CN105201582A - 低温高压热水发电机*** - Google Patents

Abstract

本发明提供的低温高压热水发电机***，60℃至100℃热水通过产气器内储的低温工质吸热后送至风冷水箱进行保障性降温，降温后的冷却水送至储能气动机的排气、储能余气分拣合成装置，使排气和储能余气的气体冷却成气、液混合体。同时，降温后的冷却水又送至二次降温降压冷却箱，带走气液混合体的热量排外。本方案只需工业排放的废热水、太阳能集热热量、海洋温差热量、地热水直接进入机组发电，不需二次升温加热。同时具有模块化一体机设计，体积小，重量轻，维护、维修方便。

Description

低温高压热水发电机***

技术领域

本发明涉及发电***，尤其是指一种利用低温工质吸收热水热量产生高压膨胀气体推动储能双动力发电机组发电的***。

背景技术

目前，国际国内利用蒸汽轮机组发电，水蒸汽温度必须在280℃以上，利用螺杆机组发电，水蒸汽温度必须在170℃以上，并且，两者对水质的要求特别严格，所需设施花费的成本非常高。但在人民的生活中，60℃至100℃的热水、热气自然资源中普遍存在，工农业生产中排放的废热水、热气、烟气比比皆是，这些资源不仅没能造福于民反而污染环境，升高大气层温度。本发明《低温高压热水发电机组》只需60℃至100℃温度的热水使低温工质膨胀产生10Mpa左右的工作气体，气体直接推动储能双动力气动机工作，带动发电机组发电，把自然资源变成了有用的能源造福于人类。由于《低温热水发电机组》的低温工质吸热膨胀的压力远大于目前市场使用的蒸汽轮机组和螺杆机组的工作压力，所以发电效率更高，开发潜能最大。并且，机组对水质无特殊要求，对治理环境、减少企业热排放和抑制大气层温度升高具有根治作用。

发明内容

本发明利用进、排热水的温度差使低温工质吸收温差热量产生工质高压膨胀气体，然后气体推动储能双动力气动机工作带动发电机发电（工作压力设定6Mpa）。低温热水热气不直接参与发电，有效地解决了60℃至100℃温度的热水热气不能直接作用于蒸汽轮机、螺杆机机组发电的难题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：低温高压热水发电机***，60℃至100℃热水通过产气器内储的低温工质吸热后送至风冷水箱进行保障性降温，降温后的冷却水送至排气、储能余气分拣合成装置内，带走分拣合成装置的工质热量排外；产气器中的低温工质通过曲面圆孔微通道扁铝管吸收热水的热量后快速产生膨胀，膨胀气体升压至6Mpa以上时，智能控制的稳压稳流阀门开启向储能双动力气动机供气带动发电机组发电。热水热量被吸收后的水又经风冷水箱进行保障性降温，然后输入气动机排气、储能余气分拣合成装置内，对气动机作功后的工质进行冷水冷却，使工质由气体变成气、液混合体；气、液混合工质经内循环气液输送压缩机输送到二次降温降压冷水冷却箱，再次降温降压到1Mpa左右的液体，经工质高压泵增压到10Mpa以上的压力注入产气器中加热气化，如此循环往复，连续不断的为储能气动机提供工作气源。

所述的产气器包括有洒水电机、外壳、气液阀门、辅助动力供气阀，其中，外壳内由上至下依次设有由扁铝管制成的过热区、高温区、中温区，过热区与高温区一端连接并通过气液阀门控制，过热区另一端设有高压供气阀，高温区一端设有高压进液阀，中温区一端设有辅助动力供气阀，另一端设有辅助动力进液阀；外壳顶部设有洒水电机，外壳底部设有冷却水出口，冷却水出口与风冷水箱连接；过热区、高温区、中温区均采用扁铝管呈螺旋状盘旋形成。

所述的排气、储能余气分拣合成装置包括有曲面圆孔微通道散热器、集流管、分拣冷却水进口，其中，曲面圆孔微通道散热器为并联的多组，其一端与分拣冷却水进口连接，另一端连接集流管，集流管与内循环气液输送压缩机相连接，内循环气液输送压缩机与二次降温降压冷却箱相连接，二次降温降压冷却箱与工质高压泵连接，工质高压泵出口连接产气器。

本方案技术效果在于：

第一、只需工业排放的废热水、太阳能集热热量、海洋温差热量、地热水直接进入机组发电，不需二次升温加热。

第二、对水质无要求。

第三、模块化一体机设计，体积小，重量轻，维护、维修方便。

第四、每吨80℃左右的热水发电6度以上。

第五、机组发电功率10KW至6000KW不等。

第六、机组运行温度100℃以下，排水温度30℃以下，对治理环境、减少企业热排放和抑制大气层温度升高具有根治作用。

第七、机组工作有效温差60℃左右，根据卡诺循环热电转换效率计算，机组的单级应用热电转换效率是同行业余热利用效率的两倍以上。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的产气器示意图。

图3为本发明的排气、储能余气分拣合成装置示意图。

图4为本发明的曲面圆孔微通道扁铝管示意图。

图5为本发明的9缸活塞、柱塞三连泵示意图。

具体实施方式

下面结合所有附图对本发明专利作进一步说明，本发明专利的较佳实施例为；参见附图1至附图5，本实施例所述的低温高压热水发电机***，60℃至100℃热水通过产气器A内储的低温工质吸热后送至风冷水箱B进行保障性降温，降温后的冷却水送至排气、储能余气分拣合成装置C内，由排气、储能余气分拣合成装置C吸收分拣余气的热量；低温工质通过曲面圆孔微通道扁铝管E吸收热水的热量后快速产生膨胀，膨胀气体升压至6Mpa以上时，智能控制的稳压稳流阀门开启向储能气动机D供气，热量被吸收的水再次由排气、储能余气分拣合成装置C进行冷水冷却，使工质气体变成气、液混合体；工质气体变成气、液混合工质后经内循环气液输送压缩机G输送到二次降温降压冷却箱F，再次降温降压后1Mpa的液体工质经工质高压泵I增压至10Mpa左右的压力循环注入产气器A中加热气化，连续循环不断的为储能气动机D提供工作气源。上述产气器A包括有洒水电机A1、外壳A2、气液阀门A3、辅助动力供气阀A4，其中，外壳A2内由上至下依次设有由扁铝管制成的过热区A11、高温区A12、中温区A13，过热区A11与高温区A12一端连接并通过气液阀门A3控制，过热区A11另一端设有高压供气阀A6，高温区A12一端设有高压进液阀A7，中温区A13一端设有辅助动力供气阀A4，另一端设有辅助动力进液阀A9；外壳A2顶部设有洒水电机A1，外壳A2底部设有冷却水出口A10，冷却水出口A10与风冷水箱B连接；过热区A11、高温区A12、中温区A13均采用扁铝管呈螺旋状盘旋形成。产气器每个区的曲面圆孔微通道扁铝管根据发电机发电功率大小由多层蚊香型并联组成。外层端口为稳压稳流供气口，内端为高压进液口，高压液体工质通过高温区吸热膨胀，使工质气化后送入过热区继续加热变成纯气体供气。每个温度区内设有一至多层热水喷淋装置和冷水排外的挡水板，设计多层挡水板目的是保证每层吸热板始终保持在加热状态，有利于连续产生高压膨胀气体，工质从高温区到过热区的时间不超过0.5秒，膨胀压力10Mpa左右。中温区的水温为60℃左右，压力为3Mpa左右。为了使吸热后的排水降至低温排放，设计中温区釆用多次吸热的方法降低温度排放。中温区的余热工质中压为3Mpa左右，该气源作为推动9缸活塞、柱塞三连泵（如图5）的辅助动力气源，利用中温区的中压气源推动活塞往复工作，往复活塞推动工质高压泵输送液体工质，推动内循环气液输送压缩机G，把气液工质输送到二次降温降压冷却箱，将气液工质被冷却成液体。活塞、柱塞三连泵曲轴是解决上述功能的传动机构，解决了低温热水发电机组辅助动力自给的问题。

所述排气、储能余气分拣合成装置C包括有曲面圆孔微通道散热器C1、集流管C2、分拣冷却水进口C4，其中，曲面圆孔微通道散热器C1为并联的多组，其一端与分拣冷却水进口C4连接，另一端连接集流管C2，集流管C2与内循环气液输送压缩机G相连接，内循环气液输送压缩机G与二次降温降压冷却箱F相连接，二次降温降压冷却箱F与工质高压泵I连接，工质高压泵I出口连接产气器A。曲面圆孔微通道散热板接储能气动机的排气口，储能余气口数量一对一组成单个水冷***，把排、余气的气体工质速冷成气、液混合体，汇总后经内循环气液输送压缩机G输送到二次降温降压冷却箱F，降温降压后的液体压力小于1Mpa。

本实施例的曲面圆孔微通道扁铝管（如图4所示）吸热散热的时间与扁铝管的表面积大小有关，为了增加吸热表面积，把扁铝管表面设计为曲面形状。扁铝管承受压力与通道的内孔形状有关，把扁铝管内设计为圆孔。结果表明曲面圆孔微通道扁铝管能增加1／4的膨胀承受压力和减少1／4的吸热时间，扁铝管的***压力为40Mpa以上。

以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.低温高压热水发电机***，其特征在于：60℃至100℃热水通过产气器（A）内储的低温工质吸热后送至风冷水箱（B）进行保障性降温，降温后的冷却水送至储能双动力气动机的排气、储能余气分拣合成装置（C）内，由排气、储能余气分拣合成装置（C）吸收分拣工质的热量；低温工质通过曲面圆孔微通道扁铝管（E）吸收热水的热量后快速产生膨胀，膨胀气体体积可扩大800倍，压力扩大10~18倍，当膨胀气体升压至6Mpa时，智能控制的稳压稳流阀门开启向储能双动力气动机（D）供气；气动机的排气、储能余气工质被分拣合成装置（C）冷水冷却后变成气、液混合体；气、液混合工质经内循环气液输送压缩机（G）输送到二次降温降压冷却箱（F），再次降温降压到1Mpa左右的液体，经工质高压泵（I）增压至10Mpa左右的压力注入产气器（A）中加热气化，连续循环不断的为储能双动力气动机（D）提供工作气源。

2.根据权利要求1所述的低温高压热水发电机***，其特征在于：产气器（A）包括有洒水电机（A1）、外壳（A2）、气液阀门（A3）、辅助动力供气阀（A4），其中，外壳（A2）内由上至下依次设有由扁铝管制成的过热区（A11）、高温区（A12）、中温区（A13），过热区（A11）与高温区（A12）一端连接并通过气液阀门（A3）控制，过热区（A11）另一端设有高压供气阀（A6），高温区（A12）一端设有高压进液阀（A7），中温区（A13）一端设有辅助动力供气阀（A4），另一端设有辅助动力进液阀（A9）；外壳（A2）顶部设有洒水机电（A1），外壳（A2）底部设有冷却水出口（A10），冷却水出口（A10）与风冷水箱（B）连接；过热区（A11）、高温区（A12）、中温区（A13）均采用扁铝管呈螺旋状盘旋形成。

3.根据权利要求1所述的低温高压热水发电机***，其特征在于：排气、储能余气分拣合成装置（C）包括有曲面圆孔微通道散热器（C1）、集流管（C2）、分拣冷却水进口（C4），其中，曲面圆孔微通道散热器（C1）为并联的多组，其一端与分拣冷却水进口（C4）连接，另一端连接集流管（C2），集流管（C2）与内循环气液输送压缩机（G）相连接，内循环气液输送压缩机（G）与二次降温降压冷却箱（F）相连接，二次降温降压冷却箱（F）与工质高压泵（I）连接，工质高压泵（I）出口连接产气器（A）。