[發明專利]利用氫吸附合金及中低溫熱的發電裝置

無效

• 申請號: 01802257.X
• 申請日: 2001-08-01
• 公開（公告）號: CN1386157A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發明（設計）人: 大角泰章
• 申請（專利權）人: 大角泰章
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F02C1/05
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 高龍鑫,樓仙英

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，將由工廠排出的水等熱水，輕水反應堆等發出的熱量，中低溫氣體等發出的廢熱，以及從地熱能量等溫熱所得到的15～200℃的未利用的熱能進行回收，利用氫吸附合金的氫的吸留·放出反應變換成80～500℃的高溫熱量，把該溫度傳遞給熱媒體，使之產生熱媒體高壓氣體，利用該高壓氣體驅動渦輪機進行發電，作為未利用的能量的變換·發電系統可以廣泛地加以利用。

發明的背景

在現有技術中，作為利用渦輪機發電的裝置，利用由熱媒體蒸汽驅動的渦輪機的動力的發電裝置一般被廣泛使用。

在這樣的在利用燃氣輪機的發電裝置中，利用水蒸氣，氨，氟里昂等冷媒體蒸汽，或者加熱天然氣等的熱媒體使之蒸發，將這些蒸汽加壓導入到燃氣輪機中，將燃氣輪機驅動后，以把從燃氣輪機中排出的蒸汽冷卻冷凝，然后再次將這些液體熱媒體加熱，作為加壓蒸汽再次導入到燃氣輪機中的方式進行發電。但是，在這種方式中，熱媒體的加熱溫度與冷卻溫度之間的溫度差必須達到100℃以上，要求溫度差非常大。實際上，在這種方式的發電裝置中，利用150℃左右的溫熱熱源，及10～30℃的冷卻源對燃氣輪機進行驅動，熱效率極低，設備成本很高，所以存在著很大的困難。

近年來，也開發了利用由氫氣驅動的渦輪機的動力的、采用氫吸附合金的發動裝置。

在這種利用氫氣渦輪機的、采用氫吸附合金的發電裝置中，用300～350℃以下的熱源對填充了氫吸附合金的氫化物的裝置進行加熱，把放出的高溫·高壓氫氣導入到氫氣渦輪機中，驅動氫氣渦輪機之后，把從氫氣渦輪機排出的氫氣導入到填充了另外的氫吸附合金裝置內并吸附到氫氣吸附合金內，再次加熱該裝置，作為高溫·高壓氫氣，以在氫氣渦輪機內循環導入的方式進行發電。但是，在這種方式中，與利用氫吸附合金的熱泵相比，氫的移動量變大，在熱源側必須利用300～350℃的高溫，所以存在著氫氣排出溫度高，熱效率極低，造成氫吸附合金的急劇劣化，合金的性能及耐久性變差，設備成本提高等問題。

此外，到目前為止，我們所使用的大部分能源是石油，煤炭等礦物燃料，但可以認為，在今后的能源中，由原子能、天然能量及工廠廢熱等產生的熱量的再利用能量所占的比例將會增加。

這些能源主要以熱的形式進行供應。例如，從高溫燃氣爐中可以獲得1000℃以下的熱，從輕水反應堆中可以獲得300℃以下的熱，從中低溫氣體中可以獲得150～400℃的熱，從地熱能可獲得400℃以下的熱，從太陽能集熱器所得的太陽能的熱量可以獲得100℃以下的熱，從低溫廢水中可獲得0～100℃的熱，如此所獲得的熱量是多種多樣的。

但是，當縱觀當前的能量狀況時，幾乎有2/3的熱能(不包括自然界的能量)未被利用而被廢棄，其總量是巨大的。例如，在從工業設備中排出的廢熱中，量最大的中低溫(300℃以下)的廢熱由于其回收率低而未被利用被棄之不顧。所以，如何有效地利用這些熱能是今后能源開發中的一大課題，解決這一課題關系到能量資源的有效利用。此外，從環保的觀點出發也希望高效率地開發熱能回收·利用技術。

本發明鑒于上述情況，其目的是提供一種熱交換效率高、經濟且利用范圍廣泛的發電裝置。

發明的公開

本發明是一種利用氫吸附合金及中低溫熱的發電裝置，其特征為，采用能夠可逆地吸附·放出氫氣，溫度·平衡氫氣壓特性不同的兩種氫吸附合金，將這兩種氫吸附合金分別裝填到相互通氣連接的第一個氫吸附合金熱交換容器與第二個氫吸附合金熱交換容器中，利用使氫氣在前述第一個氫吸附合金熱交換容器與第二個氫吸附合金熱交換容器之間移動時所發出的熱的熱釋放循環至少準備兩組，通過用15～200℃的中低溫廢熱源對在同一溫度下的平衡氫氣壓高的低溫側氫吸附合金的氫化物加熱，使放出的氫氣吸附到平衡氫氣壓低的高溫側的氫吸附合金中，由此獲得比中低溫廢熱源溫度高的80～500℃的高溫熱，利用該熱產生熱媒體高溫氣體，通過利用該高壓氣體使渦輪機旋轉進行發電。從而，利用氫吸附合金把以前不能使用的中低溫熱能變換成高溫熱能，可利用該熱能進行發電，從而不用現有技術的發電方式那樣的高溫熱源，熱變換效率高，所以是很經濟的。

附圖的簡單說明

圖1是根據本發明的利用氫吸附合金及中低溫熱的發電裝置的結構圖。

圖2是根據本發明的用于驅動利用氫吸附合金及中低溫熱的發電裝置的熱釋放循環圖。

實施發明的最佳形態

下面根據附圖說明本發明的優選實施形態。