[发明专利]一种超临界温度的发电系统或者动力系统

说明书

本发明实施例提供一种超临界温度的发电系统或者动力系统，属于热能利用领域，包括依次连通的水箱、水泵、乏汽回热器低温管道、锅炉、超临界温度汽轮机或膨胀机、以及乏汽回热器的高温管道构成；所述乏汽回热器高温管道出口连接所述水箱，形成闭环回路；本发明实施例提供的超临界温度汽轮机或膨胀机主蒸汽管道所输入的蒸汽，温度明显高于水临界温度；所述超临界温度汽轮机或膨胀机排气管道所输出的乏汽，温度必须达到水的临界温度；所述超临界温度汽轮机或膨胀机的排气管道连接乏汽回热器，利用水泵输出的冷水冷凝临界温度的高温乏汽，所述发电系统或者动力系统属于自冷却系统，没有朗肯循环中大量释能的冷却塔，因此该系统有效热效率很高。

技术领域

本发明实施例涉及火力发电、生物质发电、核电站、太阳光热发电、高温余热发电、船舶等动力系统技术领域。涉及朗肯循环发电系统，又与朗肯循环系统不同，本发明实施例中的冷端没有冷却塔，因此，是一种有效热效率很高的发电系统或者动力系统。

背景技术

1882年瑞典工程师拉瓦尔设计制造出了第一台单级冲动式的汽轮机，汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点，被广泛应用在电站、船舶航海和大型工业中。

现在火力发电、生物质发电、核电站、船舶舰船、大型工业动力、太阳光热发电、高温余热发电的技术领域，所应用的发电循环和动力循环为朗肯循环。在朗肯循环系统中，发电站应用冷凝汽轮机设备输出的乏汽温度，远低于水的沸点温度(已低至约50℃以下)，排气压力也是真空压，目的是为了提高系统热效率，尽可能多的发电输出。有得必有失，其直接后果就是造成大量的低品位乏汽潜热无法回收利用。

例如：某高压汽轮机进汽含热量3433kJ/kg左右，这些热量中只有约837kJ/kg是做功的，每公斤水约2240kJ/kg潜热能量是被冷却系统的冷却水带走，冷却塔损失的潜热能量相当于2-3倍有效输出，或约5倍0℃水加热到100℃热水所吸收的能量；

这些低品位潜热能量需通过冷却塔、空冷岛等冷却设备释放到环境中的空气或者水中，不但造成极其巨大的能量浪费，而且这些热能量释放到环境中还将会对环境造成热污染，冷却塔释放能量同时还要蒸发大量水，这些水蒸汽蒸发并且汇聚到一起后，就会形成暴雨和洪灾。我们燃烧煤炭，不但造成大量发电成本；大量的煤炭燃烧后，烟囱所释放出来的大量二氧化碳，二氧化硫等有害气体也严重破坏着我们的环境，全世界各地的发电厂都是体量比较庞大，因此也是形成为雾霾和温室效应的一个重要原因，并造成环境变暖，冰川融化等极其严重的恶果。我们发电就是要将燃烧的煤炭热能量转为电能输出，为何要排放掉这样巨大体量的潜热和能量呢，申请人经过二十多年苦心探索，最终找到问题的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超临界温度的发电系统或动力系统，申请人研究发现，通过精简和去掉汽轮机的末级叶片和次末级叶片，使所述汽轮机排出的乏汽温度达到发电工质临界温度，乏汽潜热为0，潜热变显热，利用水泵输出的低温冷水，就能够实现高温乏汽的冷凝。通过所述超临界温度汽轮机设备、水泵、乏汽回热器等设备协同作用，没有传统朗肯循环发电系统中大量释能的冷却塔，从而实现一种有效热效率很高的发电系统或者动力系统。并在提高有效热效率的同时，还能够降低汽轮机或膨胀机的体积和制造成本。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种超临界温度的发电系统或者动力系统，包括依次连通的水箱、水泵、乏汽回热器低温管道、锅炉、超临界温度汽轮机或膨胀机、以及乏汽回热器高温管道构成；所述乏汽回热器的高温管道与低温管道充分换热后，输出连接所述水箱，形成闭环回路；

可选的，所述水箱存储的发电工质为标准大气压下，沸点温度大于零摄氏度的液体介子，包括但不仅限于水或者水溶液；所述水箱单独设置，或者与所述乏汽回热器组合到一起；