[發明專利]熱流式發電裝置

在審

• 申請號: 201910324898.0
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109944697A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 劉赟;武止戈
• 申請（專利權）人: 劉赟
• 主分類號: F02C1/00
• 分類號: F02C1/00;F01D15/10;F01D5/14;F01D5/06;F25B30/02
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務所 43005
• 代理人: 夏贊希

本發明提供一種熱流式發電裝置，包括：熱源；隔熱圍壁，隔熱圍壁圍繞熱源設置；發電組件，發電組件懸設于隔熱圍壁的上方；第一換熱器，第一換熱器設于發電組件內；導流機構、熱泵機組及傳熱裝置；其中，熱源用于加熱隔熱圍壁內的流體，以實現加熱后的流體涌入發電組件內，并驅動發電組件發電；第一換熱器中存儲有工作介質，工作介質用于吸收涌入發電組件內的流體中的熱量；導流機構用于將工作介質送入熱泵機組后，又送回所述第一換熱器；熱泵機組用于吸收所述工作介質中的熱量，傳熱裝置用于將熱泵機組吸收的熱量傳入隔熱圍壁內。本發明提供的熱流式發電裝置循環利用乏汽潛熱，避免熱能排放造成熱污染。

技術領域

本發明涉及發電設備技術領域，尤其涉及一種熱流式發電裝置。

背景技術

乏汽是指從蒸汽機、汽輪機等排出的已經做過功的蒸汽。

當今火力發電，還有核電，垃圾發電，生物質能發電等都會有55％以上熱能得不到利用，尤其是乏汽潛熱不得不散失到空氣中去，并造成環境熱污染。

核電技術雖然沒有二氧化碳之類的溫室氣體排放，也沒有氧化氮、氧化硫等霧霾有害氣體污染空氣環境，依然需要配置相應的冷卻塔用來把乏汽冷凝成液態水，其潛熱或被海水帶走，或被河水帶走，或被空氣帶走，造成區域生態破壞；依然像火力發電一樣采用汽輪機帶動發動機來發電，這不僅增大了發電設備投資成本，而且熱能轉變成電能的效率也很低。

而采用鍋爐產生高壓蒸汽來發電的還會有煙囪余熱損耗，并且產生霧霾有害氣體，對環境極為不友好。

為了解決以上相應問題，科技工作者探索多種方式來加以解決，大力發展風電及太陽能，當然首當其沖的是發展核電，非化石能源中，核電具有清潔、穩定、高效的特點，將在推動中國能源供給側結構轉型中發揮重要作用。核電在生產過程中沒有碳排放，沒有粉塵、PM2.5等污染物排放；百萬千瓦核電機組與一般同等規模燃煤電廠相比，每年可減排二氧化碳585萬噸，環保效應非常明顯。

核電不同堆型效率也不同，從理論值了解到是這樣的：AP1000熱功率3400MW，電功率1250MW，效率36.8％；中國實驗快堆熱功率65.5MW，電功率25MW，效率38.2％；高溫氣冷堆據說效率可以達到47％。火力發電廠最多大約為40-42％，一般要比核電效率高一些。光伏發電效率：單晶硅19％～21％，多晶硅：16～17％。

相比當今火力發電及核電的燃氣輪發電機無須配置冷卻塔，其發電效率也很高，但無法使用固體燃料，也無法形成大規模發電，其排氣溫度一般會達到400℃以上，因此綜合利用其效率會更高。作為航空航天發動機，采用渦輪渦扇結構形式與現行的離心壓縮機，螺桿壓縮機都屬于透平機械之類的，不管它們是產生電能或機械能，還是電能轉變機械能，它們都會存在壓縮比問題，對于電能轉變為機械能的透平機械其壓縮比越大，那么它耗電量就會越多，對于熱能轉變為機械能或電能的透平其壓縮比越大那么其熱能轉變機械能或轉變電能的效率就會越高。

燃氣輪機的工作過程是，壓氣機(即壓縮機)連續地從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣透平中膨脹作功，推動透平葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉；加熱后的高溫燃氣的作功能力顯著提高，因而燃氣透平在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。燃氣輪機由靜止啟動時，需用啟動機帶著旋轉，待加速到能獨立運行后，啟動機才脫開。

燃氣輪機的工作過程是最簡單的，稱為簡單循環；此外，還有回熱循環和復雜循環。燃氣輪機的工質來自大氣，最后又排至大氣，是開式循環；此外，還有工質被封閉循環使用的閉式循環。燃氣輪機與其他熱機相結合的稱為復合循環裝置。

燃氣初溫和壓氣機的壓縮比，是影響燃氣輪機效率的兩個主要因素。提高燃氣初溫，并相應提高壓縮比，可使燃氣輪機效率顯著提高。70年代末，壓縮比最高達到31；工業和船用燃氣輪機的燃氣初溫最高達1200℃左右，航空燃氣輪機的超過1350℃。