一種能源利用率較高的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能源利用率較高的發(fā)電系統(tǒng)，其包括：多個耐壓的封閉容器，設(shè)于熱源上方或熱源中；噴霧裝置，用于向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧在所述熱源的作用下瞬間生成高壓蒸汽；蒸汽汽包，與各封閉容器相連通，用于存儲來自各封閉容器的高壓蒸汽；多個汽缸，與所述蒸汽汽包相連，蒸汽汽包輸出的高壓蒸汽可驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功。本發(fā)明的蒸汽機(jī)工作時，利用多個高溫的封閉容器將噴入水霧汽化為高壓蒸汽，并通過該高壓蒸汽驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功。本發(fā)明的高壓蒸汽生成方式，具有速度快、熱效率高且高壓蒸汽的量可控等優(yōu)點(diǎn)；工作時，若所述封閉容器的溫度足夠高，即可通過控制水霧噴射量，即可控制活塞的輸出功率的大小。
【專利說明】
一種能源利用率較高的發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種油蒸汽機(jī)及蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是:燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電會K。
[0003]上述現(xiàn)有技術(shù)的火力發(fā)電廠的能源利用率較低，且污染較大。
[0004]蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動力機(jī)械。蒸汽機(jī)需要一個使水沸騰產(chǎn)生高壓蒸汽的鍋爐，這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動活塞做功。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能源利用率較高且可大幅節(jié)能的油蒸汽機(jī)及蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的蒸汽機(jī)，其包括:多個耐壓的封閉容器，設(shè)于熱源上方或熱源中；噴霧裝置，用于向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧在所述熱源的作用下瞬間生成高壓蒸汽;蒸汽汽包，與各封閉容器相連通，用于存儲來自各封閉容器的高壓蒸汽;多個汽缸，與所述蒸汽汽包相連，蒸汽汽包輸出的高壓蒸汽可驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功。
[0007]進(jìn)一步，所述的各噴霧裝置與用于定量供水的計量高壓水栗相連。
[0008]進(jìn)一步，為提高各封閉容器的吸、放熱效率，所述封閉容器為空心的板狀體或空心翅片、或管體、或翅片管構(gòu)成的蒸發(fā)器，優(yōu)選矩形空心板體，且較長的一邊水平設(shè)置，較短的一邊垂直設(shè)置，利于充分、快速吸熱。
[0009]進(jìn)一步，所述熱源為一燃燒爐;各封閉容器設(shè)于該燃燒爐上方，燃燒爐中設(shè)有用于輸送燃燒物(如燃煤、可燃垃圾等)或高溫爐渣或高溫物料的爐排;各封閉容器從該爐排的入料口沿所述爐排的送料方向均勻相間排列；為充分利用爐排上燃料放出的熱能，所述的多個封閉容器設(shè)置在保溫罩內(nèi)，所述爐排的下方設(shè)有用于向各封閉容器送熱風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)組，所述保溫罩頂部的排氣口與所述第一風(fēng)機(jī)組的入風(fēng)口相連，以使熱風(fēng)循環(huán)，并充分利用熱能，利于節(jié)能。
[0010]進(jìn)一步，所述的各封閉容器處于所述爐排的高溫段的上方;所述爐排的其余段上方設(shè)有高溫高壓水發(fā)生裝置;各汽缸輸出的熱蒸汽送入熱交換器，該熱交換器包括依次串聯(lián)的多個;各熱交換器的出水口依次經(jīng)疏水器、水栗與所述高溫高壓水發(fā)生裝置的入水口相連，所述高溫高壓水發(fā)生裝置的出水口與所述計量高壓水栗的入口相連，以使計量高壓水栗內(nèi)的水具有較高溫度和壓力，并在高溫的封閉容器的作用下，使噴于其中的水霧能瞬間轉(zhuǎn)換為高壓蒸汽。各汽缸輸出的熱蒸汽經(jīng)過熱交換器轉(zhuǎn)換為水，水再依次經(jīng)過所述高溫高壓水發(fā)生裝置、計量高壓水栗和封閉容器后，轉(zhuǎn)換為蒸汽，如此循環(huán)，即水的損耗較小。[0011 ]進(jìn)一步，為充分利用燃燒爐的熱能，以生成高溫高壓水送至所述計量高壓水栗，所述爐排的其余段至少包括中溫段和低溫段;所述高溫高壓水發(fā)生裝置至少包括設(shè)于所述爐排的中溫段和低溫段上方的熱水容器組，各熱水容器組中的熱水容器彼此連通，一熱水容器組上方連通有一高溫高壓水箱，相鄰的高溫高壓水箱依次串聯(lián)，水溫最高的一高溫高壓水箱和所述計量高壓水栗相連，鄰近所述爐排出料口的熱水容器組的入水口與所述水栗相連;各熱水容器設(shè)置在至少一個集熱罩內(nèi)，所述爐排的下方設(shè)有用于向各熱水容器送熱風(fēng)的第二風(fēng)機(jī)組，所述集熱罩頂部的排氣口與所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)入風(fēng)口相連，以使熱風(fēng)循環(huán)，并充分利用熱能，利于節(jié)能。
[0012]進(jìn)一步，第一、第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)具有兩個進(jìn)氣口；當(dāng)所述爐排上輸送的物料為燃燒物時，所述的第一、第二風(fēng)機(jī)組上的聯(lián)動閥動作，使各風(fēng)機(jī)的兩個進(jìn)氣口同時開啟，以在進(jìn)行所述熱風(fēng)循環(huán)的同時，還使外界空氣從所述串聯(lián)的熱交換器的末級送入，從首級的熱交換器的出風(fēng)口進(jìn)入第一風(fēng)機(jī)組，以使送入所述爐排的高溫段的新鮮空氣具有較高的溫度，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能；同時使所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)分別從非首級的熱交換器抽風(fēng);作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)沿所述爐排的送料方向相間排列，并依次按照出風(fēng)口溫度高低分別與各非首級的熱交換器連接，以使送入的新鮮空氣的溫度，與相應(yīng)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口的溫度差值控制在合理范圍內(nèi)，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能。
[0013]進(jìn)一步，所述活塞設(shè)置在一曲軸上；鄰近所述汽缸底部設(shè)有進(jìn)、排氣閥或門，一凸輪軸與所述曲軸通過同步帶傳動配合，且該凸輪軸用于控制所述進(jìn)、排氣閥或門交替開閉，以使活塞連續(xù)做功。
[0014]應(yīng)用上述蒸汽機(jī)的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，所述的多個汽缸中的活塞驅(qū)動一曲軸旋轉(zhuǎn)，該曲軸與一發(fā)電機(jī)組傳動配合，以發(fā)電。
[0015]上述蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，包括:
A、熱源加熱多個耐壓的封閉容器至200°C以上；
B、噴霧裝置向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧瞬間轉(zhuǎn)換成高壓蒸汽并進(jìn)入蒸汽汽包；
C、蒸汽汽包內(nèi)的高壓蒸汽分別進(jìn)入多個汽缸，并驅(qū)動各汽缸中的活塞驅(qū)動一曲軸旋轉(zhuǎn)，該曲軸與一發(fā)電機(jī)組傳動配合，實(shí)施發(fā)電。
[0016]上述蒸汽機(jī)的工作方法，包括:
a、熱源加熱多個耐壓的封閉容器至200°C以上；
b、噴霧裝置向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧瞬間轉(zhuǎn)換成高壓蒸汽并進(jìn)入蒸汽汽包；
c、蒸汽汽包內(nèi)的高壓蒸汽分別進(jìn)入多個汽缸，并驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功。
[0017]本發(fā)明具有的技術(shù)效果:
(I)本發(fā)明的蒸汽機(jī)工作時，利用多個高溫的封閉容器(一般要求不低于200°C，優(yōu)選300°C以上)將噴入水霧汽化為高壓蒸汽，并通過該高壓蒸汽驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功。相對于傳統(tǒng)的鍋爐生成高壓蒸汽的方式，本發(fā)明的高壓蒸汽生成方式，具有速度快、熱效率高且高壓蒸汽的量可控等優(yōu)點(diǎn)；
(2)本發(fā)明的蒸汽機(jī)工作時，若所述封閉容器的溫度足夠高(始終不低于200°C)，即可通過控制水霧噴射量，即可控制活塞的輸出功率的大小，即操控性能好。
【附圖說明】
[0018]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1是實(shí)施例中的油蒸汽機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中，接頭A與A’相連，B與B’相連，C與C’相連，D與D’相連；
圖2是實(shí)施例中的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是另一的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
實(shí)施例1
如圖1，本實(shí)施例的油蒸汽機(jī)，其包括:四周設(shè)有保溫層(優(yōu)選真空隔熱板制成的保溫層)的燃燒爐I，設(shè)于該燃燒爐I上方的多個封閉容器3，燃燒爐I中設(shè)有用于輸送燃煤或其他可燃物的爐排2;所述的各封閉容器3處于所述爐排2的高溫段的上方;所述爐排2的其余段上方設(shè)有高溫高壓水發(fā)生裝置;各封閉容器3從該爐排的入料口沿所述爐排2的物料輸送方向均勻相間排列;設(shè)于各封閉容器3內(nèi)的噴霧裝置用于定量噴水霧，該水霧在所述封閉容器3的高溫(一般高于300°C)的作用下瞬間生成高壓蒸汽;一蒸汽汽包7與各封閉容器3相連通，用于存儲來自各封閉容器3的高壓蒸汽;鄰近所述汽缸4底部設(shè)有進(jìn)、排氣閥或門8，各汽缸4的進(jìn)氣閥或門與所述蒸汽汽包7相連，各汽缸4中的活塞9設(shè)置在一曲軸上;一凸輪軸與所述曲軸通過同步帶傳動配合，且該凸輪軸用于控制所述進(jìn)、排氣閥或門8交替開閉，以使蒸汽汽包7輸出的高壓蒸汽驅(qū)動各汽缸4中的活塞9連續(xù)做功。
[0020]各汽缸4輸出的熱蒸汽送入熱交換器，該熱交換器包括依次串聯(lián)的多個;各熱交換器的出水口依次經(jīng)疏水器5、水栗6與所述高溫高壓水發(fā)生裝置的入水口相連。
[0021]所述高溫高壓水發(fā)生裝置的出水口與一外裹有保溫層的計量高壓水栗相連，各噴霧裝置與用于定量供水的所述計量高壓水栗相連。
[0022]為提高各封閉容器3的吸、放熱效率，所述封閉容器3為空心的板狀體，其優(yōu)選空心矩形板體，兩側(cè)面設(shè)有翅片，且較長的一邊水平設(shè)置，較短的一邊垂直設(shè)置，利于充分、快速吸熱。各封閉容器3平行相間排列。
[0023]為充分利用爐排2上燃料放出的熱能，所述的多個封閉容器3設(shè)置在至少一個覆蓋有保溫層的保溫罩內(nèi)，所述爐排的下方設(shè)有用于向各封閉容器送熱風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)組10，所述保溫罩11頂部的排氣口與所述第一風(fēng)機(jī)組10的入風(fēng)口相連，以使熱風(fēng)循環(huán)。
[0024]優(yōu)選地，為充分利用燃燒爐的熱能，以生成高溫高壓水送至所述計量高壓水栗，所述高溫高壓水發(fā)生裝置包括設(shè)于所述爐排的中溫段、次中溫段和低溫段的上方設(shè)有多個熱水容器12(外裹有保溫層)，低溫段的各熱水容器12彼此連通，次中溫段中的各熱水容器12彼此連通，中溫段中的各熱水容器12彼此連通;低溫段、次中溫段和中溫段中的各熱水容器的上方分別連通有第一、第二和第三高溫高壓水箱，第三高溫高壓水箱和所述計量高壓水栗相連通;各熱水容器設(shè)置在至少一個集熱罩13內(nèi)，集熱罩13外設(shè)有保溫層;所述爐排2的下方設(shè)有用于向各熱水容器3送熱風(fēng)的第二風(fēng)機(jī)組14，所述集熱罩13頂部的排氣口與所述第二風(fēng)機(jī)組14中的各風(fēng)機(jī)入風(fēng)口相連，以使熱風(fēng)循環(huán)。低溫段、次中溫段和中溫段中的各熱水容器中的水，分別與第一、第二和第三高溫高壓水箱中的水上下循環(huán)換熱；第一、第二和第三高溫高壓水箱中的水溫依次增高；第一高溫高壓水箱中的水進(jìn)入第二高溫高壓水箱后，與次中溫段的各熱水容器中的水上下循環(huán)換熱升溫，然后進(jìn)入第三高溫高壓水箱，然后與中溫段的各熱水容器中的水上下循環(huán)換熱升溫并生成所需的高溫高壓水(此時水溫一般不低于200°C)，最后進(jìn)入所述計量高壓水栗。高溫高壓水以水霧的方式送入高溫封閉容器中，利于該水霧瞬間生成高壓蒸汽。第一、第二和第三高溫高壓水箱之間的串聯(lián)的管路上串設(shè)有單向閥或止回閥，以防止較高的水溫流入溫度較低的水箱中。
[0025]外界空氣從所述串聯(lián)的熱交換器的末級送入，從首級的熱交換器的出風(fēng)口進(jìn)入第一風(fēng)機(jī)組，以使送入所述爐排2的高溫段的新鮮空氣具有較高的溫度，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能;所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)入風(fēng)口還分別與所述的多個熱交換器的出風(fēng)口相連，以使送入所述爐排2的其余段的新鮮空氣具有較高的溫度，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)沿所述爐排的送料方向相間排列，并依次按照出風(fēng)口溫度高低分別與各非首級的熱交換器連接，以使送入的新鮮空氣的溫度，與相應(yīng)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口的溫度差值控制在合理范圍內(nèi)，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能。
[0026]作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，由首級和次級的熱交換器上的疏水器輸出的熱水(一般為90°C左右)僅通過另一栗6’送入所述次中溫段或中溫段的熱水容器中，以避免出現(xiàn)因低溫段的熱交換器中的水溫低于上述熱水，而浪費(fèi)能源。
[0027]相關(guān)的汽路、水路和閥體上用保溫材料包裹，優(yōu)選真空隔熱板。
[0028]所述蒸汽汽包7、各高溫高壓水箱上設(shè)有安全閥，末級的熱交換器上設(shè)有蒸汽平衡口 15。所述蒸汽汽包7的入口設(shè)有單向閥，第三高溫高壓水箱的出水口設(shè)有止回閥。
[0029]相對于現(xiàn)有技術(shù)，生成同量的高壓蒸汽，采用本實(shí)施例的蒸汽機(jī)，可以節(jié)約煤炭20%_30%，且高壓蒸汽生成的速度較快。
[0030]上述權(quán)利要求1所述的蒸汽機(jī)的工作方法，包括:
a、熱源加熱多個耐壓的封閉容器至600°C；
b、噴霧裝置向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧瞬間轉(zhuǎn)換成高壓蒸汽并進(jìn)入蒸汽汽包；
c、蒸汽汽包內(nèi)的高壓蒸汽分別進(jìn)入多個汽缸，并驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功。
[0031]實(shí)施例2
應(yīng)用上述實(shí)施例1的蒸汽機(jī)的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，所述的多個汽缸中的活塞驅(qū)動一曲軸旋轉(zhuǎn)，該曲軸與一發(fā)電機(jī)組傳動配合，以發(fā)電。
[0032]該蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，包括:
A、熱源加熱多個耐壓的封閉容器至300°C以上；
B、噴霧裝置向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧瞬間轉(zhuǎn)換成高壓蒸汽并進(jìn)入蒸汽汽包； C、蒸汽汽包內(nèi)的高壓蒸汽分別進(jìn)入多個汽缸，并驅(qū)動各汽缸中的活塞驅(qū)動一曲軸旋轉(zhuǎn)，該曲軸與一發(fā)電機(jī)組傳動配合，實(shí)施發(fā)電。
[0033]實(shí)施例3
在上述實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例存在如下變型:
第一、第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)具有兩個進(jìn)氣口；當(dāng)所述爐排上輸送的物料為燃燒物時，所述的第一、第二風(fēng)機(jī)組上的聯(lián)動閥動作，使各風(fēng)機(jī)的兩個進(jìn)氣口同時開啟至適當(dāng)?shù)拈_度，以在進(jìn)行所述熱風(fēng)循環(huán)的同時，還使外界空氣從所述串聯(lián)的熱交換器的末級送入，從首級的熱交換器的出風(fēng)口進(jìn)入第一風(fēng)機(jī)組，以使送入所述爐排的高溫段的新鮮空氣具有較高的溫度，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能；同時使所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)分別從非首級的熱交換器抽風(fēng);作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述第二風(fēng)機(jī)組中的各風(fēng)機(jī)沿所述爐排的送料方向相間排列，并依次按照出風(fēng)口溫度高低分別與各非首級的熱交換器連接，以使送入的新鮮空氣的溫度，與相應(yīng)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口的溫度差值控制在合理范圍內(nèi)，利于提高燃料燃燒的熱值，利于節(jié)能。
[0034]當(dāng)所述爐排上輸送的物料為非燃燒物(例如黃磷爐輸出的磷渣或煉鋼爐渣，溫度一般在100tC以上)時，各聯(lián)動閥動作，使所述次中溫段和低溫段下方的各風(fēng)機(jī)僅實(shí)施所述熱風(fēng)循環(huán)。
[0035]實(shí)施例4
在上述實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例存在如下變型:
如圖3，所述爐排2上的熱源是高溫爐渣或高溫物料(即非燃燒物，例如黃磷爐輸出的磷渣或煉鋼爐渣，溫度一般在100tC以上)；各熱交換器加熱的新鮮空氣僅送至所述次中溫段和低溫段中，或僅送至所述低溫段中。
[0036]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，包括蒸汽機(jī)，其特征在于，該蒸汽機(jī)包括: 多個耐壓的封閉容器，設(shè)于熱源上方或熱源中； 噴霧裝置，用于向各封閉容器內(nèi)定量噴水霧，該水霧在所述熱源的作用下瞬間生成高壓蒸汽； 蒸汽汽包，與各封閉容器相連通，用于存儲來自各封閉容器的高壓蒸汽； 多個汽缸，與所述蒸汽汽包相連，蒸汽汽包輸出的高壓蒸汽可驅(qū)動各汽缸中的活塞連續(xù)做功，所述的各噴霧裝置與用于定量供水的計量高壓水栗相連;所述封閉容器為由翅片管構(gòu)成的蒸發(fā)器； 所述熱源為一燃燒爐；各封閉容器設(shè)于該燃燒爐上方，燃燒爐中設(shè)有用于輸送燃燒物或高溫爐渣或高溫物料的爐排;各封閉容器從該爐排的入料口沿所述爐排的送料方向均勻相間排列； 所述的多個封閉容器設(shè)置在保溫罩內(nèi)，所述爐排的下方設(shè)有用于向各封閉容器送熱風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)組，所述保溫罩頂部的排氣口與所述第一風(fēng)機(jī)組的入風(fēng)口相連，以使熱風(fēng)循環(huán)；所述的各封閉容器處于所述爐排的高溫段的上方;所述爐排的其余段上方設(shè)有高溫高壓水發(fā)生裝置;各汽缸輸出的熱蒸汽送入熱交換器，該熱交換器包括依次串聯(lián)的多個;各熱交換器的出水口依次經(jīng)疏水器、水栗與所述高溫高壓水發(fā)生裝置的入水口相連，所述高溫高壓水發(fā)生裝置的出水口與所述計量高壓水栗的入口相連； 所述的多個汽缸中的活塞驅(qū)動一曲軸旋轉(zhuǎn)，該曲軸與一發(fā)電機(jī)組傳動配合，以發(fā)電。
【文檔編號】F01B23/10GK105822351SQ201610191692
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2013年10月9日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】鄒玉華