[发明专利]跨临界二氧化碳两用太阳能发电船工艺流程

说明书

技术领域：

本发明涉及利用二氧化碳和水的物理热力学性质，通过热泵设备，吸收太阳辐射和环境温度的热量。进行发电和船只航行的技术领域。

背景技术：

能源是人类生存的必需。现在人类燃烧燃料来获取能源的方法，已经开始发展到危害人类本身生存的地步了。有充分的证据证明：地球变暖、酸雨增加、沙漠不断扩大、灾害性天气包括沙尘暴天气不断增加和加强、大量的物种灭绝、大量的致癌物污染空气、食物和水源等极其严重的问题都与人类燃烧燃料来获取能源的方法有直接的关系。

煤炭是我国目前能源的主力，也是做成我国环境污染的主要源头。据2001年世界银行列举的世界污染最严重的20个城市中，中国占有16个。我国大气污染所做成的损失已经占GDP的3％～7％；我国每天最小有几万人因环境污染而发病，每年因环境污染而引发的癌症患者超过100万人。而中小型煤矿平均生产100万吨煤，就要夺去7个工人生命。

现在能源已经成为我国经济发展的瓶颈，而柴油是目前推动船只航行的主要能源，也是水面污染的主要源头之一。我国石油需要大量进口。而石油价格不断上升，是做成我国物价不断上升的主要原因之一。

另一方面，地球上有限的能源资源，迫使一些国家以确保能源供应为基本国策。如美国为控制世界油仓中东而不惜出兵伊拉克。列强在世界上争夺资源的斗争越来越大，发展下去有可能引发新的世界大战。

本发明废除了柴油机等需要燃料作为动力来源；改为利用自然水的温度作为能源。由于是利用水、太阳辐射和空气的自然温度发电，而没有污染物向外排放，因此，可以在水上航行数十年而不用消耗任何燃料的同时，提供大量的电力。

本发明建成的水上发电船，以目前的物价计算，建成投产不到十年就能收回全部投资；收回全部投资后，每度电的发电成本在0.01元人民币左右。因此，该发明无论在政治上、军事上、经济上和保护人类生存环境上都具有极其重大的意义。

发明内容：

本发明是根据能量守恒和转化定律、卡诺定理和我多年研究得出来的“利用工作物质的物理热力学性质，通过热泵设备，可以将低温热源作为高温热源使用”的理论；利用二氧化碳和水的物理热力学性质，和我发明的一系列技术和设备，吸收太阳辐射、水和高于零下10℃以上空气的热量，来产生高温高压的水蒸气，推动汽轮机发电和船只航行，并实现二氧化碳和水、汽全循环。由于本发明建成的跨临界二氧化碳两用太阳能发电船，可以在水上航行数十年而不用消耗任何燃料的同时提供大量的电力。不但没有污染物向外排放。而且投产十年就能收回全部投资；收回全部投资后，每度电的发电成本不用0.01元人民币。因此，该发明无论在政治上、军事上、经济上和保护人类生存环境上都具有极其重大的意义

具体实施方式：

本工艺设有二套吸热系统。一套位于船的顶部。低压二氧化碳储液缸中的二氧化碳，被压缩机压缩成超临界二氧化碳液体的过程中所产生热量，在真空循环水仓下部的热交换器中变成水蒸气后被蒸气回收仓回收，用于发电和推动船只航行。

经热交换器变成低温二氧化碳超临界二氧化碳液体，经汽化器，喷射到位于船的顶部的大面积吸热器内，变成低温低压的二氧化碳气体，用以吸收太阳辐射和温度高于零下10℃以上空气的热量。吸收了热量的二氧化碳气体回流到低压二氧化碳储液缸中，并开始进行新一轮的循环。

在吸热器上，由于吸收空气中的水分而产生的冷凝水，则自动流入冷凝水收集器中。

蒸气回收仓回收的水蒸气，经高压蒸气仓、超临界压力缸后变成超临界液体，喷射到汽轮机上迅速膨胀变成高温高压的水蒸气，推动汽轮机发电和船只航行。汽轮机发电后的低温低压水蒸气，被抽汽器送到真空循环水仓，没有变成水的水蒸气，被威力强大的抽气器，强行送到蒸气回收仓，以进行新一轮的循环。

蒸气回收仓回收的蒸气，在压缩升温过程中产生的凝结水，从高压蒸气仓到蒸气回收仓和蒸气热交换器中产生的凝结水一起，到达真空循环水仓。热量在真空循环水仓中变成蒸气，被蒸气回收仓回收以进行新一轮的循环。

另一套吸热系统位于水中，船周围的水由于本身的压力而自动流入其中进行热交换；失去热量的水则被排水系统兼辅助推进器强行排出船外。

附图是跨临界二氧化碳两用太阳能发电船工艺流程示意图

1，真空循环水仓

2，蒸气回收仓

3，高压蒸气仓

4，超临界压力缸

5，汽轮发电机

6₁，水蒸气热交换器

6₂，水蒸气热交换器

7₁，汽化器

7₂，汽化器