專利名稱：發(fā)電成本低于火力的太陽能和余熱聯(lián)合發(fā)電的工藝流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及世界首創(chuàng)的利用太陽能熱水器、工廠和用戶冷卻設(shè)備和空調(diào)所產(chǎn)生的熱水作 為熱源，用來產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景能源是人類生存的必需?，F(xiàn)在人類燃燒燃料來獲取能源的方法，已經(jīng)開始發(fā)展到危害人類 本身生存的地步了。有充分的證據(jù)證明地球變暖、酸雨增加、沙漠不斷擴(kuò)大、災(zāi)害性天氣 包括沙塵暴天氣不斷增加和加強(qiáng)、大量的物種滅絕、大量的致癌物質(zhì)污染空氣、食物和水源 等極其嚴(yán)重的問題都與人類燃燒燃料來獲取能源的方法有直接的關(guān)系。煤炭是我國目前能源的主力，也是做成我國環(huán)境污染的主要源頭。據(jù)2001年世界銀行列 舉的世界污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市中，中國占有16個(gè)。目前，我國大氣污染所做成的損失 已經(jīng)占G D P的3 % 7 %;我國每天最小有幾萬人因環(huán)境污染而發(fā)病，每年因環(huán)境污染而 引發(fā)的癌癥患者超過l 0 O萬人。而中小型煤礦平均生產(chǎn)IOO萬噸煤，就要奪去7個(gè)工人生 命。現(xiàn)在能源已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，能源價(jià)格不斷上升是做成我國通貨膨脹的主要原 因。另一方面，地球上有限的能源資源，迫使一些國家以確保能源供應(yīng)為基本國策。如美國為 控制世界油倉中東而不惜出兵伊拉克。列強(qiáng)在世界上爭(zhēng)奪資源的斗爭(zhēng)越來越大.,發(fā)展下去有 可能引發(fā)新的世界大戰(zhàn)。太陽能是最干凈和取之不盡用之不竭的最基本能源;太陽從地球存在那一天起就從不間斷 地照射地球。因此,人類徹底解決能源問題的唯一出路在于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的太陽能廉價(jià)發(fā)電以 全部取代化石燃料。為此，如何實(shí)現(xiàn)太陽能的廉價(jià)發(fā)電已經(jīng)成為全世界科學(xué)家們研究的焦點(diǎn)。 但經(jīng)過數(shù)以百萬計(jì)科學(xué)家們的奮斗百年,直到現(xiàn)在,太陽能的發(fā)電成本還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火力發(fā)電成 本；而利用不能跟蹤太陽的太陽能熱水器所產(chǎn)生的熱水利用其熱量進(jìn)行發(fā)電，到目前為止，還 是一片空白。從以上的事實(shí)充分證明發(fā)電成本低于火力發(fā)電的太陽能發(fā)電技術(shù),是世界科 學(xué)家們一致認(rèn)為急需解決的世界難題。本發(fā)明的目的就是徹底解決人類的能源問題和環(huán)境污染問題。具體來說就是解決發(fā)電成 本低于火力的太陽能發(fā)電的世界難題。
發(fā)明內(nèi)容
-本發(fā)明是世界首創(chuàng)的大規(guī)模利用熱水的熱量產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣來推動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā) 電,并實(shí)現(xiàn)水、汽全循環(huán)。以達(dá)到大幅度降低成本,使太陽能發(fā)電成本低于火力發(fā)電的目的。為了對(duì)照，你們看一下舊火力發(fā)電工藝,它將溫度高達(dá)36'C的作功后水蒸氣作為廢氣；并用 高達(dá)其排放量的50 80倍的冷卻水對(duì)其進(jìn)行冷卻，使其變成溫度只有36'C左右的凝結(jié)水回 收。這不但浪費(fèi)了天文數(shù)字的水,而且浪費(fèi)的熱量遠(yuǎn)大于推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電所耗用的熱量。而 我發(fā)明的水汽全循環(huán)熱系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備,不但將這些蒸氣全部回收用于發(fā)電，還可以,利用 溫度比這些排出蒸氣的溫度還低的溫水的熱能發(fā)電和供熱。我初步計(jì)算一下,如果到達(dá)儲(chǔ)熱水倉的熱水溫度能達(dá)到40'C以上，那么,l噸這樣溫度的溫水， 就足以發(fā)出20度以上的電量。用太陽能發(fā)電和供熱以全部代替火力發(fā)電和供熱,不但是必要的而且是可能。因?yàn)槲覈?太陽能資源豐富的國家。我按各類地區(qū)太陽輻射的最低量并以十年收回全部成本,而太陽能 熱水器的熱效率達(dá)到50%(有資料表明，我國現(xiàn)在先進(jìn)的太陽能熱水器轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到50%以上)，如熱水的熱能轉(zhuǎn)化成電能達(dá)到50%,而每度電的發(fā)電成本為0，20元計(jì)算，(包括建廠及有 關(guān)附屬設(shè)備投資)則平均每平方米的生產(chǎn)成本如下一類地區(qū)900元1平方米；二類地區(qū)818,40元1平方米；三類地區(qū)694元1平方米； 四類地區(qū)583,80元1平方米；五類地區(qū)472元1平方米。我初步計(jì)算一下,我發(fā)明的專為太陽能熱發(fā)電廠設(shè)計(jì)的太陽能熱水器,不但轉(zhuǎn)換效率高,而 且每平方米的生產(chǎn)成本在400元以下是不成問題的。由于廢除了鍋爐、凝汽器等一大批設(shè)備；發(fā)電不用任何燃料；能源主要來自太陽和余熱利 用；而且水和水蒸氣又能全循環(huán)運(yùn)行。所以,發(fā)電的成本是十分低的。綜上所述,我發(fā)明設(shè)計(jì)的大型太陽能和余熱聯(lián)合發(fā)電廠,以十年收回全部投資計(jì)算,每度電 的發(fā)電成本在O. 20元以下是可能的。因此，'其發(fā)電成本是完全可以低于火力發(fā)電的。
具體實(shí)施方式
水源的水經(jīng)處理后(或自來水)被送到太陽能熱水器上成為熱水后被送到巨大絕熱的儲(chǔ)熱 水倉；工廠和用戶冷卻設(shè)備和空調(diào)所產(chǎn)生的熱水經(jīng)過濾后也被送到儲(chǔ)熱水倉。然后按發(fā)電量 的要求，按量從儲(chǔ)熱水倉中抽取熱水到多功能真空循環(huán)水倉。這些熱水的熱量在倉中變成蒸 氣被多功能蒸氣倉回收用于發(fā)電。回收的蒸氣，經(jīng)中壓蒸氣倉、高壓蒸氣倉、超臨界壓力缸變成超臨界液體后噴到汽輪機(jī)上 迅速膨脹，變成高溫高壓水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。作功后的低溫低壓水蒸氣被抽氣器送到多 功能真空循環(huán)水倉。沒有變成水的水蒸氣，被多臺(tái)威力強(qiáng)大的抽氣器強(qiáng)行送到多功能蒸氣回 收倉用于發(fā)電。被層層壓縮升溫升壓的蒸氣進(jìn)程中產(chǎn)生的凝結(jié)水，則從高壓蒸氣倉一中壓蒸氣倉一多功能 蒸氣回收倉一多功能真空循環(huán)水倉的行程。其熱量在倉中變成蒸氣，被多功能蒸氣回收倉回 收用于發(fā)電和供熱;余下溫度只有5'C以下的冷水和所有在多功能循環(huán)水倉變成的冷水一樣， 被送回自來水廠或被循環(huán)水泵送到太陽能熱水器或需要冷卻水冷卻的設(shè)備，以進(jìn)行新一輪的 循環(huán)。說明書示意圖說明1，太陽能熱水器2，儲(chǔ)熱水倉3，多功能真空循環(huán)水倉4，各工廠需要冷卻水冷卻的設(shè)備。5，各用戶冷卻空調(diào)的用水設(shè)備6，本廠需要冷卻的設(shè)備7，多功能蒸氣回收倉8，中壓蒸氣倉9，高壓蒸氣倉10， 超臨界壓力缸11， 汽輪發(fā)電機(jī)12， 自來水廠
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明的特征在于將火力發(fā)電的主要設(shè)備鍋爐和凝汽器等一大批設(shè)備廢棄。
2，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的高溫高壓水蒸氣和供熱的熱能，全部來自太陽能熱水器、用戶和 工廠冷卻設(shè)備和空調(diào)中所產(chǎn)生的熱水，不用任何燃料。
3，利用水的熱容量大的優(yōu)點(diǎn)，用儲(chǔ)熱代替儲(chǔ)電。太陽能熱水器、用戶和工廠冷卻空調(diào) 和設(shè)備所產(chǎn)生的熱水，經(jīng)過濾后被輸送到巨大的絕熱儲(chǔ)熱水倉。
4,電廠按需要發(fā)電量和供熱量的多少，按需從儲(chǔ)熱水倉提取相應(yīng)的熱水量到多功能真 空循環(huán)水倉，以產(chǎn)生需要的蒸氣量，用來發(fā)電和供熱。
5，為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，多功能真空循環(huán)水倉的溫度應(yīng)保持在5'C以下。
6，多功能蒸氣回收倉回收的水蒸氣主要部分，經(jīng)中壓蒸氣倉、高壓蒸氣倉、超臨界壓 力缸后變成超臨界液體，進(jìn)入汽輪機(jī)后迅速膨脹成為高溫高壓的水蒸氣，推動(dòng)汽輪 機(jī)發(fā)電。其余部分，經(jīng)多功能蒸氣回收倉的壓縮機(jī)送到熱交換器，產(chǎn)生150'C左右 的熱水向用戶供熱。熱交換器所產(chǎn)生的凝結(jié)水則流回多功能蒸氣回收倉。最后和其 他在多功能蒸氣回收倉的凝結(jié)水一起，回流到多功能真空循環(huán)水倉。
7，作功后的低溫低壓水蒸氣，被抽氣器送到多功能真空循環(huán)水倉。沒有變成水的水蒸 氣，被威力強(qiáng)大的抽氣器強(qiáng)行送到多功能蒸氣回收倉，以進(jìn)行新一輪的循環(huán)，余下 的冷水則被送回自來水廠。
8 ，水蒸氣在壓縮過程中產(chǎn)生的凝結(jié)水，從高壓向低壓的方向流動(dòng)，到達(dá)多《能蒸氣回 收倉和供熱蒸氣在熱交換器上產(chǎn)生的回流到多功能蒸氣回收倉的凝結(jié)水一起，回流 到多功能循環(huán)水倉。其熱量在倉中變成水蒸氣,被多功能蒸氣回收倉回收用于發(fā)電。 余下溫度只有5"C左右的冷水，則被送回自來水廠。
9，本發(fā)明再一次證明我多年研究得出的結(jié)論"利用工作物質(zhì)的物理熱力學(xué)性質(zhì)，通 過熱泵設(shè)備，可以利用低溫的熱源，作為高溫?zé)嵩词褂?是完全正確的。這一發(fā)現(xiàn) 的偉大意義在于將僵化能論放到了歷史的垃圾堆；為人類發(fā)現(xiàn)了無窮無盡、無所不 在、極其廉價(jià)清潔的自然界溫度作為能源。因此，凡是利用工作物質(zhì)的物理熱力學(xué)性質(zhì)，通過熱泵設(shè)備，使用和我發(fā)明的 水汽全循環(huán)熱系統(tǒng)雷同的工藝和設(shè)備，都屬于未專利保護(hù)的范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了發(fā)電成本低于火力發(fā)電的太陽能和冷卻設(shè)備產(chǎn)生的熱水用來發(fā)電的工藝流程。本發(fā)明是根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，和我對(duì)熱力學(xué)第二定律的補(bǔ)充“利用工作物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)，通過熱泵設(shè)備，可以將低溫?zé)嵩醋鳛楦邷責(zé)嵩词褂谩?。利用太陽能熱水器和用戶冷卻設(shè)備和空調(diào)等所產(chǎn)生的熱水來產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。本發(fā)明利用地球上無所不在、取之不盡用之不竭，而且是最干凈的太陽能和余熱利用。其發(fā)電成本遠(yuǎn)低于火力發(fā)電成本。因此，具有劃時(shí)代的偉大意義。
文檔編號(hào)F01K25/06GK101275471SQ20081008442
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者冼泰來 申請(qǐng)人:冼泰來