專利名稱：一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，這一稱呼方式以區(qū)別現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法，屬熱發(fā)電系統(tǒng)，用于核電、火電發(fā)電，特別是低品位廢熱發(fā)電系統(tǒng)，如熱電廠廢熱發(fā)電、太陽能加熱發(fā)電或海水溫差發(fā)電等。
背景技術(shù)：
:現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法，以海水溫差發(fā)電為例進(jìn)行說明，閉式循環(huán)發(fā)電使用低沸點(diǎn)物質(zhì)(如水、氨、二氧化碳、分子含碳數(shù)小于5的烷烴或烯烴、氟利昂等)做為工作介質(zhì)，使用高溫海水加熱蒸發(fā)器中工作介質(zhì)，使其受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)用以推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣進(jìn)入冷凝器中由低溫海水冷卻為低溫低壓介質(zhì)，加壓低溫低壓介質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器，從而進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)?，F(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是在加壓低溫低壓介質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器這一部分，需要消耗渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出的電能量，使好不容易發(fā)出的電能被系統(tǒng)自身消耗，而且加壓沒備也需要投資成本及維護(hù)成本。本人在2011年12月12日申請的一種無工質(zhì)泵閉式循環(huán)發(fā)電方法(申請?zhí)?01110462221.7)，也是消除了閉式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中的工質(zhì)回流泵，但工作方式是改變熱流流向來達(dá)到工質(zhì)循環(huán)工作的目的。發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明提出的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法的目的是:消除現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法中，工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器、渦輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器再加壓回到蒸發(fā)器中的加壓部分，精簡了閉式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)自身電能消耗，增加了發(fā)電設(shè)備的發(fā)電能力提高發(fā)電效能，與本人在2011年12月12日申請的一種無工質(zhì)泵閉式循環(huán)發(fā)電方法(申請?zhí)?01110462221.7)的差別是不改變熱流方向，而是通過閥門控制工質(zhì)流向，達(dá)到工質(zhì)循環(huán)工作的目的。本發(fā)明的一種無工質(zhì)泵閉式循環(huán)發(fā)電方法:把現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法中，工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器、渦輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器再加壓回到蒸發(fā)器中的加壓部分消除掉，用低沸點(diǎn)物質(zhì)做為工作介質(zhì)(如水、氨、二氧化碳、分子含碳數(shù)小于5的烷烴或烯烴、氟利昂等)，然后把蒸發(fā)器通過管路連接到渦輪發(fā)電機(jī)組再通過管路連接冷凝器、冷凝器通過管路及閥門連接到冷卻容器、冷卻容器通過管路及閥門連接到預(yù)熱容器、預(yù)熱容器通過管路及閥門連接到蒸發(fā)器，組成一個(gè)密閉連接機(jī)構(gòu)，其中預(yù)熱容器位置低于冷卻容器、但高于蒸發(fā)器，冷凝器位置高于冷卻容器，并按照下述方式工作:a.用熱流(熱流可以是核反應(yīng)熱量、礦物燃料燃燒的熱量、高溫海水、發(fā)電廠廢熱、蒸汽鍋爐廢熱、煉鋼產(chǎn)生的廢熱等熱量)加熱從預(yù)熱容器內(nèi)在重力作用下通過管路流經(jīng)打開的閥門到蒸發(fā)器中的工作介質(zhì)，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)通過管路推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣通過管路進(jìn)入冷凝器中，由冷流(冷流可以是低溫海水、低溫淡水、低溫冷空氣、海水、淡水或空氣)冷卻為低壓低溫介質(zhì)后在重力作用下通過管路流經(jīng)打開的閥門進(jìn)入冷卻容器內(nèi)，在這過程中，冷卻容器與預(yù)熱容器之間的連接閥門關(guān)閉，當(dāng)冷卻容器內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后b.關(guān)閉蒸發(fā)器與預(yù)熱容器之間的連接閥門，也關(guān)閉冷卻容器與冷凝器之間的連接閥門，同時(shí)打開冷卻容器與預(yù)熱容器之間的連接閥門，使冷卻容器內(nèi)的工質(zhì)在重力作用下通過管路流經(jīng)打開的閥門進(jìn)入預(yù)熱容器，當(dāng)預(yù)熱容器內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后(預(yù)熱容器、冷卻容器組對可以以二組對或二組對以上的多組對設(shè)立，使各個(gè)組對之間輪流工作，以消除單一的預(yù)熱容器、冷卻容器組對在b工作狀態(tài)下，渦輪機(jī)工作的停頓間隙，實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)連續(xù)工作，即其中一組對的預(yù)熱容器、冷卻容器組對在b所述工作狀態(tài)下時(shí)，另一組對的預(yù)熱容器、冷卻容器組對在a所述工作狀態(tài)下工作)，進(jìn)入a所述的工作狀態(tài)……如此往復(fù)輪流工作，本發(fā)明的取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法由蒸發(fā)器、預(yù)熱容器、冷卻容器、冷凝器之間的閥門的打開/關(guān)閉功能作用下、不需要工質(zhì)的回流泵實(shí)現(xiàn)了循環(huán)發(fā)電，這種工作方式與現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)通過加壓設(shè)備使工作介質(zhì)加壓進(jìn)入蒸發(fā)器形成循環(huán)的工作方式是不同的。與本人在2011年12月12日申請的一種無工質(zhì)泵閉式循環(huán)發(fā)電方法(申請?zhí)?01110462221.7):工作介質(zhì)的加熱與冷卻是通過熱流與冷流的流向改變來達(dá)到，工作介質(zhì)產(chǎn)生的高壓蒸汽介質(zhì)往返流動中推動潤輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，工作介質(zhì)產(chǎn)生的高壓蒸汽介質(zhì)往返流向，可以用類似電路里的橋式整流方式，在蒸汽管路中設(shè)置單向閥，使高壓蒸汽介質(zhì)單向流向渦輪機(jī)，以推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電有所差異，但本質(zhì)都一樣，取消現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方式中的工質(zhì)回流泵，降低發(fā)電系統(tǒng)自身的能源消耗，增加發(fā)電系統(tǒng)對外輸出能源的能力。


:圖中1、3、6、7、12、13、16、18是閥門，2、17是冷卻容器，4、15是預(yù)熱容器，5、14是預(yù)熱器，8、10是熱流進(jìn)出口，9是蒸發(fā)器，11是渦輪機(jī)(或是說:汽輪機(jī))，19、21是冷流進(jìn)出口，20是冷凝器，各部件之間通過管路按附圖中的連接方法連在一起，其中預(yù)熱容器4、15位置低于冷卻容器2、17、但高于蒸發(fā)器9，冷凝器20位置高于冷卻容器2、17。
具體實(shí)施方式
:為了詳細(xì)說明本發(fā)明的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法的工作過程，下面用二組組對的預(yù)熱容器、冷卻容器組對為例并結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法的工作過程，附圖中1、3、6、7、12、13、16、18是閥門，2、17是冷卻容器，4、15是預(yù)熱容器，5、14是預(yù)熱器，8、10是熱流進(jìn)出口，9是蒸發(fā)器，11是渦輪機(jī)，19,21是冷流進(jìn)出口，20是冷凝器，各部件之間通過管路按說明書附圖中的連接方法連在一起，其中預(yù) 熱容器4、15位置低于冷卻容器2、17、但高于蒸發(fā)器9，冷凝器20位置高于冷卻容器2、17，能夠以下面所述的工作過程進(jìn)行發(fā)電:a.關(guān)閉閥門3、12、13、18，打開閥門1、6、7、16，用熱流(如核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量、礦物
燃料燃燒的熱量、高溫海水、發(fā)電廠廢熱、蒸汽鍋爐廢熱、煉鋼產(chǎn)生的廢熱等熱量)加熱從預(yù)熱容器4在重力作用下通過管路流經(jīng)閥門6到蒸發(fā)器9中的工作介質(zhì)(如水、氨、二氧化碳、分子含碳數(shù)小于5的烷烴或烯烴、氟利昂等)，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)通過管路推動渦輪機(jī)11旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣通過管路流經(jīng)閥門7、預(yù)熱器5進(jìn)入冷凝器20中由冷流(如低溫海水、低溫淡水、低溫冷空氣)冷卻為低壓低溫介質(zhì)后(同時(shí)，冷卻容器17里的工作介質(zhì)經(jīng)過打開的閥門16，在重力作用下流到預(yù)熱容器15里，流完后關(guān)閉閥門16，再打開閥門13，由渦輪機(jī)11出來的介質(zhì)乏氣通過閥門13到達(dá)預(yù)熱器14進(jìn)行預(yù)熱)，在重力作用下通過打開的閥門I進(jìn)入冷卻容器2內(nèi)，當(dāng)冷卻容器2內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后b.關(guān)閉閥門1、6、7、16，打開閥門3、12、13、18，用熱流(如核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量、礦物
燃料燃燒的熱量、高溫海水、發(fā)電廠廢熱、蒸汽鍋爐廢熱、煉鋼產(chǎn)生的廢熱等熱量熱量)加熱從預(yù)熱容器15在重力作用下通過管路流經(jīng)閥門12到蒸發(fā)器9中的工作介質(zhì)(如水、氨、二氧化碳，分子含碳數(shù)小于5的烷烴或烯烴、氟利昂等)，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)通過管路推動渦輪機(jī)11旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣通過管路流經(jīng)閥門13、預(yù)熱器14進(jìn)入冷凝器20中由冷流(如低溫海水、低溫淡水、低溫冷空氣)冷卻為低壓低溫介質(zhì)后(同時(shí)，冷卻容器2里的工作介質(zhì)經(jīng)過打開的閥門3，在重力作用下流到預(yù)熱容器4里，流完后關(guān)閉閥門3，再打開閥門7，由渦輪機(jī)11出來的介質(zhì)乏氣通過閥門7到達(dá)預(yù)熱器5進(jìn)行預(yù)熱)，在重力作用下通過打開的閥門I進(jìn)入冷卻容器2內(nèi)，當(dāng)冷卻容器2內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后，進(jìn)入a所述的工作狀態(tài)……如此往復(fù)輪流工作，本發(fā)明的取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，在不需要工質(zhì)回流泵的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了循環(huán)發(fā)電。 上述本發(fā)明的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法的實(shí)施例介紹中，閥門7、13或可以取消掉，預(yù)熱器5、14或可以取消掉。
權(quán)利要求
1.一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法:把現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法中，工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器、渦輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器再加壓回到蒸發(fā)器中的加壓部分(工質(zhì)回流泵)取消掉，用低沸點(diǎn)物質(zhì)做為工作介質(zhì)，然后把蒸發(fā)器通過管路連接到渦輪發(fā)電機(jī)組再通過管路連接冷凝器、冷凝器通過管路及閥門連接到冷卻容器、冷卻容器通過管路及閥門連接到預(yù)熱容器、預(yù)熱容器通過管路及閥門連接到蒸發(fā)器，組成一個(gè)密閉連接機(jī)構(gòu)，其中預(yù)熱容器位置低于冷卻容器、但高于蒸發(fā)器，冷凝器位置高于冷卻容器，并按照下述方式工作: a.用熱流加熱從預(yù)熱容器內(nèi)在重力作用下通過管路流經(jīng)打開的閥門到蒸發(fā)器中的工作介質(zhì)，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)通過管路推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣通過管路進(jìn)入冷凝器中，由冷流冷卻為低壓低溫介質(zhì)后在重力作用下通過管路流經(jīng)打開的閥門進(jìn)入冷卻容器內(nèi)，在這過程中，冷卻容器與預(yù)熱容器之間的連接閥門關(guān)閉，當(dāng)冷卻容器內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后 b.關(guān)閉蒸發(fā)器與預(yù)熱容器之間的連接閥門，也關(guān)閉冷卻容器與冷凝器之間的連接閥門，同時(shí)打開冷卻容器與預(yù)熱容器之間的連接閥門，使冷卻容器內(nèi)的工質(zhì)在重力作用下通過管路流經(jīng)打開的閥門進(jìn)入預(yù)熱容器，當(dāng)預(yù)熱容器內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后，進(jìn)入a所述的工作狀態(tài)……如此往復(fù)輪流工作，本發(fā)明的取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法由蒸發(fā)器、預(yù)熱容器、冷卻容器、冷凝器之間的閥門的打開/關(guān)閉功能作用下、不需要工質(zhì)的回流泵實(shí)現(xiàn)了循環(huán)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的預(yù)熱容器、冷卻容器組對可以以二組對或二組對以上的多組對設(shè)立，使各個(gè)組對之間輪流工作，以消除單一的預(yù)熱容器、冷卻容器組對在b所述工作狀態(tài)下，渦輪機(jī)工作的停頓間隙，實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)連續(xù)工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于應(yīng)用權(quán)利要求1或5所述的取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)組設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)組設(shè)備由1、3、6、7、12、13、16、18是閥門，2、17是冷卻容器，4、15是預(yù)熱容器，5、14是預(yù)熱器，8、10是熱流進(jìn)出口，9是蒸發(fā)器，11是渦輪機(jī)，19、21是冷流進(jìn)出口，20是冷凝器，各部件之間通過管路按說明書附圖中的連接方法連在一起，其中預(yù)熱容器4、15位置低于冷卻容器2、17、但高于蒸發(fā)器9，冷凝器20位置高于冷卻容器2、17，能夠以下面所述的工作過程進(jìn)行發(fā)電: a.關(guān)閉閥門3、12、13、18，打開閥門1、6、7、16，用熱流加熱從預(yù)熱容器4在重力作用下通過管路流經(jīng)閥門6到蒸發(fā)器9中的工作介質(zhì)，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)通過管路推動渦輪機(jī)11旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣通過管路流經(jīng)閥門7、預(yù)熱器5進(jìn)入冷凝器20中由冷流冷卻為低壓低溫介質(zhì)后(同時(shí)，冷卻容器17里的工作介質(zhì)經(jīng)過打開的閥門16，在重力作用下流到預(yù)熱容器15里，流完后關(guān)閉閥門16，再打開閥門13，由渦輪機(jī)11出來的介質(zhì)乏氣通過閥門13到達(dá)預(yù)熱器14進(jìn)行預(yù)熱)，在重力作用下通過打開的閥門I進(jìn)入冷卻容器2內(nèi)，當(dāng)冷卻容器2內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后 b.關(guān)閉閥門1、6、7、16，打開閥門3、12、13、18，用熱流加熱從預(yù)熱容器15在重力作用下通過管路流經(jīng)閥門12到蒸發(fā)器9中的工作介質(zhì)，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)通過管路推動渦輪機(jī)11旋轉(zhuǎn)發(fā)電對外輸出能量，介質(zhì)乏氣通過管路流經(jīng)閥門13、預(yù)熱器14進(jìn)入冷凝器20中由冷流冷卻為低壓低溫介質(zhì)后(同時(shí)，冷卻容器2里的工作介質(zhì)經(jīng)過打開的閥門3，在重力作用下流到預(yù)熱容器4里，流完后關(guān)閉閥門3，再打開閥門7，由渦輪機(jī)11出來的介質(zhì)乏氣通過閥門7到達(dá)預(yù)熱器5進(jìn)行預(yù)熱)，在重力作用下通過打開的閥門I進(jìn)入冷卻容器2內(nèi)，當(dāng)冷卻容器2內(nèi)的工作介質(zhì)滿到一定程度后，進(jìn)入a所述的工作狀態(tài)……如此往復(fù)輪流工作，本發(fā)明的取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，在不需要工質(zhì)回流泵的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了循環(huán)發(fā)電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的閥門7、13或可以取消掉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的預(yù)熱器5、14或可以取消掉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的低沸點(diǎn)工作介質(zhì)可以是水、氨、二氧化碳、分子含碳數(shù)小于5的烷烴或烯烴、氟利昂等物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的熱流可以是核反應(yīng)熱量、礦物燃料燃燒的熱量、高溫海水、發(fā)電廠廢熱、蒸汽鍋爐廢熱、煉鋼產(chǎn)生的廢熱等熱量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 或4所述的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于所述的冷流可以是低溫海水、低溫淡水、低溫冷空氣、海水、淡水或空氣。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種取消工質(zhì)回流泵的閉式循環(huán)發(fā)電方法，使工質(zhì)在蒸發(fā)器、渦輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器之間來回流動發(fā)電，取消現(xiàn)有閉式循環(huán)發(fā)電方法中工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器、渦輪發(fā)電機(jī)組、冷凝器再加壓回到蒸發(fā)器中的加壓部分，精簡了閉式循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)自身電能消耗，增加了發(fā)電設(shè)備的發(fā)電能力提高發(fā)電效能。
文檔編號F01K25/10GK103161529SQ201210102519
公開日2013年6月19日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者邵再禹 申請人:邵再禹