一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案

一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括壓縮機、高壓氣體過熱器、汽輪機以及低壓氣體吸熱及除塵器，所述壓縮機內(nèi)添加有干燥的氮氣、氬氣或氮氣和氬氣的混合氣體，且壓縮機通過密封管道與氣體過熱器連接；所述氣體過熱器通過密封管道與汽輪機連接；所述汽輪機通過密封管道與低壓氣體吸熱及除塵器連接；所述低壓氣體吸熱及除塵器通過密封管道與壓縮機連接。本實用新型專利技術(shù)與現(xiàn)有以水為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)相比，能量節(jié)省三分之二，排放也減少三分之二，且低壓管路工作溫度選在常壓下水蒸氣的露點溫度以內(nèi)，可有效吸附煙氣中的顆粒物，則進(jìn)一步減少煙氣中固體顆粒物的含量。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于電力系統(tǒng)
，特別是涉及到一種加熱發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前以水為工質(zhì)的火力發(fā)電廠電能的轉(zhuǎn)化方式是由鍋爐、過熱器、汽輪機、冷凝器、水栗組成。冷凝器的冷卻水則送入涼水塔通過蒸發(fā)向大氣排放熱量。只要在一個密閉容器中放入一定量的水，只要在外部加熱，就可以在容器中獲得一定壓力和溫度的水蒸氣。將蒸汽引出后，經(jīng)一定的膨脹機械就能轉(zhuǎn)化為一定量的機械能。但是此系統(tǒng)還存在有缺點，以中壓機組為例，鍋爐出口壓力為4Mpa，出口溫度435°C.進(jìn)入汽輪機做功后排出的蒸汽壓力為0.02Mpa溫度約60°C.干度約0.8。而加壓到4Mpa進(jìn)入鍋爐的水假設(shè)溫度為30°C。以后經(jīng)過各種加熱途徑加熱至435°C的過熱蒸汽。整個過程中，水蒸氣進(jìn)入汽輪機做功變?yōu)闄C械能的能量，與汽輪機排出的低溫低壓水蒸氣相變?yōu)樗懦龅哪芰恐葹镮比2.117。(計算過程從簡)。即我們從單位過熱水蒸氣中獲得的機械能只占單位過熱水蒸氣總能量的1/3弱，而排入大氣的能量占總能量的2/3強。簡言之我們將燃料燃燒的能量的2/3排入大氣。這就是我們現(xiàn)在以水及水蒸氣為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)最大的缺點。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是:提供一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，與現(xiàn)有以水為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)相比，能量節(jié)省三分之二，排放也減少三分之二，且低壓管路工作溫度選在常壓下水蒸氣的露點溫度以內(nèi)，可有效吸附煙氣中的顆粒物，則進(jìn)一步減少煙氣中固體顆粒物的含量。一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:包括壓縮機、高壓氣體過熱器、汽輪機以及低壓氣體吸熱及除塵器，所述壓縮機通過管道與氣體過熱器密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述氣體過熱器通過管道與汽輪機密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述汽輪機通過管道與低壓氣體吸熱及除塵器密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述低壓氣體吸熱及除塵器通過管道與壓縮機密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭。所述壓縮機與電動機、燃?xì)廨啓C或汽輪機動力傳輸連接。所述壓縮機內(nèi)添加的工質(zhì)為干燥的氮氣、氬氣或氮氣和氬氣的混合氣體。通過上述設(shè)計方案，本技術(shù)可以帶來如下有益效果:一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，與現(xiàn)有以水為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)相比，能量節(jié)省三分之二，排放也減少三分之二。且低壓管路工作溫度選在常壓下水蒸氣的露點溫度以內(nèi)，可有效吸附煙氣中的顆粒物，則進(jìn)一步減少煙氣中固體顆粒物的含量，采用純凈干燥的氮氣、氬氣或氮氬混合氣在封閉系統(tǒng)中經(jīng)壓縮機壓縮后經(jīng)管路送入鍋爐過熱器中，吸收熱能后經(jīng)管路進(jìn)入汽輪機中膨脹做功的發(fā)電系統(tǒng)，由于做功后的低壓氣體管路再進(jìn)入過熱器下游的煙氣中，將煙氣中剩余的熱能予以吸收，這就充分利用了燃料發(fā)出的熱能；且水蒸氣在低壓管路外表面結(jié)露起到吸附煙氣中顆粒物的作用，再有水噴淋，就徹底解決電站煙氣粉塵污染環(huán)境的問題。而吸熱后的低壓氣體對壓縮機的工作很有好處。【附圖說明】以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本技術(shù)作進(jìn)一步的說明:圖1為本技術(shù)一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖。圖中1-壓縮機、2-過熱器、3-汽輪機、4-低壓氣體吸熱及除塵器。【具體實施方式】一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，如圖1所示，包括壓縮機1、高壓氣體過熱器2、汽輪機3以及低壓氣體吸熱及除塵器4，所述壓縮機I內(nèi)添加有干燥的氮氣、氬氣或氮氣和氬氣的混合氣體，且壓縮機I通過密封管道與氣體過熱器2連接；所述氣體過熱器2通過密封管道與汽輪機3連接；所述汽輪機3通過密封管道與低壓氣體吸熱及除塵器4連接；所述低壓氣體吸熱及除塵器4通過密封管道與壓縮機I連接。所述壓縮機I由電動機、燃?xì)廨啓C或汽輪機帶動。—種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)的工作過程如下，壓縮機I將壓縮功Wl傳遞給工質(zhì)，工質(zhì)由低壓氣體壓縮到設(shè)計高壓，然后工質(zhì)進(jìn)入高壓氣體過熱器2吸收熱能W2，工質(zhì)變成高溫高壓過熱氣體，工質(zhì)經(jīng)管路進(jìn)入汽輪機3做功將壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機械能W3，做功后的低溫低壓工質(zhì)經(jīng)管路進(jìn)入低壓氣體吸熱及除塵器4，將煙氣中剩余熱能W4吸收后返回壓縮機I，完成一個工作過程。且上述W3 = W1+W2+W4。采用純凈干燥氮氣、氬氣或其混合氣作為工質(zhì)。壓縮后的氣體在管路中經(jīng)鍋爐加熱至設(shè)計溫度后，送入汽輪機膨脹做功，將氣體吸收的壓縮能和熱能轉(zhuǎn)化為機械能。在汽輪機中做功后排出的低溫低壓氣體在管路中再進(jìn)入鍋爐排出的煙氣中，吸收煙氣中的余熱后返回壓縮機I的進(jìn)氣口進(jìn)入下一循環(huán)。低壓氣體吸熱及除塵器4由于工作溫度低于常壓下水蒸氣的露點溫度，煙氣中的水蒸氣會在管路表面結(jié)露，這就能有效的吸附煙氣中的固體顆粒物，達(dá)到除塵的目的。再輔以噴淋水，即能有效清理管路表面顆粒物，也能使低壓管路時刻處于最佳工作狀態(tài)。水可以循環(huán)使用。此時由煙囪排入大氣的煙氣理論上應(yīng)無顆粒物排入大氣，起到減輕污染大氣的作用。本技術(shù)一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)不會浪費一點能量。相比以水和水蒸氣為工質(zhì)的現(xiàn)有熱電站，發(fā)相等電量可少消耗三分之二電煤。也就減少了三分之二的煙氣排放，節(jié)能減排的效果是巨大的。發(fā)電成本會大大降低。即使核電站也會減少三分之二核燃料的消耗。本技術(shù)一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)是以超臨界機組的壓力和溫度為目標(biāo)，高壓管路可以實現(xiàn)，低壓管路采用不銹鋼可行。本技術(shù)一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)是將制冷、制熱與熱電相結(jié)合，它的目的是節(jié)能減排，努力提高燃料的熱電轉(zhuǎn)化率，如果能讓地球上的碳基燃料和核燃料的使用年限再延長20%，人類之福。若將設(shè)計參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，它還可以用于水泥、冶金、化工等的熱能回收和減少煙塵排放。但不適用于煙塵排放中含有油類物質(zhì)的場合。【主權(quán)項】1.一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:包括壓縮機(I)、高壓氣體過熱器(2)、汽輪機(3)以及低壓氣體吸熱及除塵器(4)，所述壓縮機(I)通過管道與氣體過熱器(2)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述氣體過熱器(2)通過管道與汽輪機(3)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述汽輪機(3)通過管道與低壓氣體吸熱及除塵器(4)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述低壓氣體吸熱及除塵器(4)通過管道與壓縮機(I)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述壓縮機(I)與電動機、燃?xì)廨啓C或汽輪機動力傳輸連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述壓縮機(I)內(nèi)添加的工質(zhì)為干燥的氮氣、氬氣或氮氣和氬氣的混合氣體。【專利摘要】一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)
，包括壓縮機、高壓氣體過熱器、汽輪機以及低壓氣體吸熱及除塵器，所述壓縮機內(nèi)添加有干燥的氮氣、氬氣或氮氣和氬氣的混合氣體，且壓縮機通過密封管道與氣體過熱器連接；所述氣體過熱器通過密封管道與汽輪機連接；所述汽輪機通過密封管道與低壓氣體吸熱及除塵器連接；所述低壓氣體吸熱及除塵器通過密封管道與壓縮機連接。本技術(shù)與現(xiàn)有以水為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)相比，能量節(jié)省三分之二，排放也減少三分之二，且低壓管路工作溫度選在常壓下水蒸氣的露點溫度以內(nèi)，可有效吸附煙氣中的顆粒物，則進(jìn)一步減少煙氣中固體顆粒物的含量。【IPC分類】F01K25/10【公開號】CN204827565【申請?zhí)枴緾N20本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種氮氣及氬氣加熱作功發(fā)電系統(tǒng)，其特征是：包括壓縮機(1)、高壓氣體過熱器(2)、汽輪機(3)以及低壓氣體吸熱及除塵器(4)，所述壓縮機(1)通過管道與氣體過熱器(2)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述氣體過熱器(2)通過管道與汽輪機(3)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述汽輪機(3)通過管道與低壓氣體吸熱及除塵器(4)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭；所述低壓氣體吸熱及除塵器(4)通過管道與壓縮機(1)密閉連接，且管道上設(shè)置有法蘭。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡愛倫，胡海輝，
申請(專利權(quán))人：胡愛倫，
類型：新型
國別省市：吉林;22