[发明专利]用于驱动涡轮机的方法

说明书

一种用于驱动涡轮机的方法，包括：(a)提供固体二氧化碳；(b)加热所述固体二氧化碳以产生高压二氧化碳流体；(c)使所述二氧化碳通过所述涡轮机的叶片；和(d)收集已经通过所述涡轮机叶片的所述二氧化碳；其中，步骤(d)中收集的所述二氧化碳是固体形式。

技术领域

本发明涉及一种发电方法，尤其涉及一种使用二氧化碳发电的方法。

背景技术

本发明涉及电力的产生。世界上几乎所有的电力都是使用涡轮机产生的，而涡轮机由驱动发电机的流体进行驱动。涡轮机可以由风、水、蒸汽或燃烧天然气进行驱动。最常见的是使用蒸汽来驱动涡轮机。蒸汽可以通过矿物燃料的燃烧、核聚变或通过使用可再生能源(例如使用来自太阳能源的热量)加热水来产生。

发明内容

本发明使用二氧化碳作为驱动涡轮机的替代方法，具有诸多优点，这将在本文中给出进一步的描述。

本发明的第一方面提供了一种驱动涡轮机的方法，该方法包括：

(a)提供固体二氧化碳；

(b)加热所述固体二氧化碳以产生高压二氧化碳流体；

(c)使所述二氧化碳通过所述涡轮机的叶片；和

(d)收集已经通过所述涡轮机叶片的所述二氧化碳；

其中步骤(d)中收集的二氧化碳是固体形式。

本发明的第二方面提供了一种用于驱动涡轮机的装置，所述装置包括通过阀门可关闭的第一容器，和第二容器，其中所述两个容器通过管道连接，并且其中涡轮机的叶片是位于所述管道内，使得流过所述管道的气体导致所述涡轮机旋转；其中所述第一容器内的温度是可调节的。

本发明的第三方面提供了一种发电方法，该方法包括；

(i)提供所述第二方面的装置；

(ii)在所述第一容器中加入固态二氧化碳；

(iii)在关闭所述第一容器的同时对所述第一容器供热；和

(iv)打开所述阀门以允许所述二氧化碳通过所述管道进入所述第二容器中。

现在对本发明的第一、第二和第三方面的优选特征进行描述。任一方面的任一特征都可以适宜地与任何其他方面的任何特征进行组合。

为了理解本发明，重要的是要理解二氧化碳可能存在的相态。图1示出了二氧化碳的相图。在低压下，二氧化碳总是以气体形式存在。在低于三态点(-56.6℃，5.19巴(bar))的温度和压力下，二氧化碳升华。在高于三态点的温度下，二氧化碳随着压力增加首先变为液体，然后变为固体，直至达到临界点(30.98℃，73.77巴)为止。在高于临界点的温度和压力下，二氧化碳作为超临界流体存在。

本发明中有利地使用了二氧化碳的性质在于它在大气压下会升华这一事实。大气压下的升华点为-78.5℃。在该温度下储存和运输材料相对简单，因此二氧化碳可以以固体形式进行运输而无需加压容器。固体材料易于处理。

在本发明方法的步骤(a)中，提供固体二氧化碳。这适宜地设置在可通过阀门关闭的容器内，该容器适宜地为第二方面的装置的第一容器。

在步骤(a)中在大气压下适宜地提供固体二氧化碳。在大气压下将固体材料输送到容器中是简单的。因此，在输送到容器(适宜地第二方面的第一容器)之前，适宜地将二氧化碳保持在-78.5℃或更低的温度。在该阶段不需要对将二氧化碳所输送到的容器进行温度控制。

一旦将二氧化碳输送到容器中，容器就适宜地关闭，阀门也关闭。此时，容器的温度适宜地增加。这可以通过向容器传输热量来适宜地实现。在优选实施例中，第二方面的装置还包括用于向第一容器输送热量的设备。