CN212296695U - 一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置，包括水动压气装置与热力除氧装置，水动压气装置包括中空双层活塞与尾水箱，热力除氧装置包括换热型给水箱与热力除氧器。将高压给气缸内完成热功转换的乏汽即尾气集中泄入水动压气装置的气缸内，关闭高温高压给水泵，由高压给水生成的一部分高压水推动中空双层活塞将气缸中的一部分尾气压缩并经减压阀减压后供热力除氧器使用，同时将另一部分尾气压入饱和蒸汽生成管的外管内，重启高温高压给水泵，外管内经定压加热后重新生成既定压力的饱和蒸汽。本实用新型可克服现有太阳能水轮发电尾气循环装置单向压气及无除氧设备的缺陷，可实现往复式压气并利用尾气与传热压缩空气联合除氧。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能水轮发电尾气循环利用技术。
背景技术
如专利授权号CN209523849U所示的一种太阳能水轮发电设备，通过尾气循环装置实现发电过程中尾气的循环利用，但尚存在两方面问题：一方面活塞单向压气需配套多套气缸，另一方面用水轮机替代汽轮机发电对工质蒸汽未除氧，高压给气缸及蒸汽管道的使用寿命会因氧腐蚀而缩短，同时因缺少预热环节蒸汽的生成效率有所影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置。
一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置，包括水动压气装置和热力除氧装置；所述的水动压气装置包括气缸，所述的气缸内设中空双层活塞，所述中空双层活塞的两端分别均设有活塞口，气缸的两端均设有尾水箱，所述活塞口均通过高压绝热伸缩软管经尾水箱与三通阀的第一出口相连，所述尾水箱均设有进水口与排水口，所述的进水口通过水管与三通阀的第二出口相连，所述排水口通过水管与换热器相连。
所述热力除氧装置包括换热型给水箱与热力除氧器，所述换热型给水箱内设有换热管，换热型给水箱与除氧尾气管相连，所述热力除氧器的水箱内设加热管，所述加热管的进口与传热压缩空气回管Ⅰ相连，加热管的出口与传热压缩空气回管Ⅱ相连。
优选的，所述中空双层活塞内部为空心且中间设隔断，所述隔断将活塞分割成两个底面彼此重叠的中空活塞。
优选的，所述换热管进口与传热压缩空气回管Ⅰ相连，出口与传热压缩空气回管Ⅱ相连。
具体的，水动压气装置包括气缸、尾气管、中空双层活塞、高压绝热伸缩软管、尾水箱、三通阀及高压水管，所述气缸首末两端分别设进气口与出气口，所述尾气管包括泄气管Ⅰ、泄气管Ⅱ、除氧尾气管Ⅰ、除氧尾气管Ⅱ、第一循环尾气管、第二循环尾气管，所述泄气管分别与气缸的进气口相连，所述除氧尾气管及循环尾气管分别与气缸的出气口相连，所述除氧尾气管Ⅱ与除氧尾气管Ⅰ相连并在管路上设控制阀，所述第二循环尾气管与第一循环尾气管相连并在管路上设控制阀，所述中空双层活塞外部设气环，所述气环紧贴气缸壁，所述中空双层活塞内部为空心且中间设隔断，所述隔断将中空双层活塞分割成两个底面彼此重叠的中空活塞，所述中空活塞两端分别设活塞口，所述活塞口分别通过高压绝热伸缩软管经尾水箱与三通阀的第一出口相连，所述三通阀的进水口与高压水管相连，所述尾水箱分别位于气缸首末两端的外部，所述尾水箱分别设进水口与排水口，所述进水口由水管与三通阀的第二出口相连，所述排水口由水管与太阳能水轮发电尾水循环装置的换热器相连。
热力除氧装置包括换热型给水箱、给水泵与热力除氧器，所述换热型给水箱设水口与气口并内设换热管，所述气口由连管与除氧尾气管相连，水口与给水泵相连，所述热力除氧器包括蒸汽管、给水管、水箱与加热管，所述蒸汽管包括第一蒸汽管与第二蒸汽管，所述第一蒸汽管与第二蒸汽管分别通过减压阀与除氧尾气管Ⅰ的末端相连，所述给水管分别与给水泵与第一蒸汽管相连，所述水箱设无氧水出口，所述加热管位于水箱内并将传热压缩空气回管分割成传热压缩空气回管Ⅰ与传热压缩空气回管Ⅱ，所述传热压缩空气回管Ⅰ与加热管的进口相连，所述传热压缩空气回管Ⅱ与加热管的出口相连，所述加热管还经过第一循环尾气管，所述第一循环尾气管经过热力除氧器的水箱，所述第一循环尾气管及无氧水出口分别与蒸汽生成装置相连，所述蒸汽生成装置包括饱和蒸汽生成管与高温高压给水泵，所述饱和蒸汽生成管包括外管与内管，所述外管的入口端与第一循环尾气管的末端相连，所述内管设微孔并与高温高压给水泵相连，所述高温高压给水泵还与无氧水出口相连。
部件说明：
1)中空双层活塞：中空双层活塞由内部中间的隔断将活塞一分为二，分割成两个底面彼此重叠的连体中空活塞；活塞中空便于储水并可实现水压的等压传递即压气压力等于水压；高压水经高压绝热伸缩软管由活塞口流入活塞内推动中空双层活塞在气缸中往复运动实现双向同步压气与吸气。
2)尾水箱：储存高压绝热伸缩软管受压收缩时流出的水并经太阳能水轮发电尾水循环装置的换热器换热后流入尾水循环缸内循环使用；
3)换热型给水箱：一方面可作为热力除氧器的水源，另一方面可作为蒸汽发生器为热力除氧器初始化除氧供汽即将水箱密封并向换热管内输入传热压缩空气，此外太阳能水轮发电在发电过程中尾气不冷凝但发电结束后可将尾气冷凝还原成水并换热以实现汽水的循环。
4)热力除氧器：通过尾气与传热压缩空气对蒸汽用水联合除氧并预热，水箱内的加热管经过第一循环尾气管还可充分利用传热压缩空气的余热。
5)高温高压给水泵：对吸热管-饱和蒸汽生成管外管内加热的混合汽水定压生成既定压力的饱和蒸汽。
有益效果：
本装置能克服现有太阳能水轮发电尾气循环装置单向压气需配套多套气缸的缺陷，通过往复循环压气能提高压气效率并降低投资成本，同时通过尾气与传热压缩空气联合除氧实现除氧与预热相结合既能保护蒸汽设备又能提高蒸汽生成效率，此外还能实现汽水的循环。
附图说明
图1是一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置的总体结构示意图
图2是中空双层活塞结构及连接示意图
1.水动压气装置 11.气缸 111.进气口Ⅰ 112.进气口Ⅱ 113.出气口Ⅰ 114.出气口Ⅱ 115.出气口Ⅲ 116.出气口Ⅳ 12.尾气管 121.泄气管Ⅰ 122.泄气管Ⅱ 123.除氧尾气管Ⅰ 124.除氧尾气管Ⅱ 125.第一循环尾气管 126.第二循环尾气管 13.中空双层活塞131.隔断 132.活塞Ⅰ 1321.活塞口Ⅰ 133.活塞Ⅱ 1331.活塞口Ⅱ 134.气环 1341.气环Ⅰ1342.气环Ⅱ 14.高压绝热伸缩软管 141.高压绝热伸缩软管Ⅰ 142.高压绝热伸缩软管Ⅱ15.尾水箱 151.尾水箱Ⅰ 1511.进水口Ⅰ 1512.排水口Ⅰ 1513.水管Ⅰ 1514.排水管Ⅰ 152.尾水箱Ⅱ 1521.进水口Ⅱ 1522.排水口Ⅱ 1523.水管Ⅱ 1524.排水管Ⅱ 16.三通阀 161.三通阀Ⅰ 1611.进水口Ⅰ 1612.第一出口 1613.第二出口 162.三通阀Ⅱ 1621.进水口Ⅱ1622.第一出口 1623.第二出口 17.高压水管 171.高压水管Ⅰ 172.高压水管Ⅱ 2.热力除氧装置 21.换热型给水箱 211.换热管 212.气口 213.水口 22.给水泵 23.热力除氧器231.蒸汽管 2311.第一蒸汽管 23111.减压阀Ⅰ 2312.第二蒸汽管 23121.减压阀Ⅱ 232.给水管 233.水箱 2331.无氧水出口 234.加热管 2341.进口 2342.出口 235.传热压缩空气回管 2351.传热压缩空气回管Ⅰ 2352.传热压缩空气回管Ⅱ 3.蒸汽生成装置 31.高温高压给水泵 32.饱和蒸汽生成管 321.外管 322.内管 3221.微孔。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
如图1-2所示，一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置，包括水动压气装置1与热力除氧装置2。
所述水动压气装置1包括气缸11、尾气管12、中空双层活塞13、高压绝热伸缩软管14、尾水箱15、三通阀16及高压水管17。所述气缸11首端分别设进气口Ⅰ111、出气口Ⅰ113与出气口Ⅲ115，末端分别设进气口Ⅱ112、出气口Ⅱ114与出气口Ⅳ116；所述尾气管12包括泄气管Ⅰ121、泄气管Ⅱ122、除氧尾气管Ⅰ123、除氧尾气管Ⅱ124、第一循环尾气管125及第二循环尾气管126，所述泄气管Ⅰ121与进气口Ⅰ111相连，所述泄气管Ⅱ122与进气口Ⅱ112相连，所述除氧尾气管Ⅰ123与出气口Ⅲ115相连，所述除氧尾气管Ⅱ124与出气口Ⅳ116相连，所述第一循环尾气管125与出气口Ⅰ113相连，所述第二循环尾气管126与出气口Ⅱ114相连，所述除氧尾气管Ⅱ124与除氧尾气管Ⅰ123相连并在管路上设控制阀，所述第二循环尾气管126与第一循环尾气管125相连并在管路上设控制阀；所述中空双层活塞13外部设气环134，所述气环134包括气环Ⅰ1341与气环Ⅱ1342紧贴气缸内壁，所述中空双层活塞13内部为空心且内设隔断131将活塞一分为二分别组成活塞Ⅰ132与活塞Ⅱ133，所述活塞13两端分别设活塞口Ⅰ1321与活塞口Ⅱ1331，所述活塞口Ⅰ1321通过高压绝热伸缩软管Ⅱ142经尾水箱Ⅱ152与三通阀Ⅱ162的第一出口1622相连，所述活塞口Ⅱ1331通过高压绝热伸缩软管Ⅰ141经尾水箱Ⅰ151与三通阀Ⅰ161的第一出口1612相连；所述三通阀Ⅰ161与三通阀Ⅱ162的进水口1611与1621分别与高压水管Ⅰ171与高压水管Ⅱ172相连；所述尾水箱Ⅰ151与尾水箱Ⅱ152分别位于气缸首末两端的外部，所述尾水箱Ⅰ151设进水口Ⅰ1511与排水口Ⅰ1512，尾水箱Ⅱ152设进水口Ⅱ1521与排水口Ⅱ1522，所述进水口Ⅰ1511由水管Ⅰ1513与三通阀Ⅰ161的第二出口1613相连，进水口Ⅱ1521由水管Ⅱ1523与三通阀Ⅱ162的第二出口1623相连，所述排水口Ⅰ1512与排水口Ⅱ1522分别由水管与太阳能水轮发电尾水循环装置的换热器相连。
所述热力除氧装置2包括换热型给水箱21、给水泵22与热力除氧器23，所述换热型给水箱21内设换热管211并设气口212与水口213，所述换热型给水箱的气口212与除氧尾气管Ⅰ123相连，水口213与给水泵22相连，所述热力除氧器23包括蒸汽管231、给水管232、水箱233、加热管234、传热压缩空气回管235，所述蒸汽管231包括第一蒸汽管2311与第二蒸汽管2312，所述第一蒸汽管2311与第二蒸汽管2312分别通过管路上的减压阀Ⅰ23111与减压阀Ⅱ23121与除氧尾气管Ⅰ的末端相连，所述水箱233设无氧水出口2331，所述加热管234位于水箱233内并将传热压缩空气回管235分割成传热压缩空气回管Ⅰ2351与传热压缩空气回管Ⅱ2352，所述传热压缩空气回管Ⅰ2351与加热管的进口2341相连，所述传热压缩空气回管Ⅱ2352与加热管的出口2342相连，所述加热管234还经过第一循环尾气管125，所述第一循环尾气管125经过热力除氧器的水箱233，所述第一循环尾气管125及无氧水出口2331分别与蒸汽生成装置3相连，所述蒸汽生成装置3包括高温高压给水泵31与饱和蒸汽生成管32，所述饱和蒸汽生成管32包括外管321与内管322，所述外管的入口端与第一循环尾气管的末端相连，所述内管322设微孔3221并与高温高压给水泵31相连，所述高温高压给水泵31还与无氧水出口2331相连。
主要实现过程：将高压给气缸内完成热功转换的乏汽即尾气集中由泄气管Ⅰ121经进气口Ⅰ111泄入水动压气装置气缸11内，关闭高温高压给水泵31，打开三通阀162的进水口1621及第一出口1622，高压水经高压水管Ⅱ172及高压绝热伸缩软管Ⅱ142由活塞口Ⅰ1321流入活塞Ⅰ132内，推动中空双层活塞13在气缸中直线运动(高压绝热伸缩软管Ⅰ141受压收缩，管内水经尾水箱Ⅰ151的进水口1511流入尾水箱Ⅰ151内)，同时开启气缸的进气口Ⅱ112，活塞前端气缸中一部分尾气被压入除氧尾气管Ⅰ123内并被压缩(压力增大温度升高)后经减压阀Ⅰ23111及减压阀Ⅱ23121减压后供热力除氧器的第一蒸汽管2311与第二蒸汽管2312使用；另一部分尾气被压入吸热管-饱和蒸汽生成管的外管321内，重启高温高压给水泵31，外管内经定压加热后重新生成既定压力的饱和蒸汽。中空双层活塞13压缩前端气缸中的尾气时由进气口Ⅱ112同步完成活塞后端气缸尾气的进气，关闭高温高压给水泵31，中空双层活塞13在气缸内作反向直线运动并同步完成压气与进气，过程同上。中空双层活塞13在气缸11内往复运动时可实现压气与进气同步，太阳能水轮发电结束后，将气缸11内的尾气由除氧尾气管Ⅰ123泄入换热型给水箱21内冷凝还原成水并换热后实现汽水的循环。热力除氧器23初始化蒸汽来源：将换热型给水箱内换热管的进口与出口分别与传热压缩空气回管Ⅰ2351及传热压缩空气回管Ⅱ2352相连，关闭换热型给水箱气口212与水口213的阀门予以密封，给水箱内的储水经传热压缩空气加热后可生成一定压力的蒸汽并分别经减压阀Ⅰ23111及减压阀Ⅱ23121减压后向热力除氧器第一蒸汽管2311与第二蒸汽管2312初始化供汽。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置，其特征在于，包括水动压气装置和热力除氧装置；所述的水动压气装置包括气缸，所述的气缸内设中空双层活塞，所述中空双层活塞的两端分别均设有活塞口，气缸的两端均设有尾水箱，所述活塞口均通过高压绝热伸缩软管经尾水箱与三通阀的第一出口相连，所述尾水箱均设有进水口与排水口，所述的进水口通过水管与三通阀的第二出口相连，所述排水口通过水管与换热器相连；
所述热力除氧装置包括换热型给水箱与热力除氧器，所述换热型给水箱内设有换热管，换热型给水箱与除氧尾气管相连，所述热力除氧器的水箱内设加热管，所述加热管的进口与传热压缩空气回管Ⅰ相连，加热管的出口与传热压缩空气回管Ⅱ相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置，其特征在于，所述中空双层活塞内部为空心且中间设隔断，所述隔断将活塞分割成两个底面彼此重叠的中空活塞。
3.根据权利要求1所述的一种用于太阳能水轮发电的尾气循环利用装置，其特征在于，所述换热管进口与传热压缩空气回管Ⅰ相连，出口与传热压缩空气回管Ⅱ相连。
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Granted publication date: 20210105 |