[发明专利]空气涡轮发电装置

说明书

本发明涉及一种空气涡轮发电装置，确切地说该装置直接加热空气，经过膨胀后获得动能，推动叶轮以带动发电机。

现代化大型火力发电厂主要采用汽轮机或燃气轮机作为原动机，因其具有转速高、功率大和经济性好等优点从而获得广泛的应用。经过数十年来不断的改进使其功率有所提高，但迄今为止还未见到有突破性的进展。现有的汽轮机其工作介质主要为水和蒸汽，此时需要配置结构复杂的锅炉，而且包含燃气轮机在内的发电系统其燃烧产物的热燃气总是具有腐蚀性的，这些工作介质长期在原动机内直接流动不仅会使原动机的工作期限大为缩短，而且其燃烧产物的废气排除还将污染环境。

本发明的目的在于提出一种不用蒸汽和水的高效发电装置，此时以空气为其工作介质，对其直接加热，在整个流程中燃烧产物始终不进入原动机内，而其产生的热量则借助于热交换器被用来驱动原动机，进而带动发电机发电。

实施本发明上述目的而采取的技术方案如下所述：该发电装置由空气涡轮、空气压缩机、发电机、中间冷却器、加热炉和热交换器等组成。上述空气涡轮在一侧依次通过轴与至少三个空气压缩机同心串列连接，并可由该涡轮使其转动，而在另一侧通过轴与一发电机连接，也可由该涡轮使其转动。上述发电装置设成两个回路，即加热回路和工作回路。其中加热回路是指由一空气压缩机借助于温差将外界空气吸入，使其经一予热交换器予热，通过加热炉成为热燃烧产物气流进入一加热交换器内传递热量给工作介质，接着出该加热交换器返回上述予热交换器后排入大气。工作回路是指由另一串列空气压缩机借助于温差将外界空气吸入，使其经一中间冷却器冷却进入其后的空气压缩机，从该压缩机出来经另一予热交换器予热再通过加热交换器吸收热量，使其工作介质成为热气流，该热气流从加热交换器出来即进入空气涡轮，经过膨胀获得动能，推动叶轮旋转从而带动发电机，该热气流作功后返回至上述另一予热交换器后排入大气。

现在结合附图所示的实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明空气涡轮发电装置的总体布置示意图。

由图可知，本发明空气涡轮发电装置是由一空气涡轮3、三空气压缩机5、7、8、一中间冷却器10、二予热交换器12、19、一加热炉13、一加热交换器14和一发电机1组成。该空气涡轮3在左侧通过轴4和6分别与空气压缩机5和7连接，在空气压缩机5和7之间还连接一中间冷却器10，最左侧通过轴9与空气压缩机8连接，所有这些空气压缩机均可由该空气涡轮3带动旋转。在该空气涡轮3的右侧通过轴2与一发电机1连接，并可带动其旋转。该发电装置设成两个回路，其一为加热回路，此时外界空气21被最左侧的空气压缩机8吸入，以气流11通过一予热交换器12予热，其热量由通过加热交换器14的回流24中获取，上述经予热的空气流通过加热炉13成为热燃烧产物气流23进入加热交换器14，在该加热交换器内将热量传递给与其相对流动的工作介质流，其后即返回至予热交换器12排入大气。上述加热炉13可用煤22作为燃料，该加热炉13可以是一个粉煤燃烧器型常压流化床。另一为工作回路此时外界空气2作为工作介质被左侧的空气压缩机7吸入，经一中间冷却器10与其相对的冷却流热交换降温进入其后的空气压缩机5，该工作介质流17先经一予热交换器19加以予热，予热后的气流15通过上述回路提及的加热交换器14，该气流与其相对流动的热燃烧产物气流热交换成为热空气流16进入空气涡轮3，经过膨胀获得动能，推动叶轮旋转从而使发电机1和串列的空气压缩机5、7和8旋转形成发电循环，该热气流作功后从空气涡轮3出来，以热气流18返回予热交换器19，进而排入大气中。

由上所述可知，整个工作介质是空气流，燃烧产物始终未在原动机内直接流动，所有这些对于改善原动机工作条件和环境污染都是有利的，确实具有推广价值。