[發明專利]一種循環式水力發電系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201711418198.5
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107989736A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 尹華勤
• 申請（專利權）人: 無錫雪浪環境科技股份有限公司
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B17/00
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙)32227
• 代理人: 顧吉云

技術領域

本發明涉及熱處理技術領域，具體為一種循環式水力發電系統及其使用方法。

背景技術

目前比較常用的發電方式主要有兩種：一種是蒸汽驅動汽輪機的發電系統，另一種是液體驅動水輪機的發電系統，第一種發電方式為：從熱源來的蒸汽進入汽輪機，蒸汽的部分熱能在其中轉換為機械能帶動發電機發電，即為蒸汽發電，而蒸汽發電需要熱源對工質進行加熱產生蒸汽，其蒸汽要有一定的溫度壓力，這也就需要像煤、石油、天然氣等高品位能源或來自高溫煙氣的余熱和生產過程中排放的可燃氣，而在生產生活中的大部分中低溫余熱（即低品位余熱），由于熱值比較低，利用難度大，無法得到充分利用，但從能源利用的格局來看，低品位余熱將是作為產能和用能的關鍵環節，對節能減排的戰略起到重要作用；第二種發電方式為：當水流進入水輪機時，水輪機受水流推動而轉動，使水能轉換為機械能，帶動發電機發電，即為水力發電，水力發電運行成本低，效率高，水能可為再生能源、基本無污染，目前，世界上已有的絕大多數水力發電都是依靠河川的天然落差和流量而進行的，但它的運行受到上游來水流量變化的影響，它的設置僅限于河川上某一適應位置，它的建設涉及水文、地理、生態環境等方方面面，也就具有一定的限制性。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種循環式水力發電系統，其可結合水力發電，充分利用低品位余熱進行發電，解決了低品位熱能的利用問題，節能減排效果明顯，另外，本發明還提供了一種循環式水力發電系統的使用方法。

其技術方案是這樣的：其包括發電機，其特征在于：其還包括加熱器以及設置于所述加熱器相對側的膨脹水箱、冷卻器、水輪機，所述發電機與所述水輪機軸接，所述膨脹水箱、冷卻器均設置于所述加熱器相對側的上方，循環水沿著所述加熱器、冷卻器、水輪機閉路循環，所述加熱器和所述冷卻器連接管道上設有氣體輸出接口，所述輸出接口通向所述膨脹水箱，所述膨脹水箱頂部開口。

一種循環式水力發電系統的使用方法，其特征在于：其包括下述步驟：

（1）、循環水從加熱器的循環水進口進入后，加熱器對循環水加熱至100°C以下，循環水加熱后溫度升高，密度下降，壓力增強，循環水在壓力的作用下從加熱器的循環水出口流出后沿著管道上升；

（2）、循環水沿著管道上升至加熱器相對側上部，進入冷卻器，冷卻器對流入的循環水進行冷卻，冷卻后循環水的溫度下降，密度升高，并在重力的作用下從冷卻器的循環水出口下降流出；同時管道內的空氣隨循環水流動，通過管道從膨脹水箱底部的進口進入膨脹水箱，最后通過膨脹水箱頂部的開口排入大氣中；

（3）、從冷卻器的循環水出口下降流出的循環水進入水輪機中，并驅動水輪機運轉，從而帶動發電機工作，輸出電能；作了功的循環水能量下降，然后沿著管道重新進入加熱器中被加熱，繼續循環工作。

其進一步特征在于：

所述膨脹水箱為殼體結構，所述膨脹水箱中存有積水，所述積水覆蓋所述膨脹水箱的進口；

所述加熱器通過加熱介質對循環水進行加熱，加熱介質采用的是余熱氣體；所述冷卻器通過冷卻介質對循環水進行冷卻，冷卻介質采用的是低溫氣體或是水。

本發明的有益效果是，通過加熱器、以及設置于與其相對側的膨脹水箱、冷卻器、水輪機，膨脹水箱、冷卻器均設置于加熱器相對側的上方，可使其兩側的循環水產生不同的溫度，不同溫度的水，其密度不同，而形成密度差，通過該密度差產生壓力使循環水在發電系統內循環流動，從而可使低品位的熱能轉變為水的能量驅使水輪機運轉，進而輸出電能，然后作了功的循環水重新進入加熱器中被加熱，繼續循環工作，從而充分利用了低品位余熱來進行發電，解決了低品位熱能的利用問題，節能減排效果明顯，進一步提高了資源利用率和經濟社會的綜合效益。

附圖說明

圖1是本發明的的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種循環式水力發電系統，包括加熱器1以及設置于加熱器1相對側的膨脹水箱5、冷卻器2、水輪機3，膨脹水箱5、冷卻器2均設置于加熱器1相對側的上方，發電機4通過傳動軸與水輪機3相連接，循環水沿著加熱器1、冷卻器2、水輪機3閉路循環，加熱器1和冷卻器2連接管道上設有氣體輸出接口，輸出接口通向膨脹水箱5，即加熱器1的循環水進口通過管道6與水輪機3的出口連接，加熱器1的循環水出口通過管道6分別與冷卻器2的循環水進口、膨脹水箱5的進口相連接，冷卻器2的循環水出口通過管道6與水輪機3的進口連接，膨脹水箱5的頂部開口與大氣連通。

一種循環式水力發電系統的使用方法，其包括下述步驟：