專利名稱：能量轉(zhuǎn)換方法及裝置及發(fā)電及海水淡化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)電及海水淡化(污水凈化)技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于利用海水溫差能及地?zé)崮苓M(jìn)行發(fā)電及海水淡化(污水凈化)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明臨近的技術(shù)是“低溫(24℃-27℃)能源激發(fā)器，低溫(24℃-27℃)蒸餾器”，(專利申請?zhí)?5106310)它是利用表層海水(24℃-27℃)與深層海水(1000米深，4℃)之間的溫差能來進(jìn)行海水淡化及發(fā)電的，由于其冷凝的方式是用深層的低溫海水，因此，其不足之處是冷海水取水管道非常長，向上抽水的動(dòng)力系統(tǒng)需消耗很大的一部分電力，且冷海水在沿管道進(jìn)入冷凝器的過程中溫度顯著提高，減小了可以利用的海水溫差，且其設(shè)備制造難度很大。
與本發(fā)明臨近的技術(shù)還有“太陽池?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)”(引自《新能源發(fā)電技術(shù)》中國電力出版社)。太陽池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)含鹽量具有一定濃度的鹽水池。池上部保有一層較輕的新鮮水，底部為較重的鹽水，使在沿太陽池的豎直方向維持一定的鹽度梯度。太陽光的可見光和紫外線部分可以透過幾米深的清凈水，這部分輻射能量將被池的深色底部吸收。由于凈水體是一個(gè)很好的有效絕熱體，因此，良好設(shè)計(jì)的太陽池的最底層的水，由于不斷吸熱而可能沸騰。必須盡量避免這種沸騰，這是因?yàn)槌氐姿坏┓序v，將毀壞池內(nèi)穩(wěn)定的密度梯度。所以，在設(shè)計(jì)用于各種太陽熱利用和熱發(fā)電的太陽池時(shí)，必須做到既能有效的進(jìn)行大量有用熱的轉(zhuǎn)移，而又可切實(shí)避免池底水沸騰。
太陽池面積通常有1ha大小，不能采用不同工質(zhì)的熱交換管網(wǎng)進(jìn)行換熱。熱力學(xué)原理指出，流體層可以從池底緩慢移走而不擾亂水體主體。這樣就可以用泵從池底抽出被加熱的鹽水，通過熱交換器換熱后，再送回池底。由于回流的流體比抽出的流體溫度低，因此能夠做到將加熱的鹽水從池底抽出，同時(shí)維持池內(nèi)所需要的密度梯度而不致擾動(dòng)太陽池正常工作。
應(yīng)用太陽池的上述特性，將天然鹽水湖建成太陽池，就是一個(gè)巨大的平板太陽集熱器。利用它吸收太陽能，再通過熱交換器加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，這就是太陽池?zé)岚l(fā)電的原理。
以色列奧爾馬特汽輪機(jī)公司在美國加州冬圣伯納第諾地區(qū)一個(gè)干涸湖泊上建筑了世界上最大的太陽池發(fā)電站，其總凈發(fā)電功率為48MW，第一組12MW機(jī)組與1985年投入運(yùn)行，整座電站于1987年12月投入運(yùn)行。
這座電站有四個(gè)鹽水湖，每個(gè)面積48*1000平方米，池深3.6-4.8米，可供1-2組汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。池底的濃鹽水被太陽光加熱后，溫度可達(dá)93.3度。用泵將濃鹽水抽出，通過熱交換器加熱氟里昂，使之汽化，產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。汽輪機(jī)排出的蒸汽經(jīng)凝汽器凝結(jié)后，返回?zé)峤粨Q器再進(jìn)行加熱。系統(tǒng)運(yùn)行溫度可達(dá)82.2度。該電站由奧爾馬特公司設(shè)計(jì)，建造和經(jīng)營，產(chǎn)生的電能賣給加州愛迪生電網(wǎng)。
目前此技術(shù)屬于開發(fā)示范應(yīng)用階段。由于建造太陽池需要一定的地域限制，只能在沿?；螓}水湖地區(qū)建造，且技術(shù)難度較高，適宜大容量并網(wǎng)發(fā)電。且其技術(shù)方案只能用于發(fā)電，不能用于海水淡化。
淡水資源嚴(yán)重缺乏，已成為全球性的一個(gè)問題。聯(lián)合國有關(guān)機(jī)構(gòu)指出“水將成為世界最嚴(yán)重的資源問題”，缺水問題將嚴(yán)重制約21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。在我國，全國有300多個(gè)城市缺水，尤其是北方城市，幾乎所有城市都嚴(yán)重缺水。本發(fā)明即是為了解決這一國際性難題，造福人類。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能量轉(zhuǎn)換方法；本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種能量轉(zhuǎn)換裝置；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是，提供一種利用所述能量轉(zhuǎn)換方法及裝置發(fā)電的方法；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是，提供一種利用所述能量轉(zhuǎn)換方法及裝置發(fā)電的裝置；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是，提供一種利用所述能量轉(zhuǎn)換方法及裝置海水淡化，(污)水凈化的方法；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是，提供一種利用所述能量轉(zhuǎn)換方法及裝置海水淡化，(污)水凈化的裝置；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是，提供一種利用所述能量轉(zhuǎn)換方法及裝置海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法；本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是，提供一種利用所述能量轉(zhuǎn)換方法及裝置海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的裝置；本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換方法的技術(shù)方案是一種能量轉(zhuǎn)換方法，其特征是，包括以下步驟利用水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)在不同溫度下的飽和蒸汽壓或沸點(diǎn)的不同，通過控制密閉系統(tǒng)的壓力，使水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)在高溫工作區(qū)時(shí)吸收外部環(huán)境熱量，迅速汽化，變成蒸汽，同時(shí)使外部環(huán)境降溫；然后，蒸汽被送入低溫工作區(qū)，向外部環(huán)境放出熱量，使外部環(huán)境升溫，同時(shí)蒸汽被冷凝成液態(tài)，然后再重新被送入高溫工作區(qū)進(jìn)行下一循環(huán)工作；從而達(dá)到使能量從一地轉(zhuǎn)換到另一地的目的；所述能量轉(zhuǎn)換方法，包括能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)及能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)是用能量轉(zhuǎn)換方法作為冷凝作用的系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)是用能量轉(zhuǎn)換方法作為熱源作用的系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，圖1中，由冷交換器101、泵102、連通管道103、熱交換器108、真空抽氣閥105、真空泵106、連通管道107組成。冷交換器101、熱交換器108由熱導(dǎo)體、防水材料制成，連通管道103由絕熱、保溫、防水材料制成，連通管道107無特殊要求；整個(gè)系統(tǒng)為密閉循環(huán)系統(tǒng)，在冷交換器101的底部預(yù)先裝入水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)，本發(fā)明以水的工作參數(shù)做說明，其他酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)工作原理相同，只是工作參數(shù)不同；將冷交換器101固定于深海海底或湖、井、河、水庫的低部，(本發(fā)明以深海海底的工作參數(shù)做說明，其他湖、井、河、水庫的工作原理相同，只是工作參數(shù)不同)由于深海海水溫度常年保持在5℃左右，因此，冷交換器101內(nèi)的水被降溫到5℃左右，打開真空抽氣閥105，啟動(dòng)真空泵106，將系統(tǒng)內(nèi)抽為真空，使其真空度達(dá)到水在5℃時(shí)的飽和蒸汽壓，然后，關(guān)閉真空抽氣閥105及真空泵106；將熱交換器108安裝于需要降溫的工作位置，啟動(dòng)泵102，將冷交換器101內(nèi)的被降溫到5℃左右的水，抽入熱交換器108內(nèi)，當(dāng)熱交換器108的外部環(huán)境高于5℃時(shí)，熱交換器108內(nèi)的水，迅速吸收熱量，變成蒸汽，通過連通管道107進(jìn)入冷交換器101再次被降溫到5℃左右變?yōu)樗M(jìn)行下一循環(huán)工作；同時(shí)，熱交換器108的外部環(huán)境熱量被迅速吸收，溫度降低，多次循環(huán)工作，溫度可達(dá)到5℃左右；本發(fā)明中，采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)作為冷凝系統(tǒng)，用熱交換器108即可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于為其他系統(tǒng)做冷凝系統(tǒng)(當(dāng)高溫工作區(qū)108位置低于低溫工作區(qū)101時(shí)，可以不用泵102)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)，圖2中，由冷交換器101、連通管道103、熱交換器108、真空抽氣閥105、真空泵106、連通管道107組成。冷交換器101、熱交換器108由熱導(dǎo)體、防水材料制成，連通管道103由絕熱、保溫、防水材料制成，連通管道107無特殊要求；整個(gè)系統(tǒng)為密閉循環(huán)系統(tǒng)；熱源系統(tǒng)采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以有效利用地?zé)豳Y源；其工作過程如下在熱交換器108內(nèi)預(yù)先裝入水(或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì))，打開真空抽氣閥105，啟動(dòng)真空泵106，(地?zé)峋虻責(zé)崽餃囟雀哂谒蚓凭虻头悬c(diǎn)工質(zhì)的沸點(diǎn)溫度時(shí)，系統(tǒng)可不用真空抽氣閥105和真空泵106)將系統(tǒng)內(nèi)抽為低壓，使系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)保持在低于地?zé)峋疁囟葧r(shí)水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)的飽和蒸汽壓，(本發(fā)明以水的工作參數(shù)做說明，其他酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)工作原理相同，只是工作參數(shù)不同)將熱交換器108固定于地?zé)峋虻責(zé)崽锏牡筒?，將冷交換器101安裝于需要加熱的工作位置；熱交換器108內(nèi)的水迅速吸收熱量，變成蒸汽，通過連通管道103進(jìn)入冷交換器101內(nèi)，通過冷交換器101將熱量傳遞給需被加熱的外部工作介質(zhì)，使工作介質(zhì)溫度升高，同時(shí)，冷交換器101內(nèi)的蒸汽，溫度降低，被冷凝成水，通過連通管道107進(jìn)入熱交換器108內(nèi)，再次被加熱，變成蒸汽，進(jìn)行循環(huán)工作；本發(fā)明通過冷交換器101，即可將地?zé)嶂械哪芰坑糜跒槠渌到y(tǒng)提供熱源系統(tǒng)(當(dāng)高溫工作區(qū)108位置高于低溫工作區(qū)101時(shí)，需加入泵102用于將液態(tài)水提升到高溫工作區(qū))。
本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換裝置的技術(shù)方案是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征是，包括能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)與能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)包括冷交換器101、泵102、連通管道103、熱交換器108、真空抽氣閥105、真空泵106、連通管道107組成；冷交換器101與熱交換器108及泵102通過連通管道103與連通管道107連接成循環(huán)系統(tǒng)，與抽氣閥105、真空泵106組成密閉循環(huán)系統(tǒng)；(當(dāng)高溫工作區(qū)108位置低于低溫工作區(qū)101時(shí)，可以不用泵102)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)包括冷交換器101、連通管道103、熱交換器108、真空抽氣閥105、真空泵106、連通管道107組成；冷交換器101與熱交換器108通過連通管道103與連通管道107連接成循環(huán)系統(tǒng)，與抽氣閥105、真空泵106組成密閉循環(huán)系統(tǒng)(當(dāng)高溫工作區(qū)108位置高于低溫工作區(qū)101時(shí)，需加入泵102用于將液態(tài)水提升到高溫工作區(qū))。
本發(fā)明發(fā)電方法的技術(shù)方案是一種發(fā)電方法，其特征是，包括以下步驟通過熱源系統(tǒng)加熱蒸發(fā)器中的低沸點(diǎn)工質(zhì)，使之汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，所述熱源系統(tǒng)是溫度高于冷凝系統(tǒng)，并可將熱量傳導(dǎo)給低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的系統(tǒng)；將高壓蒸汽通入汽輪機(jī)并推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；高壓蒸汽進(jìn)入冷凝器，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成液態(tài)，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)；將冷凝成液態(tài)的低沸點(diǎn)工質(zhì)再送入蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)行下一循環(huán)工作。
所述熱源系統(tǒng)也可以是用本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)可將地?zé)嶂械哪芰坑糜跓嵩聪到y(tǒng)；所述熱源系統(tǒng)內(nèi)包括低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器；所述熱源系統(tǒng)可與溫度低于本熱源系統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)組成發(fā)電系統(tǒng)。
本發(fā)明發(fā)電裝置的技術(shù)方案是一種發(fā)電裝置，其特征是，包括汽輪機(jī)及與該汽輪機(jī)連接的發(fā)電機(jī)；所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接有熱源系統(tǒng)，所述汽輪機(jī)的蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)，熱源系統(tǒng)與冷凝系統(tǒng)之間連接有連通管路；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)；所述冷凝系統(tǒng)可與溫度高于本冷凝系統(tǒng)的熱源系統(tǒng)組成發(fā)電系統(tǒng)；所述熱源系統(tǒng)也可以是用本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)可將地?zé)嶂械哪芰坑糜跓嵩聪到y(tǒng)；所述熱源系統(tǒng)內(nèi)包括低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器；所述熱源系統(tǒng)可與溫度低于本熱源系統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)組成發(fā)電系統(tǒng)。
本發(fā)明海水淡化，(污)水凈化方法的技術(shù)方案是一種海水淡化，(污)水凈化方法，其特征是，包括以下步驟將海水或(污)水輸入閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)，在閃蒸系統(tǒng)內(nèi)的真空作用下，一部分海水或(污)水迅速被汽化，變成蒸汽，蒸汽被送入冷凝系統(tǒng)內(nèi)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成淡水，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)；淡水被送入淡水回收系統(tǒng)內(nèi)，回收利用。被輸入閃蒸系統(tǒng)的另一部分海水或(污)水，溫度降低，送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)回收利用或排入大海。
本發(fā)明海水淡化，(污)水凈化裝置的技術(shù)方案是一種海水淡化，(污)水凈化裝置，其特征是，包括閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)及與該閃蒸系統(tǒng)相連的冷凝系統(tǒng)組成；所述閃蒸系統(tǒng)與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)與淡水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)。
本發(fā)明海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法的技術(shù)方案是一種海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法，其特征是，包括以下步驟將海水或(污)水輸入閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)，在閃蒸系統(tǒng)內(nèi)的真空作用下，一部分海水或(污)水迅速被汽化，變成蒸汽，蒸汽被送入汽輪機(jī)內(nèi)，推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，之后，蒸汽被送入冷凝系統(tǒng)內(nèi)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成淡水，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)；淡水被送入淡水回收系統(tǒng)內(nèi)，回收利用。被輸入閃蒸系統(tǒng)的另一部分海水或(污)水，溫度降低，送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)回收利用或排入大海。在無海水(污水)地區(qū)，可將所述海水(污水)用普通水替換，可得到直接發(fā)電的方法。
本發(fā)明海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電裝置的技術(shù)方案是一種海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的裝置，其特征是，包括閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)及與該閃蒸系統(tǒng)相連的汽輪機(jī)，汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)，所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接閃蒸系統(tǒng)，蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)；所述閃蒸系統(tǒng)與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)與淡水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)；在無海水(污水)地區(qū)，可將所述海水(污水)用普通水替換，可得到直接發(fā)電的裝置。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出了利用水(或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì))在低壓下的汽化吸熱原理，采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，取代了直接將深層海水抽取上來作為冷源系統(tǒng)，水在5℃時(shí)的汽化潛熱是2490KJ/KG，而每千克水溫度升高2.5℃所需熱量約為10KJ，由計(jì)算可知，采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)作為冷凝系統(tǒng)，其冷凝效果是直接將深層海水抽取上來作為冷凝系統(tǒng)的200多倍，也就是采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)作為冷凝系統(tǒng)，每抽上來1噸水的冷凝效果，相當(dāng)于直接將深層海水抽取上來200多噸的冷凝效果，海水溫差能利用的主要瓶頸之一就是冷海水取水管道問題，一般輸出功率為100兆瓦的海洋溫差發(fā)電廠，其深層海水取水管的直徑為10米以上，甚至達(dá)20米，因此，向上抽水的動(dòng)力系統(tǒng)需消耗很大的一部分電力，且冷海水在沿管道進(jìn)入冷凝器的過程中溫度顯著提高，減小了可以利用的海水溫差，且其設(shè)備制造難度很大。而采用本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，深層海水取水管的直徑只需0.2米左右，在海水溫差能的利用方面，是一項(xiàng)重大突破。
本發(fā)明采用能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)，在地?zé)崮艿睦蒙弦灿型黄菩缘倪M(jìn)展，由于采用能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)，不需要抽取地下熱水或含有雜質(zhì)的熱蒸汽或泥漿，而只將能量轉(zhuǎn)換上來，大大地提高了地?zé)峋氖褂脡勖?，減少了動(dòng)力系統(tǒng)的消耗，降低了設(shè)備的投資，尤其是對干熱巖型地?zé)豳Y源和巖漿型地?zé)豳Y源開發(fā)了一條行之有效的途徑。
四

圖1是本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3是本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖4是本發(fā)明的另一種發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖5是本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的海水淡化，(污)水凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖7是本發(fā)明的海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖8是本發(fā)明的海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電系統(tǒng)一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記101冷交換器102泵 103連通管道105真空抽氣閥106真空泵107連通管道108熱交換器8低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器 9發(fā)電機(jī)10汽輪機(jī) 11冷凝器 12泵 15連通管路 307熱源系統(tǒng)308冷凝系統(tǒng)35閃蒸系統(tǒng) 36冷海水或(污)水回收系統(tǒng)37冷凝系統(tǒng) 38淡水回收系統(tǒng) 601太陽能箱組；602軟體水袋；603出水閥 604出水管道605放氣閥 606入水閥607閃蒸器608汽輪機(jī) 609發(fā)電機(jī) 610連通管道611冷凝器613出水閥615出水閥 616真空泵 618抽氣閥 619真空泵620抽氣閥801太陽能箱組 802高透光塑料水袋 803出水閥 804出水管道805放氣閥 806入水閥 807保溫水箱808低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器809發(fā)電機(jī) 810汽輪機(jī) 811冷凝器 812泵 816出水閥 818放氣閥五具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
如圖1所示能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)由冷交換器101、泵102、連通管道103、熱交換器108、真空抽氣閥105、真空泵106、連通管道107組成。冷交換器101、熱交換器108由熱導(dǎo)體、防水材料制成，連通管道103由絕熱、保溫、防水材料制成，連通管道107無特殊要求。整個(gè)系統(tǒng)為密閉循環(huán)系統(tǒng)，在冷交換器101的底部預(yù)先裝入水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)，(本發(fā)明以水的工作參數(shù)做說明，其他酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)工作原理相同，只是工作參數(shù)不同。)將冷交換器101固定于深海海底或湖、井、河、水庫的低部，(本發(fā)明以深海海底的工作參數(shù)做說明，其他湖、井、河、水庫的工作原理相同，只是工作參數(shù)不同。)由于深海海水溫度常年保持在5℃左右，因此，冷交換器101內(nèi)的水被降溫到5℃左右，打開真空抽氣閥105，啟動(dòng)真空泵106，將系統(tǒng)內(nèi)抽為真空，使其真空度達(dá)到水在5℃時(shí)的飽和蒸汽壓，然后，關(guān)閉真空抽氣閥105及真空泵106。將熱交換器108安裝于需要降溫的工作位置。啟動(dòng)泵102，將冷交換器101內(nèi)的被降溫到5℃左右的水，抽入熱交換器108內(nèi)，當(dāng)熱交換器108的外部環(huán)境溫度高于5℃時(shí)，熱交換器108內(nèi)的水，迅速吸收熱量，變成蒸汽，通過連通管道107進(jìn)入冷交換器101再次被降溫到5℃左右變?yōu)樗?，進(jìn)行下一循環(huán)工作。同時(shí)，熱交換器108的外部環(huán)境熱量被迅速吸收，溫度降低，多次循環(huán)工作，溫度可降到5℃左右。
如圖3、圖4所示本發(fā)明的發(fā)電裝置，包括汽輪機(jī)10以及與該汽輪機(jī)10連接的發(fā)電機(jī)9。汽輪機(jī)10的蒸汽入口連接有熱源系統(tǒng)307，汽輪機(jī)10的蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)308，熱源系統(tǒng)307與冷凝系統(tǒng)308之間連接有連通管路15。當(dāng)冷凝系統(tǒng)308位置低于熱源系統(tǒng)307時(shí)，則需要在熱源系統(tǒng)307與冷凝系統(tǒng)308的連通管路之間加入泵12。所述熱源系統(tǒng)內(nèi)包含低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8；低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8由散熱材料制成。所述冷凝系統(tǒng)內(nèi)包含冷凝器11，冷凝器11由散熱材料制成。
本發(fā)明中，采用能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)作為冷凝系統(tǒng)，將冷凝系統(tǒng)308由熱交換器108取代(圖1中)，用熱交換器108為冷凝器11降溫；熱源系統(tǒng)采用海水系統(tǒng)，其工作過程如下將經(jīng)過濾后的普通海水(約25℃)注入熱源系統(tǒng)307內(nèi)，由海水將低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)加熱，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)吸收海水的熱量，迅速汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)10帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，然后蒸汽進(jìn)入冷凝器11中，在熱交換器108(約5℃)的作用下冷凝成液態(tài)，再由泵12重新排入蒸發(fā)器8，進(jìn)行下一循環(huán)工作。在冷凝系統(tǒng)位置高于熱源系統(tǒng)時(shí)，可以不用泵12。
本發(fā)明中，熱源系統(tǒng)307也可采用空氣熱源系統(tǒng)，所述空氣熱源系統(tǒng)是直接將空氣吹向熱源系統(tǒng)307，使低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)吸收空氣中的熱量，迅速汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)10帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，然后蒸汽進(jìn)入冷凝器11中，在熱交換器108(約5℃)的作用下冷凝成液態(tài)，再由泵12重新排入蒸發(fā)器8，進(jìn)行下一循環(huán)工作。此方法在夏季氣溫高時(shí)，非常有效。
本發(fā)明中，熱源系統(tǒng)307也可采用太陽能加熱系統(tǒng)，用太陽能加熱熱源系統(tǒng)307，使低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)吸收太陽能中的熱量，迅速汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)10帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，然后蒸汽進(jìn)入冷凝器11中，在熱交換器108(約5℃)的作用下冷凝成液態(tài)，再由泵12重新排入蒸發(fā)器8，進(jìn)行下一循環(huán)工作。
本發(fā)明中，熱源系統(tǒng)可以采用任意溫度高于能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)的熱源系統(tǒng)，與所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成發(fā)電系統(tǒng)。
本發(fā)明中，在低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8內(nèi)的系統(tǒng)壓力達(dá)到水或酒精在熱源系統(tǒng)溫度時(shí)的飽和蒸汽壓的情況下，低沸點(diǎn)工質(zhì)也可以換成水或酒精。
實(shí)施例二圖5中，太陽能箱組801為一組箱體由保溫材料制成，內(nèi)表面由黑色吸光材料(黑色塑料等)制成，頂部由雙層真空玻璃(或高透光多層內(nèi)充氣塑料薄膜)密封而成。傾角由所在地區(qū)緯度不同而定，以太陽光垂直射入安放為佳。內(nèi)裝高透光塑料水袋802，高透光塑料水袋802的上部有入水閥806和放氣閥805，下部有出水閥803組成，如此結(jié)構(gòu)可使太陽光透過高透光塑料水袋802，直射底部吸光材料，由底部向上加熱，熱效率可比真空管式太陽能熱水器提高20％以上，且成本造價(jià)可大幅度降低。若獨(dú)立使用，即可作為太陽能熱水器使用。高透光塑料水袋802采用軟體透明塑料袋為盛水材料，優(yōu)點(diǎn)是可有效防止水的結(jié)垢，并使材料更換成本很低。出水閥803由出水管道804與保溫水箱807相連，保溫水箱807由保溫、密閉、防水材料構(gòu)成，底部一側(cè)墊高，可使降溫后的冷水容易由放水閥816排出。保溫水箱807的頂部有一放氣閥818。保溫水箱807可設(shè)計(jì)一個(gè)備用箱，用來多儲存熱水以備夜晚或無陽光天氣使用。保溫水箱807內(nèi)裝有低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器808，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器808內(nèi)裝有液態(tài)低沸點(diǎn)工質(zhì)，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器808由金屬散熱材料制成。低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器808通過管道與汽輪機(jī)810連接，汽輪機(jī)810聯(lián)帶發(fā)電機(jī)809，汽輪機(jī)810的出氣口通過管道與能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)的108內(nèi)的冷凝器811連接，冷凝器811與水泵812連接，泵812與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器808連接。
本發(fā)明的工作過程如下將水經(jīng)入水閥806，注入太陽能箱組801內(nèi)的高透光塑料水袋802中，關(guān)閉放水閥803，并同時(shí)打開放氣閥805，待高透光塑料水袋802中水注滿后，關(guān)閉放氣閥805和入水閥806。待高透光塑料袋802中的水經(jīng)太陽能加熱后，即可打開出水閥803和放氣閥805，待熱水注入保溫水箱807內(nèi)，蒸發(fā)器808內(nèi)的液態(tài)低沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)熱水加熱后，吸收熱量，迅速汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)810帶動(dòng)發(fā)電機(jī)809發(fā)電，然后蒸汽進(jìn)入冷凝器811中，在能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)的108內(nèi)的作用下冷凝成液態(tài)，再由泵812重新排入蒸發(fā)器808，進(jìn)行下一循環(huán)工作。
保溫水箱807內(nèi)的熱水，在工作一段時(shí)間后，溫度降低，沉入箱底，打開放氣閥818及放水閥816，由放水閥816排出，送回太陽能箱組801內(nèi)，繼續(xù)加熱，循環(huán)使用。如此，熱水不斷流入，以使系統(tǒng)源源不斷提供電能。
實(shí)施例三如圖2所示所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)包括冷交換器101、連通管道103、熱交換器108、真空抽氣閥105、真空泵106、連通管道107組成；冷交換器101、熱交換器108由熱導(dǎo)體、防水材料制成，連通管道103由絕熱、保溫、防水材料制成，連通管道107無特殊要求。冷交換器101與熱交換器108通過連通管道103與連通管道107連接成循環(huán)系統(tǒng)，與抽氣閥105、真空泵106組成密閉循環(huán)系統(tǒng)。
熱源系統(tǒng)采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以有效利用地?zé)豳Y源；其工作過程如下在熱交換器108內(nèi)預(yù)先裝入水(或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì))，打開真空抽氣閥105，啟動(dòng)真空泵106，(地?zé)峋虻責(zé)崽餃囟雀哂谒蚓凭虻头悬c(diǎn)工質(zhì)的沸點(diǎn)溫度時(shí)，系統(tǒng)可不用真空抽氣閥105和真空泵106)將系統(tǒng)內(nèi)抽為低壓，使系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)保持在低于地?zé)峋疁囟葧r(shí)水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)的飽和蒸汽壓，(本發(fā)明以水的工作參數(shù)做說明，其他酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)工作原理相同，只是工作參數(shù)不同)將熱交換器108固定于地?zé)峋虻責(zé)崽锏牡撞?，將冷交換器101安裝于需要加熱的工作位置；熱交換器108內(nèi)的水迅速吸收熱量，變成蒸汽，通過連通管道103進(jìn)入冷交換器101內(nèi)，通過冷交換器101將熱量傳遞給需被加熱的工作介質(zhì)，使工作介質(zhì)溫度升高，同時(shí)，冷交換器101內(nèi)的蒸汽，溫度降低，被冷凝成水，通過連通管道107進(jìn)入熱交換器108內(nèi)，再次被加熱，變成蒸汽，進(jìn)行循環(huán)工作；本發(fā)明通過冷交換器101，即可將地?zé)嶂械哪芰坑糜跒槠渌到y(tǒng)提供熱源系統(tǒng)。
本發(fā)明中，采用能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)，將熱源系統(tǒng)307由冷交換器101代替，冷交換器101用地?zé)嶂械臒崃浚訜岬头悬c(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)，使低沸點(diǎn)工質(zhì)迅速汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)10帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，然后蒸汽進(jìn)入冷凝器11中，在冷凝系統(tǒng)308的作用下冷凝成液態(tài)，再由泵12重新排入低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器8，進(jìn)行下一循環(huán)工作。
本發(fā)明中，冷凝系統(tǒng)308可以采用水冷凝系統(tǒng)，所述水冷凝系統(tǒng)是將水(可以是井水、湖水、河水、海水、普通水)通過冷凝系統(tǒng)308，將冷凝器11中的低沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝成液態(tài)；所述冷凝系統(tǒng)也可以是空氣冷凝系統(tǒng)，所述空氣冷凝系統(tǒng)是直接將冷空氣吹向冷凝系統(tǒng)308，將冷凝器11中的低沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝成液態(tài)；此方法在冬季氣溫低時(shí)，非常有效。所述冷凝系統(tǒng)也可以是儲冰冷凝系統(tǒng)或儲雪冷凝系統(tǒng)，所述儲冰冷凝系統(tǒng)或儲雪冷凝系統(tǒng)是在儲冰裝置或儲雪裝置中，裝置有冰或雪用于將冷凝器11中的低沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝成液態(tài)；所述冷凝系統(tǒng)也可以是任意溫度低于本發(fā)明中能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)且可將冷凝器11中的低沸點(diǎn)工質(zhì)冷凝成液態(tài)的系統(tǒng)。
實(shí)施例四如圖6所示本發(fā)明的海水淡化，(污)水凈化裝置，包括閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)35及與該閃蒸系統(tǒng)相連的冷凝系統(tǒng)37組成；所述閃蒸系統(tǒng)35與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)36相連；所述冷凝系統(tǒng)37與淡水回收系統(tǒng)38相連；其特征是，所述冷凝系統(tǒng)是能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)；其工作過程如下將經(jīng)過濾后的表層溫海水(污水)注入閃蒸系統(tǒng)35內(nèi)，在真空的狀態(tài)下，一部分海水(污水)迅速吸收周圍海水(污水)的熱量蒸發(fā)，汽化為蒸汽，蒸汽經(jīng)連通管道進(jìn)入冷凝系統(tǒng)37，被冷凝為淡水，回收利用。
閃蒸系統(tǒng)35內(nèi)的另一部分海水(污水)被吸收熱量后溫度降低，沉入底部，被送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)36回收利用。
所述冷凝系統(tǒng)37是采用本發(fā)明中能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，由熱交換器108替代冷凝系統(tǒng)37將蒸汽冷凝成淡水，回收利用。
本發(fā)明中，也可以加入熱源系統(tǒng)，先將表層溫海水(污水)預(yù)先加熱，再通過閃蒸系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)進(jìn)行海水淡化，(污)水凈化，則效果更佳。
所述熱源系統(tǒng)，可以是太陽能加熱系統(tǒng)，也可以是溫度高于表層溫海水(污水)并可將熱量傳遞給表層溫海水(污水)的系統(tǒng)。
實(shí)施例五如圖7所示，本發(fā)明的海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的裝置，包括閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)35及與該閃蒸系統(tǒng)相連的汽輪機(jī)10，汽輪機(jī)10連接發(fā)電機(jī)9，所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接閃蒸系統(tǒng)35，蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)37；所述閃蒸系統(tǒng)35與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)36相連；所述冷凝系統(tǒng)37與淡水回收系統(tǒng)38相連；其特征是，所述冷凝系統(tǒng)是能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)；在無海水(污水)地區(qū)，可將所述海水(污水)用普通水替換，可得到直接發(fā)電的裝置。其工作過程如下將經(jīng)過濾后的表層溫海水(污水)注入閃蒸系統(tǒng)35內(nèi)，在真空的狀態(tài)下，一部分海水(污水)迅速吸收周圍海水(污水)的熱量蒸發(fā)，汽化為蒸汽，蒸汽被送入汽輪機(jī)10內(nèi)，推動(dòng)汽輪機(jī)10，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電，之后，蒸汽被送入冷凝系統(tǒng)37內(nèi)，由冷凝系統(tǒng)37將其冷凝成淡水，回收利用；所述冷凝系統(tǒng)是用本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)中熱交換器108替代冷凝系統(tǒng)37；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)；淡水被送入淡水回收系統(tǒng)38內(nèi)，回收利用。被輸入閃蒸系統(tǒng)的另一部分海水或(污)水，溫度降低，送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)36內(nèi)回收利用或排入大海。在無海水(污水)地區(qū)，可將所述海水(污水)用普通水替換，可得到直接發(fā)電的方法。
本發(fā)明中，也可以加入熱源系統(tǒng)，先將表層溫海水(污水)預(yù)先加熱，再通過閃蒸系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)進(jìn)行海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電，則效果更佳。
所述熱源系統(tǒng)，可以是太陽能加熱系統(tǒng)，也可以是溫度高于表層溫海水(污水)并可將熱量傳遞給表層溫海水(污水)的任意系統(tǒng)。
實(shí)施例六如圖8所示，太陽能箱組601為一組箱體由保溫材料制成，內(nèi)表面由黑色吸光材料(黑色塑料等)制成，頂部由雙層真空玻璃(或高透光多層內(nèi)充氣塑料薄膜)密封而成。傾角由所在地區(qū)緯度不同而定，以太陽光垂直射入安放為佳。內(nèi)裝軟體水袋602，軟體水袋602的上部有入水閥606和放氣閥605，下部有出水閥603組成，如此結(jié)構(gòu)，成本造價(jià)可大幅度降低。若獨(dú)立使用，即可作為太陽能熱水器使用。軟體水袋602采用軟體盛水材料，優(yōu)點(diǎn)是可有效防止水的結(jié)垢，并使材料更換成本很低。出水閥603由出水管道604與閃蒸器607相連，閃蒸器607可由金屬材料構(gòu)成，也可由鋼筋混凝土材料建成，其高度應(yīng)大于10米，其底部有一出水閥615，出水閥615應(yīng)低于閃蒸器607的底部(10米)。閃蒸器607的頂部連接一汽輪機(jī)608，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)609。閃蒸器607的頂部的另一端連接一抽氣閥618，抽氣閥618連接真空泵619。汽輪機(jī)608的出口，由連通管道610連接冷凝器611，冷凝器611的底部由管道連一放水閥613，放水閥613應(yīng)低于冷凝器611的底部(10米)。冷凝器611置于本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)中熱交換器108內(nèi)，冷凝器611連接一個(gè)抽氣閥620，抽氣閥620連接真空泵616。
本發(fā)明的工作過程如下打開抽氣閥618及620，關(guān)閉出水閥613，615及出水閥603，啟動(dòng)真空泵619和616，將閃蒸器607；汽輪機(jī)608；連通管道610；冷凝器611內(nèi)抽成真空。然后關(guān)閉抽氣閥618，真空泵619。由真空泵616維持系統(tǒng)內(nèi)的真空度。將經(jīng)過濾后的海水(污水)接入入水閥606，注入太陽能箱組601內(nèi)的軟體水袋602中，并同時(shí)打開放氣閥605，待軟體水袋602中水注滿后，關(guān)閉放氣閥605，入水閥606。待軟體水袋602中的水經(jīng)太陽能加熱至一定溫度時(shí)(以高于冷凝系統(tǒng)溫度為宜)，即可打開出水閥603和放氣閥605，將熱海水(污水)注入閃蒸器607內(nèi)，一部分海水(污水)迅速吸收周圍海水(污水)的熱量蒸發(fā)，汽化為蒸汽，沖擊汽輪機(jī)608，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)609發(fā)電，由汽輪機(jī)608排出的蒸汽經(jīng)連通管道610進(jìn)入冷凝器611，由熱交換器108將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于冷凝系統(tǒng)，將蒸汽冷凝為淡水，待水量達(dá)到一定程度后(以不超過抽氣閥620的高度為宜)，打開出水閥613，將淡水排出，回收利用。
真空泵616繼續(xù)工作，維持系統(tǒng)內(nèi)的真空度，并同時(shí)排出海水(污水)中的雜質(zhì)氣體。
閃蒸器607內(nèi)的另一部分海水(污水)被吸收熱量后溫度降低，沉入底部，當(dāng)水量達(dá)到一定程度后(以不超過出水管道604的高度為宜)，打開出水閥615，排出回收利用。
本發(fā)明也可以不用汽輪機(jī)608和發(fā)電機(jī)609，直接用本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，與閃蒸系統(tǒng)相結(jié)合，組成海水淡化，(污)水凈化的方法及裝置。
本發(fā)明也可以不用太陽能箱組為海水加熱，直接用海水由本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，與閃蒸系統(tǒng)相結(jié)合，組成海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法及裝置。本發(fā)明也可以不用太陽能箱組為海水加熱，也不用汽輪機(jī)608和發(fā)電機(jī)609，直接用海水由本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，與閃蒸系統(tǒng)相結(jié)合，組成海水淡化，(污)水凈化的方法及裝置。
本發(fā)明也可以采用公知的太陽能加熱系統(tǒng)為海水加熱，組成海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法及裝置。
本發(fā)明也可以采用任意加熱系統(tǒng)為海水加熱，組成海水淡化，(污)水凈化的方法及裝置。
本發(fā)明也可以采用任意加熱系統(tǒng)為海水加熱，組成海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法及裝置。
本發(fā)明也可以將太陽能箱組換為普通水箱，采用能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)，用地?zé)崮芗訜崴銎胀ㄋ淅锏钠胀ㄋ?或海水或污水)，將熱水(或海水或污水)注入閃蒸器607內(nèi)，一部分水(或海水或污水)迅速吸收周圍水(或海水或污水)的熱量蒸發(fā)，汽化為蒸汽，沖擊汽輪機(jī)608，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)609發(fā)電，由汽輪機(jī)608排出的蒸汽經(jīng)連通管道610進(jìn)入冷凝器611，被冷凝系統(tǒng)冷凝成水；所述冷凝系統(tǒng)可采用溫度低于本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)并可將冷凝器611降溫的任意系統(tǒng)。待水量達(dá)到一定程度后(以不超過抽氣閥620的高度為宜)，打開出水閥613，將水排出，回收利用。
真空泵616繼續(xù)工作，維持系統(tǒng)內(nèi)的真空度，并同時(shí)排出水(或海水或污水)中的雜質(zhì)氣體。
閃蒸器607內(nèi)的另一部分水(或海水或污水)被吸收熱量后溫度降低，沉入底部，當(dāng)水量達(dá)到一定程度后(以不超過出水管道604的高度為宜)，打開出水閥615，排出回收利用。
權(quán)利要求
1.一種能量轉(zhuǎn)換方法，其特征是，包括以下步驟利用水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)在不同溫度下的飽和蒸汽壓或沸點(diǎn)的不同，通過控制密閉系統(tǒng)的壓力，使水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)在高溫工作區(qū)時(shí)吸收外部環(huán)境熱量，迅速汽化，變成蒸汽，同時(shí)使外部環(huán)境降溫；然后，蒸汽被送入低溫工作區(qū)，向外部環(huán)境放出熱量，使外部環(huán)境升溫，同時(shí)蒸汽被冷凝成液態(tài)，然后再重新被送入高溫工作區(qū)進(jìn)行下一循環(huán)工作；從而達(dá)到使能量從一地轉(zhuǎn)換到另一地的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換方法，其特征是，包括能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)及能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)是用能量轉(zhuǎn)換方法作為冷凝作用的系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)是用能量轉(zhuǎn)換方法作為熱源作用的系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，由冷交換器(101)、泵(102)、連通管道(103)、熱交換器(108)、真空抽氣閥(105)、真空泵(106)、連通管道(107)組成；冷交換器(101)、熱交換器(108)由熱導(dǎo)體、防水材料制成，連通管道(103)由絕熱、保溫、防水材料制成，連通管道(107)無特殊要求；整個(gè)系統(tǒng)為密閉循環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)高溫工作區(qū)(108)位置低于低溫工作區(qū)(101)時(shí)，可以不用泵(102)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)，可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于為其他系統(tǒng)做冷凝系統(tǒng)；其工作過程如下在冷交換器(101)的底部預(yù)先裝入水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)，本發(fā)明以水的工作參數(shù)做說明，其他酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)工作原理相同，只是工作參數(shù)不同；將冷交換器(101)固定于深海海底或湖、井、河、水庫的低部，(本發(fā)明以深海海底的工作參數(shù)做說明，其他湖、井、河、水庫的工作原理相同，只是工作參數(shù)不同)由于深海海水溫度常年保持在5℃左右，因此，冷交換器(101)內(nèi)的水被降溫到5℃左右，打開真空抽氣閥(105)，啟動(dòng)真空泵(106)，將系統(tǒng)內(nèi)抽為真空，使其真空度達(dá)到水在5℃時(shí)的飽和蒸汽壓，然后，關(guān)閉真空抽氣閥(105)及真空泵(106)；將熱交換器(108)安裝于需要降溫的工作位置，啟動(dòng)泵(102)，將冷交換器(101)內(nèi)的被降溫到5℃左右的水，抽入熱交換器(108)內(nèi)，當(dāng)熱交換器(108)的外部環(huán)境高于5℃時(shí)，熱交換器(108)內(nèi)的水，迅速吸收熱量，變成蒸汽，通過連通管道(107)進(jìn)入冷交換器(101)再次被降溫到5℃左右變?yōu)樗?，進(jìn)行下一循環(huán)工作；同時(shí)，熱交換器(108)的外部環(huán)境熱量被迅速吸收，溫度降低，多次循環(huán)工作，溫度可達(dá)到5℃左右；本發(fā)明中，采用能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)作為冷凝系統(tǒng)，用熱交換器(108)即可將深海海底(或水庫或井水或河水)的低溫能量用于為其他系統(tǒng)做冷凝系統(tǒng)(當(dāng)高溫工作區(qū)(108)位置低于低溫工作區(qū)(101)時(shí)，可以不用泵(102))；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)，由冷交換器(101)、連通管道(103)、熱交換器(108)、真空抽氣閥(105)、真空泵(106)、連通管道(107)組成；冷交換器(101)、熱交換器(108)由熱導(dǎo)體、防水材料制成，連通管道(103)由絕熱、保溫、防水材料制成，連通管道(107)無特殊要求；整個(gè)系統(tǒng)為密閉循環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)高溫工作區(qū)(108)位置高于低溫工作區(qū)(101)時(shí)，需加入泵(102)用于將液態(tài)水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)提升到高溫工作區(qū)；其工作過程如下在熱交換器(108)內(nèi)預(yù)先裝入水(或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì))，打開真空抽氣閥(105)，啟動(dòng)真空泵(106)，(地?zé)峋虻責(zé)崽餃囟雀哂谒蚓凭虻头悬c(diǎn)工質(zhì)的沸點(diǎn)溫度時(shí)，系統(tǒng)可不用真空抽氣閥(105)和真空泵(106))將系統(tǒng)內(nèi)抽為低壓，使系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)保持在低于地?zé)峋疁囟葧r(shí)水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)的飽和蒸汽壓，(本發(fā)明以水的工作參數(shù)做說明，其他酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)工作原理相同，只是工作參數(shù)不同)將熱交換器(108)固定于地?zé)峋虻責(zé)崽锏牡筒浚瑢⒗浣粨Q器(101)安裝于需要加熱的工作位置；熱交換器(108)內(nèi)的水迅速吸收熱量，變成蒸汽，通過連通管道(103)進(jìn)入冷交換器(101)內(nèi)，通過冷交換器(101)將熱量傳遞給需被加熱的外部工作介質(zhì)，使工作介質(zhì)溫度升高，同時(shí)，冷交換器(101)內(nèi)的蒸汽，溫度降低，被冷凝成水，通過連通管道(107)進(jìn)入熱交換器(108)內(nèi)，再次被加熱，變成蒸汽，進(jìn)行循環(huán)工作；本發(fā)明通過冷交換器(101)，即可將地?zé)嶂械哪芰坑糜跒槠渌到y(tǒng)提供熱源系統(tǒng)。
3.一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征是，包括能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)與能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)包括冷交換器(101)、泵(102)、連通管道(103)、熱交換器(108)、真空抽氣閥(105)、真空泵(106)、連通管道(107)組成；冷交換器(101)與熱交換器(108)及泵(102)通過連通管道(103)與連通管道(107)連接成循環(huán)系統(tǒng)，與抽氣閥(105)、真空泵(106)組成密閉循環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)高溫工作區(qū)(108)位置低于低溫工作區(qū)(101)時(shí)，可以不用泵(102)；所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)包括冷交換器(101)、連通管道(103)、熱交換器(108)、真空抽氣閥(105)、真空泵(106)、連通管道(107)組成；冷交換器(101)與熱交換器(108)通過連通管道(103)與連通管道(107)連接成循環(huán)系統(tǒng)，與抽氣閥(105)、真空泵(106)組成密閉循環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)高溫工作區(qū)(108)位置高于低溫工作區(qū)(101)時(shí)，需加入泵(102)用于將液態(tài)水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)提升到高溫工作區(qū)。
4.一種發(fā)電方法，其特征是，包括以下步驟通過熱源系統(tǒng)加熱蒸發(fā)器中的低沸點(diǎn)工質(zhì)，使之汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，所述熱源系統(tǒng)是溫度高于冷凝系統(tǒng)，并可將熱量傳導(dǎo)給低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器的系統(tǒng)；將高壓蒸汽通入汽輪機(jī)并推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；高壓蒸汽進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成液態(tài)，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；將冷凝成液態(tài)的低沸點(diǎn)工質(zhì)再送入蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)行下一循環(huán)工作。
5.一種發(fā)電方法，其特征是，包括以下步驟通過熱源系統(tǒng)加熱蒸發(fā)器中的低沸點(diǎn)工質(zhì)，使之汽化，產(chǎn)生高壓蒸汽，所述熱源系統(tǒng)是由低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)組成；將高壓蒸汽通入汽輪機(jī)并推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；高壓蒸汽進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成液態(tài)；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和溫度低于本熱源系統(tǒng)且可將高壓蒸汽冷凝成液態(tài)的任意系統(tǒng)組成；將冷凝成液態(tài)的低沸點(diǎn)工質(zhì)再送入蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)行下一循環(huán)工作。
6.一種發(fā)電裝置，其特征是，包括汽輪機(jī)及與該汽輪機(jī)連接的發(fā)電機(jī)；所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接有熱源系統(tǒng)，所述汽輪機(jī)的蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)，熱源系統(tǒng)與冷凝系統(tǒng)之間連接有連通管路；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；所述熱源系統(tǒng)是由低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器和溫度高于本冷凝系統(tǒng)的任意熱源系統(tǒng)組成。
7.一種發(fā)電裝置，其特征是，包括汽輪機(jī)及與該汽輪機(jī)連接的發(fā)電機(jī)；所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接有熱源系統(tǒng)，所述汽輪機(jī)的蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)，熱源系統(tǒng)與冷凝系統(tǒng)之間連接有連通管路；所述熱源系統(tǒng)是由低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)組成；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和溫度低于本熱源系統(tǒng)的且可將高壓蒸汽冷凝成液態(tài)的任意冷凝系統(tǒng)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6或7所述的一種發(fā)電方法或一種發(fā)電裝置，其特征是，在低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸發(fā)器內(nèi)的系統(tǒng)壓力達(dá)到水或酒精在熱源系統(tǒng)溫度時(shí)的飽和蒸汽壓的情況下，低沸點(diǎn)工質(zhì)可以換成水或酒精。
9.一種海水淡化，(污)水凈化方法，其特征是，包括以下步驟將海水或(污)水輸入閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)，在閃蒸系統(tǒng)內(nèi)的真空作用下，一部分海水或(污)水迅速被汽化，變成蒸汽，蒸汽被送入冷凝系統(tǒng)內(nèi)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成淡水，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；淡水被送入淡水回收系統(tǒng)內(nèi)，回收利用；被輸入閃蒸系統(tǒng)的另一部分海水或(污)水，溫度降低，送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)回收利用或排入大海。
10.一種海水淡化，(污)水凈化裝置，其特征是，包括閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)及與該閃蒸系統(tǒng)相連的冷凝系統(tǒng)組成；所述閃蒸系統(tǒng)與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)與淡水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成。
11.一種海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法，其特征是，包括以下步驟將海水或(污)水輸入閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)，在閃蒸系統(tǒng)內(nèi)的真空作用下，一部分海水或(污)水迅速被汽化，變成蒸汽，蒸汽被送入汽輪機(jī)內(nèi)，推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，之后，蒸汽被送入冷凝系統(tǒng)內(nèi)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成淡水，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；淡水被送入淡水回收系統(tǒng)內(nèi)，回收利用；被輸入閃蒸系統(tǒng)的另一部分海水或(污)水，溫度降低，送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)回收利用或排入大海；在無海水(污水)地區(qū)，可將所述海水(污水)用普通水替換，可得到直接發(fā)電的方法。
12.一種海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的裝置，其特征是，包括閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)及與該閃蒸系統(tǒng)相連的汽輪機(jī)，汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)，所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接閃蒸系統(tǒng)，蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)；所述閃蒸系統(tǒng)與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)與淡水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)組成；在無海水(污水)地區(qū)，可將所述海水(污水)用普通水替換，可得到直接發(fā)電的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10或11或12所述的一種海水淡化，(污)水凈化方法或一種海水淡化，(污)水凈化裝置或一種海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的方法或一種海水淡化，(污)水凈化及發(fā)電的裝置，其特征是，它包含熱源系統(tǒng)，所述熱源系統(tǒng)可以是溫度高于本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換冷凝系統(tǒng)并可預(yù)先將海(污)水加熱的任意熱源系統(tǒng)。
14.一種發(fā)電及海水淡化，(污)水凈化的方法，其特征是，包括以下步驟將水或海水或(污)水用熱源系統(tǒng)預(yù)先加熱，所述熱源系統(tǒng)是由普通水箱和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)組成；然后，輸入閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)，在閃蒸系統(tǒng)內(nèi)的真空作用下，一部分水或海水或(污)水迅速被汽化，變成蒸汽，蒸汽被送入汽輪機(jī)內(nèi)，推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，之后，蒸汽被送入冷凝系統(tǒng)內(nèi)，由冷凝系統(tǒng)將其冷凝成水，所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和溫度低于本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)并可將蒸汽冷凝成水的任意冷凝系統(tǒng)組成；水被送入淡水回收系統(tǒng)內(nèi)，回收利用；被輸入閃蒸系統(tǒng)的另一部分水或海水或(污)水，溫度降低，送入冷海水或(污)水回收系統(tǒng)回收利用或排入大海。
15.一種發(fā)電及海水淡化，(污)水凈化的裝置，其特征是，包括熱源系統(tǒng)及與該熱源系統(tǒng)相連的閃蒸系統(tǒng)(由被抽成真空的閃蒸器組成)及與該閃蒸系統(tǒng)相連的汽輪機(jī)，汽輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)，所述汽輪機(jī)的蒸汽入口連接閃蒸系統(tǒng)，蒸汽出口連接有冷凝系統(tǒng)；所述閃蒸系統(tǒng)與冷海水或(污)水回收系統(tǒng)相連；所述冷凝系統(tǒng)與淡水回收系統(tǒng)相連；所述熱源系統(tǒng)是由普通水箱和本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)組成；所述冷凝系統(tǒng)是由冷凝器和溫度低于本發(fā)明所述能量轉(zhuǎn)換熱源系統(tǒng)并可將蒸汽冷凝成水的任意冷凝系統(tǒng)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能量轉(zhuǎn)換方法及其裝置，以及利用該方法及其裝置發(fā)電及海水淡化，(污)水凈化的方法及裝置，包括以下步驟利用水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)在不同溫度下的飽和蒸汽壓或沸點(diǎn)的不同，通過控制密閉系統(tǒng)的壓力，使水或酒精或低沸點(diǎn)工質(zhì)在高溫工作區(qū)時(shí)吸收外部環(huán)境熱量，迅速汽化，變成蒸汽，同時(shí)使外部環(huán)境降溫；然后，蒸汽被送入低溫工作區(qū)，向外部環(huán)境放出熱量，使外部環(huán)境升溫，同時(shí)蒸汽被冷凝成液態(tài)，然后再重新被送入高溫工作區(qū)進(jìn)行下一循環(huán)工作；裝置由冷交換器、泵、連通管道、熱交換器、真空抽氣閥、真空泵組成；本發(fā)明利用該方法及其裝置提供的冷凝系統(tǒng)及熱源系統(tǒng)，組成相應(yīng)的發(fā)電及海水淡化，(污)水凈化的方法及裝置。
文檔編號F01K27/00GK1897168SQ20051008300
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者孟英志 申請人:孟英志