統組成發電系統,也可達到發電的目的。
實施例二本發明還有另一簡單方法,見圖6。冷凝系統采用是儲冰或雪冷凝系統。熱源系統采用空氣熱源系統,即直接由電風扇32將熱空氣(溫度高于冷凝系統)吹向低沸點工質蒸發器8,使低沸點工質蒸發器8內的液態低沸點工質吸收熱量,迅速汽化,產生高壓蒸汽,推動汽輪機10,帶動發電機9發電,然后蒸汽進入冷凝器31中冷凝成液態,再由泵12重新排入蒸發器8,進行下一循環工作。
實施例三本實施例中的熱源系統采用太陽池熱源系統,冷凝系統采用是儲冰或雪冷凝系統。即利用儲冰或雪庫冷凝系統與“太陽池熱發電系統”相結合,可制成“太陽池—儲冰庫,熱—冷發電系統”。可很大提高“太陽池熱發電系統”的熱利用效率。因太陽池熱發電系統為公知技術,這里不再描述。
實施例四本實施例中的熱源系統采用水熱源系統,冷凝系統采用是儲冷水冷凝系統或儲冰或儲雪冷凝系統。本發明可由冰或雪或經冷空氣降溫后的水做冷凝系統與普通水(井水或河水或湖水或海水)做熱源系統相結合,用熱源系統加熱蒸發器中的低沸點工質,使之汽化,產生高壓蒸汽,蒸汽通過汽輪機并推動汽輪機帶動發電機發電,之后蒸汽進入冷凝器,由冷凝系統冷凝成液態,再送入蒸發器內進行下一循環工作。
利用儲冰或儲雪庫冷凝系統可與任意加熱方式相組合,構成“冷—熱發電系統”。均可達到發電的目的。
實施例五本實施例中的熱源系統采用綜合熱源系統,太陽能箱組為綜合熱源系統的水加熱,空氣能加熱系統為太陽能箱組的水預熱;冷凝系統采用是儲水冷凝系統或儲冷水冷凝系統。
根據我國溫熱帶地區氣候條件,夏季溫度高,冬季氣溫也高,無冰可儲的條件,將實施例一中的儲冰冷凝系統,換為另一套冷凝系統,(見圖7,冷凝水箱13,入水閥14,出水閥15,冷凝器11)冷凝水可選取就近水源,(江,河,湖,井,海水,18℃-20℃作為冷凝循環水。如果在夜間,氣溫低于18℃-20℃時,就將水盛入散熱器中放涼,降溫,待白天作為冷凝循環水使用。(此方法在晝夜溫差大的地區非常有效)利用白天氣溫高,或高溫天氣,加熱熱水,夜晚氣溫低,或低溫天氣,儲存冷水用于發電的方式,此為(晝夜)溫差能發電方法。
本方法工作過程如下(圖2)將出水閥22關閉,將水經入水閥23注滿儲水箱20,啟動空氣能加熱系統(空氣能蒸發器17、連通管道18、電風扇24、真空泵33、真空抽氣閥34、空氣能冷凝器21和連通管道19)將水預熱,然后將預熱后的水注入(圖7)高透光塑料袋2中,經太陽能進一步加熱,(由于我國南方地區氣溫較高,陽光充足,通常可將水加熱至80℃以上)注入保溫水箱7內,蒸發器8內的液態低沸點工質經熱水加熱后,吸收熱量,迅速汽化,產生高壓蒸汽,推動汽輪機10,帶動發電機9發電,然后蒸汽進入冷凝器11中,在冷凝水作用下,冷凝成液態。再由泵12重新排入蒸發器8中,進行下一循環工作。冷凝水由入水閥14進入,由出水閥15排出,進行循環工作。保溫水箱7內的熱水,在工作一段時間后,溫度降低,沉入箱底,由放水閥16排出,送回儲水箱20中循環使用。如此,熱水不斷流入,以使系統源源不斷提供電能。
當陰雨天氣情況下,或夜間保溫水箱7內熱水不足時,可啟動熱泵35,通過熱交換器36加熱7內的熱水,以保持系統繼續工作。或當氣溫高于冷凝系統的溫度時,也可單獨通過熱泵,加熱7內的熱水,與低沸點工質蒸發器8,發電機9,汽輪機10,冷凝器11,泵12,冷凝水箱13,入水閥14,出水閥15,建立獨立發電系統。但此法需消耗一定的電能,當氣溫較高時,生產的電能可以大于消耗的電能。
本發明也可以不用太陽能加熱系統,直接由普通水(江,河,湖,井,海水,)與空氣能加熱系統(空氣能蒸發器17、連通管道18、電風扇24、真空泵33、真空抽氣閥34、空氣能冷凝器21和連通管道19)加熱后的水組成發電系統,也可達到發電的目的。
本發明也可以不用空氣能加熱系統,直接由普通水(江,河,湖,井,海水,)與太陽能加熱系統加熱后的水組成發電系統,也可達到發電的目的。
實施例六本實施例中的冷凝系統采用是儲水或儲冷水冷凝系統。本實施例中的熱源系統采用空氣熱源系統,即直接由電風扇32將熱空氣(溫度高于普通水)吹向低沸點工質蒸發器8,使低沸點工質蒸發器8內的液態低沸點工質吸收熱量,迅速汽化,產生高壓蒸汽,推動汽輪機10,帶動發電機9發電,然后蒸汽進入冷凝器11中冷凝成液態,再由泵12重新排入蒸發器8,進行下一循環工作。
實施例七本發明可在寒冷地區制冰,運至溫熱帶地區用于發電,如在我國渤海遼東灣大量制冰,運至上海,廣東等地,利用當地的海水或江、河、湖、地下水或空氣或公知的熱源系統組成發電系統。既解決了能源問題,又解決了淡水資源問題。也可以利用修建管道,將寒冷地區的冰運至溫熱帶地區用于發電。
實施例八本發明可直接由冷空氣做冷凝系統與其他熱源系統組成發電系統。
實施例九在我國許多地區晝夜溫差很大(如西北內陸地區,多數超過30℃,高者達60℃),可分別采用不同熔點的相變材料白天儲熱、夜晚儲冷,分別作為熱源系統與冷凝系統組成發電系統。
優選的,相應高熔點的相變材料可選用十水硫酸鈉(熔解溫度為32℃,熔解熱為58。1千卡每千克)或醋酸鈉三水合鹽(熔解溫度為58℃,熔解熱為63。2千卡每千克)可用太陽能或自然熱空氣將相變材料加熱為液態保溫儲存,用于熱源系統;相應低熔點的相變材料可選用十水硫酸鈉*氯化鈉(熔解溫度為11℃,熔解熱為38。9千卡每千克)或水,在夜晚溫度低時,將相變材料冷凝為固態或降溫,用于冷凝系統與熱源系統組成發電系統。
優選的,相應高、低熔點的相變材料可選用石蠟族,(熔解溫度為-5℃-66℃),用于冷凝系統與熱源系統組成發電系統。
實施例十
在我國北部高寒地區,冬季漫長而寒冷,可選用低熔點的相變材料,(優選的,熔點在0--35℃)用以儲存冷能,優選的,可用理想配比的氯化鈉、氯化鈣及軟化水的混合物(熔解溫度為-21℃)用于冷凝系統,可選地下水(0℃-15℃),或江、河、湖、海冰層下的水或公知的熱源做熱源系統組成發電系統。
實施例十一雖然用冰或雪是能發出電的,但是,很少量的冰或雪用來發電是沒有意義的,是不具有實用性的,例如,用1公斤的冰或雪來發電,是不可能的或不具有實用性的。
本實施例采用實施例一的方法,建造一個10米×10米×10米的微型儲冰庫,大約可儲存1000噸的冰或海水冰或雪,以工作溫度為0℃為例,由0℃的冰或海水冰或雪融化為0℃的水,所提供的冷能量為3。35×100000000KJ,以10%的能源利用率計算,可發電9300度電,大約可為1-10戶家庭提供1年的生活用電。因此,從實用性和經濟性角度講,儲冰庫的儲冰或海水冰或雪量應大于1000噸或體積應大于1000立方米。
同理,儲相變材料冷凝系統的儲相變材料量應大于1000噸或體積應大于1000立方米。
實施例十二本實施例設計了從高原或冰山上將冰或雪輸送下來的管道系統,管道要求光滑,見圖8。分支管道106為通往高原或冰山上的分支管道,可設計成多條,分別通往不同的方向,在不同的高度上開設有多個入口105,多條分支管道106最終匯聚到主管道107,然后,由主管道107通向目的地;若距離較遠,則還需在途中加入中轉提升器108,提升器108的一部分與主管道107連接,連接部位有閘門110,另一部分與通向目的地的管道112連接,連接部位有閘門111,提升器108由閘門109分為兩部分,分別裝有高水位水118和低水位水119,在高水位水118與低水位水119之間,有提升箱120。其工作過程如下可將高原或冰山上的不同部位的冰或雪,通過入冰或雪口105送入分支管道106,由于高原或冰山的海拔較高,冰或雪在重力的作用下,沿光滑管道107滑向目的地。在目的地較遠的情況下,中途可加上提升器108,當冰或雪沿光滑管道107滑到提升器108時,開啟閘門110,將冰或雪盛入提升箱120中,然后,關閉閘門110,使光滑管道107與提升器108之間完全隔開,然后,緩慢提升閘門109,使高水位水118流向低水位水119,直至水位持平,這時,閘門111已經全部露于水面之上,提升箱120也已經提高到管道112的水位,打開閘門112,將提升箱120中的冰或雪送入管道112,到達目的地后,采用實施例一中的方法,置于儲冰或雪庫內,作為冷凝系統,由于目的地的氣溫較高,可用當地的地下水或空氣或溫度高于冷凝系統(優選的,溫度應高于冷凝系統5℃以上)的熱源提供物質作熱源系統,組成發電系統。
優選的,目的地地區應為空氣或地下水溫度高于5℃以上或有大量的溫度高于5℃的熱源提供物質。優選的,管道系統應采用光滑、保溫材料。
同理,也可以用管道系統將冰或雪從嚴寒地區,輸送到溫暖地區作冷凝系統,與當地的熱源系統,組成發電系統。所述溫暖地區,應為空氣或地下水溫度高于5℃以上或有大量的溫度高于5℃的熱源提供物質。
實施例十三由于在冬季大地溫度高于地表或外界溫度,(例如,在華北某些地區,大地溫度可高達18℃以上,而夜間最低溫度0℃以下。)可采用大地作為熱源系統,與儲冷水冷凝系統或儲水冷凝系統或儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或風冷凝系統一一對應,分別組成相應的發電系統;所述儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成;儲水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的水和冷凝器組成;儲冷水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的經夜晚冷空氣或低溫天氣冷空氣降溫后的水和冷凝器組成;風冷凝系統由冷凝器和將冷空氣吹向冷凝器的電風扇組成。
所述大地熱源系統;見圖9。可將管道群206埋于地下,(替代實施例一中低沸點工質蒸發器的作用)從冷凝系統中排出的液態低沸點工質由入口205進入管道群206內,由于大地溫度高于冷凝系統溫度,液態低沸點工質通過管道吸收大地的熱量,迅速汽化,變成高壓蒸汽,再由出口207排出,推動汽輪機10,帶動發電機9發電,然后蒸汽進入冷凝器11中冷凝成液態,再由泵12重新排入入口205,進行下一循環工作。
同理,在夏季大地溫度低于地表或外界溫度,可采用大地作為冷凝系統,可將管道群206埋于地下(替代實施例一中冷凝器的作用),入口205連接汽輪機10,出口207連接泵12。與溫度高于冷凝系統的熱源系統組成發電系統。優選的,熱源系統溫度應高于冷凝系統5℃以上。
優選的,管道群206應為易導熱材料制成。
實施例十四本實施例中的冷凝系統采用儲冰冷凝系統,采用實施例一的方法,建造一個10米×10米×10米的微型儲冰庫,凍冰用的水采用普通水,將冰儲存于儲冰庫內,作為冷凝系統。熱源系統采用地下水作熱源系統,地下水應高于5℃,可將低沸點工質蒸發器直接放于地下水井中,也可將地下水直接用泵將水抽上來,置于盛水裝置中,作熱源系統,與冷凝系統結合,組成發電系統。本實施例中的地下水溫度為18℃,作為熱源系統,冷凝后排出水溫度為15℃,溫降為3℃。可發電9000度電。發電后,冰融化為水,可再凍冰,循環利用,不需資源消耗,發電成本極低。
實施例十五本實施例中的冷凝系統采用儲冰冷凝系統,采用實施例一的方法,建造一個10米×10米×10米的微型儲冰庫,凍冰用的水采用普通水,將冰儲存于儲冰庫內,作為冷凝系統。熱源系統采用地下水作熱源系統,地下水應高于5℃。本實施例采用能量提升系統,只將地下水能量提升上來,而不需將水抽上來,也不用將低沸點工質蒸發器直接放于地下水井中。本方法的工作過程如下見圖2。去掉圖2中電風扇24,直接將空氣能蒸發器17置于地下水中,將出水閥22關閉,將水經入水閥23注滿儲水箱20。由空氣能蒸發器17、連通管道18、抽氣閥34、33、空氣能冷凝器21和19組成一密閉循環系統。其工作過程為使空氣能蒸發器17的底部低于空氣能冷凝器21的底部,空氣能冷凝器21置于地面之上,在空氣能蒸發器17的底部預先放入0℃的水,(或酒精或低沸點工質)打開抽氣閥34,啟動真空泵33,將系統抽為真空,使其壓強低于地熱水溫度時水的飽和蒸汽壓,關閉抽氣閥34及真空泵33。由物理學可知,水在低壓下,沸點降低。空氣能蒸發器17內的水吸收熱量,迅速開始沸騰。低壓蒸汽經過連通管道18進入空氣能冷凝器21內,與儲水箱20內的水交換熱量,(蒸汽溫度高于水溫)蒸汽放出熱量,重新被冷凝為水,經連通管道19流回空氣能蒸發器17。而儲水箱20內的水,吸收熱量溫度升高。如此循環,直至20內的水溫與空氣能蒸發器17內的蒸汽與地熱水溫度達到一致,工作循環停止。空氣能蒸發器17內的工作介質可以是水,也可以是酒精或低沸點工質。只是系統內的工作壓力不同而已。用此方法給水加熱,其優點是加熱速度快,可快速收集大量的能量且不需消耗動力,就可將地熱水的能量提升上來。用儲水箱20內的水,作為熱源系統,與冷凝系統組成發電系統。本實施例中的地下水溫度為18℃,作為熱源系統,冷凝后排出水溫度為15℃,溫降為3℃。可發電9000度電。發電后,冰融化為水,可再凍冰,循環利用,不需資源消耗,發電成本極低。
本發明中的太陽能熱水系統,可以是太陽能箱組,太陽能箱組熱水系統可比普通公知的太陽能熱水器加熱效率提高大約8%,當然,本發明也可以用普通的太陽能熱水器。
本發明提出了多種不同的加熱方式與冷凝方式,可根據具體氣候條件,作自由組合,均可達到發電的目的。
權利要求
1.一種發電方法,其特征是,包括以下步驟通過熱源系統加熱蒸發器中的低沸點工質,使之汽化,產生高壓蒸汽,所述熱源系統是溫度高于冷凝系統,并可將熱量傳導給低沸點工質蒸發器的系統;將高壓蒸汽通入汽輪機并推動汽輪機旋轉,汽輪機帶動發電機發電;高壓蒸汽進入冷凝器,由冷凝系統將其冷凝成液態,所述冷凝系統是儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或儲相變材料冷凝系統或大地冷凝系統,儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成;儲相變材料冷凝系統由儲相變材料裝置以及設置在儲相變材料裝置中的相變材料和冷凝器組成;大地冷凝系統由大地和埋于地下的管道群組成;將冷凝成液態的低沸點工質再送入蒸發器內,進行下一循環工作。
2.根據權利要求1所述的發電方法,其特征是,還包括所述冷凝系統與熱源系統之間,還連接有泵,泵可將冷凝成液態的低沸點工質再送入蒸發器內,進行下一循環工作的方法。
3.根據權利要求1或2所述的發電方法,其特征是,所述冷凝系統是足夠大的儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或儲相變材料冷凝系統,儲冰或儲雪或儲相變材料冷凝系統由足夠大的儲冰或儲雪或儲相變材料裝置以及設置在儲冰或儲雪或儲相變材料裝置中的足夠大量的冰或雪或相變材料和冷凝器組成,所述足夠大的儲冰或雪或相變材料量最優經濟值應大于1000噸或體積大于1000立方米。
4.根據權利要求1或2所述的發電方法,其特征是,它還包括用管道系統將冰或雪輸送到溫度較高的地區作為冷凝系統與當地的熱源系統組成發電系統的方法;所述溫度較高的地區是指當地空氣溫度或地下水溫度高于5℃或有大量的溫度高于5℃的熱源提供物質作為熱源系統。
5.根據權利要求1或2所述的發電方法,其特征是,所述熱源系統是太陽能加熱系統或大地熱源系統或空氣能加熱系統;所述太陽能加熱系統由太陽能箱組,保溫水箱,以及設置在保溫水箱中的水和低沸點工質蒸發器組成;所述太陽能箱組中的每一組太陽能箱的箱體均由保溫材料制成,箱體內表面由黑色吸光材料制成,箱體頂部由雙層真空玻璃或高透光多層內充氣塑料膜構成;所述太陽能箱體內裝有高透光水袋,高透光水袋設置有入水口、出水口和放氣口;所述高透光水袋的出水口與所述保溫水箱連接;所述太陽能加熱系統也可以是公知太陽能加熱系統;所述大地熱源系統由大地和埋于地下的管道群組成;管道群的入口連接泵,出口連接汽輪機;所述空氣能加熱系統為真空系統,由空氣能蒸發器、設置在儲水箱內的空氣能冷凝器和真空泵組成,空氣能蒸發器的頂部和底部分別通過連通管道與空氣能冷凝器的頂部和底部連接,頂部的連通管道與真空泵之間設置有真空抽氣閥;所述空氣能蒸發器的底部低于所述空氣能冷凝器的底部;所述儲水箱的上部和下部分別設置有入水閥和出水閥;所述太陽能加熱系統或大地熱源系統或空氣能加熱系統可與儲冷水冷凝系統或儲水冷凝系統或儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或風冷凝系統或儲相變材料冷凝系統一一對應,分別組成相應的發電系統;所述儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成;儲水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的水和冷凝器組成;儲冷水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的經夜晚冷空氣或低溫天氣冷空氣降溫后的水和冷凝器組成;風冷凝系統由冷凝器和將冷空氣吹向冷凝器的電風扇組成;儲相變材料冷凝系統由儲相變材料裝置以及設置在儲相變材料裝置中的相變材料和冷凝器組成。
6.一種發電裝置,包括汽輪機及與該汽輪機連接的發電機,其特征是,所述汽輪機的蒸汽入口連接有熱源系統,所述汽輪機的蒸汽出口連接有冷凝系統,熱源系統與冷凝系統之間連接有連通管路;所述熱源系統是由儲熱源裝置以及儲熱源裝置中的熱源提供物質和低沸點工質蒸發器組成;所述熱源系統是溫度高于冷凝系統,并可將熱量傳導給低沸點工質蒸發器的系統;所述冷凝系統是儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或儲相變材料冷凝系統或大地冷凝系統,儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成;儲相變材料冷凝系統由儲相變材料裝置以及設置在儲相變材料裝置中的相變材料和冷凝器組成;大地冷凝系統由大地和埋于地下的管道群組成。
7.根據權利要求6所述的發電裝置,其特征是,所述冷凝系統與熱源系統之間,還連接有泵,泵的一端與冷凝系統中的冷凝器連接,泵的另一端與熱源系統中的低沸點工質蒸發器連接。
8.根據權利要求6或7所述的發電裝置,其特征是,所述冷凝系統是足夠大的儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或儲相變材料冷凝系統,儲冰或儲雪或儲相變材料冷凝系統由足夠大的儲冰或儲雪或儲相變材料裝置以及設置在儲冰或儲雪或儲相變材料裝置中的足夠大量的冰或雪或相變材料和冷凝器組成,所述足夠大的儲冰或雪或相變材料量最優經濟值應大于1000噸或體積大于1000立方米。
9.根據權利要求6或7所述的發電裝置,其特征是,它還包括用管道系統將冰或雪輸送到溫度較高的地區作為冷凝系統與當地的熱源系統組成發電系統的裝置;所述溫度較高的地區是指當地空氣溫度或地下水溫度高于5℃或有大量的溫度高于5℃的熱源提供物質作為熱源系統;所述管道系統,管道要求光滑,分支管道106為通往高原或冰山上的分支管道,可設計成多條,分別通往不同的方向,在不同的高度上開設有多個入口105,多條分支管道106最終匯聚到主管道107,然后,由主管道107通向目的地;若距離較遠,則還需在途中加入中轉提升器108,提升器108的一部分與主管道107連接,連接部位有閘門110,另一部分與通向目的地的管道112連接,連接部位有閘門111,提升器108由閘門109分為兩部分,分別裝有高水位水118和低水位水119,在高水位水118與低水位水119之間,有提升箱120。
10.根據權利要求6或7所述的發電裝置,其特征是,所述熱源系統是太陽能加熱系統或大地熱源系統或空氣能加熱系統;所述太陽能加熱系統由太陽能箱組,保溫水箱,以及設置在保溫水箱中的水和低沸點工質蒸發器組成;所述太陽能箱組中的每一組太陽能箱的箱體均由保溫材料制成,箱體內表面由黑色吸光材料制成,箱體頂部由雙層真空玻璃或高透光多層內充氣塑料膜構成;所述太陽能箱體內裝有高透光軟體水袋,高透光軟體水袋設置有入水口、出水口和放氣口;所述高透光水袋的出水口與所述保溫水箱連接;所述太陽能加熱系統也可以是公知太陽能加熱系統;所述大地熱源系統由大地和埋于地下的管道群組成;管道群的入口連接泵,出口連接汽輪機;所述空氣能加熱系統為真空系統,由空氣能蒸發器、設置在儲水箱內的空氣能冷凝器和真空泵組成,空氣能蒸發器的頂部和底部分別通過連通管道與空氣能冷凝器的頂部和底部連接,頂部的連通管道與真空泵之間設置有真空抽氣閥;所述空氣能蒸發器的底部低于所述空氣能冷凝器的底部;所述儲水箱的上部和下部分別設置有入水閥和出水閥;所述太陽能加熱系統或大地熱源系統或空氣能加熱系統可與儲冷水冷凝系統或儲水冷凝系統或儲冰冷凝系統或儲雪冷凝系統或風冷凝系統或儲相變材料冷凝系統一一對應,分別組成相應的發電系統;所述儲冰冷凝系統由儲冰裝置以及設置在儲冰裝置中的冰和冷凝器組成;儲雪冷凝系統由儲雪裝置以及設置在儲雪裝置中的雪和冷凝器組成;儲水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的水和冷凝器組成;儲冷水冷凝系統由儲水箱以及設置在儲水箱中的經夜晚冷空氣或低溫天氣冷空氣降溫后的水和冷凝器組成;風冷凝系統由冷凝器和將冷空氣吹向冷凝器的電風扇組成;儲相變材料冷凝系統由儲相變材料裝置以及設置在儲相變材料裝置中的相變材料和冷凝器組成。
全文摘要
本發明公開了一種發電方法及其裝置,發電方法包括以下步驟通過熱源系統加熱蒸發器中的低沸點工質,產生高壓蒸汽;將高壓蒸汽通入汽輪機并推動汽輪機旋轉,汽輪機帶動發電機發電;高壓蒸汽進入冷凝器,由冷凝系統將其冷凝成液態;將冷凝成液態的低沸點工質再送入蒸發器內,進行下一循環工作。發電裝置,包括汽輪機及與該汽輪機連接的發電機,其特征是,汽輪機的蒸汽入口連接有熱源系統,汽輪機的蒸汽出口連接有冷凝系統,熱源系統與冷凝系統之間連接有連通管路。本發明不受任何地域條件的限制,并給出了不同地域條件的最佳組合發電方式,可小規模單獨發電,也可大容量并網發電且簡單易行。
文檔編號F01D15/10GK1800591SQ200610000099
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月10日 優先權日2006年1月10日
發明者孟英志 申請人:孟英志
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