專利名稱：一種發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，特別是涉及火力發(fā)電廠的蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
在人類的生產(chǎn)和生活中，到處可以看到各種各樣的用電設(shè)備，執(zhí)行著不同的任務(wù)，對(duì)推 動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展、改善人民的生活質(zhì)量和鞏固國(guó)防，都有著不可替代的作用。所以，為了保 障電力供應(yīng)，大力建設(shè)各種發(fā)電廠，就必然是國(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的最重要的戰(zhàn)略決策。
目前，大型的發(fā)電廠主要有三種火力發(fā)電廠，以鍋爐為能源，以蒸汽輪機(jī)為主機(jī)的蒸 汽動(dòng)力發(fā)電裝置；水力發(fā)電廠，以自然界河流的水力資源為能源，以水輪機(jī)為主機(jī)的水力發(fā) 電裝置;核電廠，它釆用以核反應(yīng)堆為能源，以蒸汽輪機(jī)為主機(jī)的蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置。
建設(shè)一個(gè)火力發(fā)電廠，對(duì)地形地質(zhì)條件要求不高，但采用的蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置中，包含 許多大型而昂貴的設(shè)備，其中，除了蒸汽鍋爐、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，還包含有凝汽器、給水 泵、循環(huán)水泵、除氧加熱器、高壓加熱器、低壓加熱器等?；鹆Πl(fā)電廠的能源是蒸汽鍋爐， 產(chǎn)生的水蒸汽是做功媒質(zhì)。與水相比，水蒸氣的密度極小，水蒸氣需要通過(guò)幾十級(jí)蒸汽輪機(jī) 葉片，才能充分進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。為了盡可能提高能量轉(zhuǎn)換效率，提高輸出功率，不僅進(jìn)入汽 輪機(jī)汽缸的水蒸氣處于高溫高壓狀態(tài)，汽輪機(jī)中的主軸還要高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這就要求汽輪機(jī)的葉 柵、主軸、葉輪、汽缸、隔板、軸承等都要采用優(yōu)質(zhì)鋼材。
核電廠與火力發(fā)電廠的主要區(qū)別是能源不同，它用核反應(yīng)堆作為能源，并利用蒸汽發(fā)生 器生產(chǎn)蒸汽，其它設(shè)備，包括蒸汽輪機(jī)，基本是相同的。
水力發(fā)電廠釆用水輪機(jī)裝置發(fā)電，建設(shè)一個(gè)水力發(fā)電廠，對(duì)地形地質(zhì)條件要求很高，不 是隨便什么地方都可以建水力發(fā)電廠。廠外的水工建筑物，如大壩和引水系統(tǒng)，工程量都十 分浩大。水力發(fā)電廠的廠內(nèi)設(shè)備比火力發(fā)電廠少，其中，作為動(dòng)力機(jī)的水輪機(jī)的構(gòu)造也比較 簡(jiǎn)單。與水蒸氣相比，水的密度很大，而且是在常溫下工作，因此，水輪機(jī)通常只設(shè)一級(jí)轉(zhuǎn) 輪，就可完成水輪機(jī)與水之間的能量轉(zhuǎn)換。
可見，用蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置或用水力發(fā)電裝置建電廠各有優(yōu)缺點(diǎn)，主要是用蒸汽輪機(jī)建 電廠,對(duì)周圍地形地質(zhì)條件要求不高，但是廠內(nèi)機(jī)電設(shè)備復(fù)雜而昂貴；用水輪機(jī)建電廠，廠內(nèi)機(jī)
電設(shè)備簡(jiǎn)單，但是對(duì)廠周圍地形地質(zhì)條件要求很高,而且廠外水工建^:工程量浩大，建設(shè)周期
長(zhǎng)。至今，還沒有一種大型發(fā)電裝置能兼有蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置和水力發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí) 摒棄它們的缺點(diǎn)。上述有關(guān)發(fā)電裝置的背景技術(shù)，在以下專著中有詳細(xì)描述-
1、 邢運(yùn)民，陶永紅，現(xiàn)代能源與發(fā)電技術(shù)，西安西安電子科技大學(xué)出版社，2007
2、 蔡兆麟，劉華堂，何國(guó)庚，能源與動(dòng)力裝置基礎(chǔ)，北京中國(guó)電力出版社，200
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要給出一種發(fā)電裝置，它兼有蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置和水力發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)。 它利用水加熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽高速膨脹做功，直接作用于水，使水加壓并流動(dòng)，水流推動(dòng)水 輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它是通過(guò)蒸汽與水兩級(jí)做功媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)熱能向電能的轉(zhuǎn)變。 這種發(fā)電裝置，能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造容易，造價(jià)低，配套工程設(shè)施投資小。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明給出一種發(fā)電裝置，它由蒸汽鍋爐、蒸汽噴水裝置、水輪機(jī)、 發(fā)電機(jī)共四部分組成，其中蒸汽噴水裝置包括蒸汽噴水器、蒸汽噴水控制器、背壓器和循環(huán) 水箱。
本發(fā)明一種發(fā)電裝置，它的工作過(guò)程是由蒸汽鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，在蒸汽噴水控 制器對(duì)相關(guān)閥門的控制下，高溫高壓蒸汽進(jìn)入蒸汽噴水器膨脹做功，由循環(huán)水箱進(jìn)入蒸汽噴 水器的水被加壓，然后從蒸汽噴水器出口輸出高壓水；高壓水通過(guò)背壓器，進(jìn)入水輪機(jī)的蝸 殼，再通過(guò)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，并在流經(jīng)轉(zhuǎn)輪時(shí)，水流與轉(zhuǎn)輪進(jìn)行能量傳遞，推動(dòng)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪及水 輪機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)；水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)對(duì)外發(fā)電。
基本過(guò)程為蒸汽鍋爐生產(chǎn)的高溫高壓蒸汽輸送到蒸汽噴水裝置，在蒸汽噴水控制器的
控制下，循環(huán)水箱的水進(jìn)入蒸汽噴水裝置被蒸汽加壓后輸出，從蒸汽噴水裝置輸出的高壓水， 經(jīng)過(guò)背壓器，推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
蒸汽噴水器是本發(fā)明的一個(gè)核心設(shè)備，在蒸汽噴水器中實(shí)現(xiàn)蒸汽與水之間的能量傳遞， 蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成水的壓能和動(dòng)能。蒸汽噴水器的外形是一個(gè)特殊的三通管，由一個(gè)豎管和 一個(gè)水平管垂直相接組成，在豎管上有進(jìn)汽口和進(jìn)水口，在水平管上有出水口。在豎管和水 平管上，還有幾個(gè)電磁閥。
蒸汽噴水器上的各個(gè)電磁閥，都受蒸汽噴水控制器控制。在蒸汽噴水控制器內(nèi)部，有控 制蒸汽噴水器的全部電磁閥開閉的控制電路。各個(gè)電磁閥開閉的順序是固定的，而每個(gè)電磁 闊開閉時(shí)間的長(zhǎng)短，可通過(guò)改變蒸汽噴水控制器內(nèi)部電路中元件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)蒸汽噴水器內(nèi)的蒸汽與蒸汽噴水器入水口處的循環(huán)水箱的常溫水接觸，蒸汽溶于水， 循環(huán)水箱的常溫水進(jìn)入蒸汽噴水器。通過(guò)空氣管向蒸汽噴水器內(nèi)常溫水的上部供給少量空氣， 在常溫水的上方形成一個(gè)薄空氣層。從蒸汽噴水器的頂部向蒸汽噴水器內(nèi)注入高溫高壓蒸汽，
由于空氣層的隔離作用，僅有極少量高溫高壓蒸汽溶入水中；高溫高壓蒸汽迅速進(jìn)行膨脹過(guò)程，對(duì)蒸汽噴水器內(nèi)的水體做功，使水體產(chǎn)生高壓，并推動(dòng)高壓水體從蒸汽噴水器出口高速 流出，經(jīng)過(guò)背壓器進(jìn)入水輪機(jī)。
在水輪機(jī)中，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪利用水流的壓能和動(dòng)能做功。水流經(jīng)過(guò)水輪機(jī)時(shí)充滿整個(gè)流道，
壓力水fi繞流水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片時(shí)，水的動(dòng)能和壓能變小，而水輪機(jī)獲得旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。這種常
見水輪機(jī)稱作反擊式水輪機(jī)。
水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)搭配，水輪機(jī)獲得的機(jī)械能，轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)的電能向外輸出。水輪機(jī)和 發(fā)電機(jī)的組合稱作水輪發(fā)電機(jī)。
循環(huán)水箱是一個(gè)部分敞口的箱體，內(nèi)裝動(dòng)力循環(huán)用水。蒸汽噴水器被固定在循環(huán)水箱中， 蒸汽噴水器的豎管與水面垂直，其進(jìn)水口伸到循環(huán)水箱水面以下，蒸汽噴水器的水平管位于 箱體上表面上方。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、 與水力發(fā)電裝置相比，用本發(fā)明的發(fā)電裝置建電廠,對(duì)廠周圍地形地質(zhì)條件要求不高， 以蒸汽鍋爐作為能源，可以將電廠建在任何需要電力的地方。
2、 與蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置相比，用本發(fā)明的發(fā)電裝置建電廠，廠內(nèi)機(jī)電設(shè)備少，不需要 龐大的凝汽器，水輪機(jī)比蒸汽輪機(jī)簡(jiǎn)單。本發(fā)明一種發(fā)電裝置體積小，重量輕。
3、 本發(fā)明的發(fā)電裝置的水輪機(jī)是在常溫下工作，不需要昂貴的耐高溫合金材料。水輪機(jī) 轉(zhuǎn)速為每小時(shí)1000轉(zhuǎn)以下，不及蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的三分之一，其軸系及基礎(chǔ)的震動(dòng)較小。水輪 機(jī)殼體內(nèi)的水壓遠(yuǎn)低于蒸汽輪機(jī)殼體內(nèi)的蒸汽壓，對(duì)殼體抗壓強(qiáng)度要求低。與蒸汽輪機(jī)相比， 本發(fā)明的造價(jià)較低。
4、 與水力發(fā)電裝置相比，用本發(fā)明的發(fā)電裝置建電廠時(shí)，不需要工程量浩大的大壩等廠
外水工建筑物，不依賴自然界的河流的水力資源，占地面積少，配套工程設(shè)施投資小。


圖1是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的總體組成圖； 圖2是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽鍋爐的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水裝置組成圖； 圖4是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水器的結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水器工作原理圖； 圖6是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水控制器電路圖； 圖7是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的背壓器的結(jié)構(gòu)圖； 圖8是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的水輪發(fā)電機(jī)組成圖； 圖9是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖IO是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖11是本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例在發(fā)電廠中的布置方案。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 圖1給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的總體組成圖。
一種發(fā)電裝置實(shí)施例的總體組成由蒸汽鍋爐、蒸汽噴水裝置、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)共四部分 組成，其中蒸汽噴水裝置包括蒸汽噴水器、蒸汽噴水控制器、背壓器和循環(huán)水箱。
蒸汽鍋爐4是能源設(shè)備，它生產(chǎn)高溫高壓的過(guò)熱蒸汽；第一個(gè)蒸汽噴水器100、第二個(gè)
蒸汽噴水器101、蒸汽噴水控制器102、背壓器250和循環(huán)水箱103構(gòu)成蒸汽噴水裝置；水輪 機(jī)230和發(fā)電機(jī)210的組合，又稱作水輪發(fā)電機(jī)。 基本的工作過(guò)程是-
給水箱3向蒸汽鍋爐4供應(yīng)動(dòng)力循環(huán)水，在蒸汽鍋爐4中，燃料燃燒對(duì)鍋爐水管加熱， 產(chǎn)生高壓高溫蒸汽；
在蒸汽噴水控制器102的控制下，高壓高溫蒸汽輪流進(jìn)入第一個(gè)蒸汽噴水器100或第二 個(gè)蒸汽噴水器101，由于蒸汽在水中的溶解作用，循環(huán)水箱103的水進(jìn)入第一個(gè)蒸汽噴水器 100或第二個(gè)蒸汽噴水器101;
高壓高溫蒸汽膨脹做功，使水加壓，第一個(gè)蒸汽噴水器100或第二個(gè)蒸汽噴水器101輪 流通過(guò)出口輸出高壓水；
高壓水經(jīng)過(guò)背壓器250，進(jìn)入水輪機(jī)的蝸殼、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，再流過(guò)轉(zhuǎn)輪，水流的能量轉(zhuǎn)換 成轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，推動(dòng)水輪機(jī)230工作。水輪機(jī)230帶動(dòng)發(fā)電機(jī)210，發(fā)電機(jī)210向外 輸出電力；
通過(guò)水輪機(jī)做過(guò)功的動(dòng)力循環(huán)水，進(jìn)入尾水管235，再流入尾水槽240。在尾水槽240內(nèi) 有一個(gè)盤管式散熱器239，帶走由于蒸汽凝結(jié)使水增加的熱量，使動(dòng)力循環(huán)水維持常溫。然
后，動(dòng)力循環(huán)水通過(guò)連通管241進(jìn)入循環(huán)水箱103。
圖2給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽鍋爐的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽鍋爐4,向蒸汽噴水器供應(yīng)做功用的蒸汽。所述蒸汽 鍋爐4包括省煤器、汽包、燃燒器、爐膛、受熱管、過(guò)熱器和蒸汽管，受熱管包括對(duì)流管 和水冷壁。
蒸汽鍋爐4的給水泵11，通過(guò)省煤器16連接汽包14，向蒸汽鍋爐提供給水。燃燒器IO 向鍋爐爐膛93內(nèi)噴進(jìn)燃料并燃燒，燃燒火焰對(duì)受熱管73加熱，受熱管73包括對(duì)流管和水冷壁。蒸汽鍋爐4的受熱管73中的水，被加熱產(chǎn)生蒸汽，匯入到汽包14。汽包14輸出的飽和 蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器91，從過(guò)熱器91出口得到的過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)蒸汽管92輸出。
現(xiàn)舉出本發(fā)明一種發(fā)電裝置的兩個(gè)例子，具體說(shuō)明蒸汽鍋爐參數(shù)如何與水輪機(jī)功率相匹配。
例1:利用本發(fā)明一種發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)小型發(fā)電站，輸出電功率為200kW。蒸汽鍋 爐生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，壓力為2MPa，溫度為500°C，蒸汽的焓值為3466kJ/kg。蒸汽做功時(shí)，絕 熱膨脹到0.02MPa壓力。每千克蒸汽可逆絕熱焓降為1016kJ，絕熱膨脹效率為90%，每千克 蒸汽實(shí)際做功914kJ。
前己說(shuō)明，本發(fā)明一種發(fā)電裝置的基本能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是蒸汽膨脹做功推動(dòng)水，水再推動(dòng) 水輪機(jī)。因此，實(shí)質(zhì)上，水輪機(jī)是依靠蒸汽做功。
水輪發(fā)電機(jī)輸出電功率為200kW， zk輪機(jī)效率85y。，發(fā)電機(jī)效率90%，則水輪機(jī)輸入功 率N應(yīng)為
N=200/ (0.85*0.90) =261 (kW) 每秒鐘做功的蒸汽量m為
m=261/914=0.286 (kg) 水輪發(fā)電機(jī)每小時(shí)需要的蒸汽量M為
M=0.286*3600=1030 (kg)
用本發(fā)明一種發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)200kW小型背壓式發(fā)電站，蒸汽鍋爐的額定容量設(shè)定 為每小時(shí)生產(chǎn)1.1噸過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽壓力為2MPa，溫度為500°C。
例2:利用本發(fā)明一種發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)發(fā)電廠，發(fā)電功率為100MW。蒸汽鍋爐生產(chǎn) 過(guò)熱蒸汽，壓力為20MPa，溫度為500'C，鍋爐出口的新蒸汽的焓值為3239kJ/kg，新蒸汽在 蒸汽噴水裝置內(nèi)絕熱膨脹到背壓器壓力，背壓器內(nèi)的壓力為0.02MPa。每千克蒸汽可逆絕熱 烚降為1224kJ，按絕熱膨脹效率為90%計(jì)算，每千克蒸汽可實(shí)際做功1102kJ。
前已說(shuō)明，本發(fā)明的基本能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是蒸汽膨脹推動(dòng)水，水再推動(dòng)水輪機(jī)。因此，實(shí) 質(zhì)上，水輪機(jī)是依靠蒸汽做功。
水輪發(fā)電機(jī)輸出電功率為IOOMW，水輪機(jī)效率85%，發(fā)電機(jī)效率90%，則水輪機(jī)輸入功 率N應(yīng)為
N=100/ (0.85*0.90) =130,7 (MW) 每秒鐘做功的蒸汽量m為
m=130.7*1000/1102=118.6 (kg) 水輪發(fā)電機(jī)每小時(shí)需要的蒸汽量M為M=l 18.6*3600=426960 (kg) 蒸汽鍋爐的額定容量為每小時(shí)生產(chǎn)427噸過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽壓力為20MPa，溫度為500°C。
圖3給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水裝置的組成圖。
蒸汽噴水裝置包括第一個(gè)蒸汽噴水器100、第二個(gè)蒸汽噴水器101、蒸汽噴水控制器 102、背壓器250和循環(huán)水箱103。
第一個(gè)蒸汽噴水器100的本體，是由一個(gè)水平管的一頭與一個(gè)豎管垂直相接構(gòu)成的。水 平管的另一頭是出水口 117，水平管上有出水閥116。豎管的下端是進(jìn)水口 113，豎管上有進(jìn) 水閥111，進(jìn)水閥111的上緣與兩管的接口相接。豎管上頭的端板外接兩個(gè)管， 一個(gè)是空氣 管109，其上有空氣閥，另一個(gè)蒸汽管IIO，其上蒸汽閥。
第二個(gè)蒸汽噴水器101與第一個(gè)蒸汽噴水器100的結(jié)構(gòu)完全相同，是兩個(gè)具有同樣功能 的能量轉(zhuǎn)換器件。第一個(gè)蒸汽噴水器100與第二個(gè)蒸汽噴水器101在出水口 117之前相連通， 即，兩個(gè)蒸汽噴水器有一個(gè)共同的出水口 117。蒸汽噴水器的出水口 117連接背壓器250的 進(jìn)水口，關(guān)于背壓器250的結(jié)構(gòu)和功能，在后邊圖7中有說(shuō)明。
蒸汽噴水控制器102用來(lái)控制第一個(gè)蒸汽噴水器100與第二個(gè)蒸汽噴水器101。蒸汽噴 水控制器102的輸出信號(hào)，分別控制第一個(gè)蒸汽噴水器100與第二個(gè)蒸汽噴水器101的蒸汽 閥、空氣閥、進(jìn)水閥和出水閥的開閉時(shí)序。
.循環(huán)水箱103是一個(gè)裝水的箱體，箱體內(nèi)部裝有動(dòng)力循環(huán)用水，箱體上部有一開口與環(huán) 境空氣相通。第一個(gè)蒸汽噴水器100與第二個(gè)蒸汽噴水器101被固定在循環(huán)水箱103中，兩 個(gè)蒸汽噴水器彼此平行，與水面垂直。進(jìn)水口 113深入循環(huán)水箱103水面以下，進(jìn)水閥111 及水平管位于箱體上表面上方。
在水輪機(jī)的尾水槽和循環(huán)水箱103之間，有水管連通，在壓差作用下，動(dòng)力循環(huán)用水連 續(xù)地從尾水槽流向循環(huán)水箱103。
圖4給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水器的結(jié)構(gòu)圖。
本圖中的4-l圖的說(shuō)明如下
本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的第一個(gè)蒸汽噴水器100的本體由一個(gè)豎管和一個(gè)水平管構(gòu) 成，水平管的一頭與豎管垂直相接，水平管的另一頭是出水口 117，水平管上有出水116閥。 豎管上，靠近下端有進(jìn)水閥lll，豎管的下端口是進(jìn)水口 113,進(jìn)水口 113深入到循環(huán)水箱的 水面以下。豎管上端板外接出兩個(gè)管， 一個(gè)是空氣管109，另一個(gè)蒸汽管110?？諝夤?09 上設(shè)有空氣闊43;蒸汽管110與蒸汽鍋爐連通，該管上設(shè)有蒸汽閥41。
豎管上的進(jìn)水閥111，其上緣貼近水平管與豎管的垂直接口，進(jìn)水閥111將豎管上下分成兩部分豎管的端板115到進(jìn)水閥111，稱作豎管上段；從進(jìn)水閥lll到進(jìn)水口 113，稱作 豎管下段。
第二個(gè)蒸汽噴水器101與第一個(gè)蒸汽噴水器100的結(jié)構(gòu)完全相同，蒸汽噴水器是成對(duì)設(shè) 置的，對(duì)應(yīng)一個(gè)水輪發(fā)電機(jī)，有兩個(gè)或兩組相同的蒸汽噴水器輪流供水發(fā)電。第一個(gè)蒸汽噴
水器100與第二個(gè)蒸汽噴水器101被固定在循環(huán)水箱中，兩個(gè)蒸汽噴水器彼此平行，并與水 面垂直。兩個(gè)蒸汽噴水器在出水口 117之前相連通，它倆共用一個(gè)出水口 117。
從豎管的端板115到進(jìn)水閥111，即豎管上段，是蒸汽噴水器的進(jìn)水管道兼IC水空間。 在此管道中，設(shè)有擊水器47?？諝忾y、蒸汽閥、進(jìn)水閥、出水闊都是電磁閥，都有全開和全 閉兩個(gè)狀態(tài)，都受蒸汽噴水控制器102控制。當(dāng)出水閥處于全開狀態(tài)對(duì)，閥孔內(nèi)通流面積與 閥孔前后管道通流面積相等。
蒸汽噴水器豎管上段的內(nèi)徑及長(zhǎng)度，是蒸汽噴水器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸，它與蒸汽噴水器的 貯水容積有關(guān)，需要根據(jù)蒸汽噴水器的輸出功率和蒸汽參數(shù)來(lái)計(jì)算。豎管下段長(zhǎng)度約為 1.0m 1.5m，豎管內(nèi)的進(jìn)水閥lll距離循環(huán)水箱的水面的高度約為0.5m。水平管的內(nèi)輕不能 過(guò)細(xì)，以免影響出水時(shí)間；水平管的長(zhǎng)度不要過(guò)長(zhǎng)，由現(xiàn)場(chǎng)情況決定。
下面舉例說(shuō)明蒸汽噴水器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸如何由其輸出功率和蒸汽參數(shù)來(lái)決定。
例l:按照?qǐng)D2說(shuō)明中的例1，利用本發(fā)明蒸汽-水輪機(jī)發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)200kW的小 型發(fā)電站。蒸汽鍋爐生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，壓力為2MPa，溫度為500°C。絕熱膨脹到0.02MPa壓力， 每千克蒸汽實(shí)際做功914kJ。該小型發(fā)電站每秒鐘做功的蒸汽量m為0.286kg。
每一個(gè)蒸汽噴水器的噴水過(guò)程和上水過(guò)程是交替的，設(shè)定噴水過(guò)程為3秒， 一個(gè)噴水過(guò) 程需要的蒸汽量a為
a=0.286*3=0.858(kg)
由査表得知，壓力為2MPa，溫度為500。C的過(guò)熱蒸汽的比容vl是0.176mVkg， 一個(gè)3 秒鐘的噴水過(guò)程需要的蒸汽量a的體積b為 b=0.176*0.858=0.15 l(m3) 當(dāng)壓力為2MPa，溫度為500'C的過(guò)熱蒸汽，可逆絕熱膨脹到0.02MPa壓力，此時(shí)的比容 v2為7.2m3/kg，膨脹比為
v2/vl =7.2/0.176=40.9 3秒鐘的噴水過(guò)程的蒸汽量，絕熱膨脹到0.02MPa壓力的體積c為
c=b*40.9=0.151*40.9=6.18(m3) 這也是蒸汽噴水器3秒鐘噴水過(guò)程的噴水體積。
從豎管的端板115到進(jìn)水閥111，即豎管上段，是貯水有效容積。蒸汽噴水器3秒鐘噴水過(guò)程的噴水體積6. 18m3，在蒸汽噴水器的豎管上段貯水有效容積內(nèi)，需要容納3秒鐘的噴 水體積，為此，確定采用蒸汽噴水器的豎管的內(nèi)徑為1.13m，豎管上段長(zhǎng)度為6. 18m,用兩個(gè) 蒸汽噴水器輪流噴水。
兩個(gè)蒸汽噴水器的結(jié)構(gòu)完全相同，各個(gè)閥門開閉時(shí)序，由蒸汽噴水控制器102分別控制， 兩個(gè)蒸汽噴水器有一個(gè)共同的出水口 117，輪流交替噴水3秒鐘。蒸汽噴水器利用蒸汽水擊 上水，進(jìn)水闊lll的閥孔較大，其完成上水時(shí)間不到3秒鐘。
例2:按照?qǐng)D2說(shuō)明中的例2，利用本發(fā)明蒸汽-水輪機(jī)發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)發(fā)電廠，發(fā) 電功率為IOOMW。蒸汽鍋爐生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，壓力為20MPa，溫度為50(TC，蒸汽膨脹做功時(shí)， 絕熱膨脹到0.02MPa，每千克蒸汽實(shí)際做功為1102kJ。該熱電廠每秒鐘需要做功的蒸汽量m 為118.6kg。
蒸汽噴水器的噴水過(guò)程和上水過(guò)程是交替的，噴水過(guò)程的時(shí)間為3秒， 一個(gè)噴水過(guò)程需 要的蒸汽量A為
A=l 18.6*3=355.8 (kg)
査表得知，壓力為20MPa，溫度為50(TC的過(guò)熱蒸汽的比容VI是0.0148m3/kg， 一個(gè)3 秒鐘的噴水過(guò)程需要的蒸汽量A的體積B為 B=0.0l48*355.8=5.27(m3)
壓力為20MPa,溫度為50(TC的過(guò)熱蒸汽，可逆絕熱膨脹到0.02MPa壓力，此時(shí)的比容 v2為5.8m3/kg，膨脹比為
v2/vl=5.8/0.0148=392 3秒鐘噴水過(guò)程所用蒸汽量絕熱膨脹到0.02MPa壓力的體積C為
C=B*392=5.27*392=2066(m3) 這也是蒸汽噴水器3秒鐘噴水過(guò)程的噴水體積。
蒸汽噴水器3秒鐘的噴水體積是2066m3，在蒸汽噴水器的豎管上段貯水有效容積內(nèi)，需 要容納3秒鐘的噴水體積2066m3，為此，確定蒸汽噴水器的豎管的內(nèi)徑為1. 13m，豎管上段 長(zhǎng)度為6.89m，采用300個(gè)蒸汽噴水器構(gòu)成一個(gè)蒸汽噴水器組，需要兩個(gè)蒸汽噴水器組輪流 噴水，總計(jì)600個(gè)蒸汽噴水器。兩個(gè)蒸汽噴水器組交替進(jìn)行的噴水過(guò)程和上水過(guò)程中，噴水 過(guò)程時(shí)間為3秒，上水過(guò)程時(shí)間不到3秒。
本圖中的4-2圖的說(shuō)明如下
擊水器47由固定桿112及其上垂直固定的多個(gè)擊水盤114構(gòu)成。擊水盤114是帶孔圓盤， 圓盤上均勻分布直徑為30 50mm的通孔，通孔總面積占圓盤表面積的三分之一。圓盤外徑 等于蒸汽噴水器豎管內(nèi)徑的三分之一，圓盤沿固定桿112上下均勻設(shè)置，圓盤間距等于蒸汽噴水器豎管內(nèi)徑。固定桿112在蒸汽噴水器豎管上段中心線上固定，其長(zhǎng)度從進(jìn)水閥lll， 一 直到端板115。固定桿112從擊水器47的全部圓盤中心穿過(guò)，并相固定。 圖5給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水器的工作原理圖。 第一個(gè)蒸汽噴水器100的工作原理可分解為四個(gè)過(guò)程來(lái)說(shuō)明，對(duì)應(yīng)地用5-l、 5-2、 5-3、 5-4等四個(gè)圖來(lái)表示。
5-1圖表示的是啟動(dòng)第一過(guò)程，關(guān)閉出水閥116，打幵進(jìn)水閥lll，再打開蒸汽閥41，向 蒸汽噴水器內(nèi)注入高溫高壓蒸汽，吹掃蒸汽噴水器豎管內(nèi)的積水和漏入的空氣，通過(guò)進(jìn)水閥 111，從蒸汽噴水器的進(jìn)水口 113排出。然后，關(guān)閉蒸汽閥41和進(jìn)水閥111。在進(jìn)水口 113 處，進(jìn)水口 113內(nèi)的高溫蒸汽迅速溶入進(jìn)水口 113下邊的常溫水，進(jìn)水口 113下邊的水向進(jìn) 水口 113內(nèi)涌入，很快就占據(jù)了從進(jìn)水口 113到進(jìn)水閥111的管內(nèi)空間。
5-2圖表示的是啟動(dòng)第二過(guò)程，打開出水閥116，打開蒸汽閥41，向蒸汽噴水器內(nèi)注入高 溫高壓蒸汽，吹掃蒸汽噴水器水平管內(nèi)的積水和漏入的空氣，從出水口 117排出。然后關(guān)閉 出水閥116，關(guān)閉蒸汽閥41。
5-3圖表示的是蒸汽噴水器做功兩沖程的進(jìn)水沖程蒸汽管110上蒸汽閥41在關(guān)閉狀態(tài)， 打開空氣閥43，同時(shí)打開進(jìn)水閥lll。通過(guò)空氣閥，空氣管109向蒸汽噴水器內(nèi)注入少量空 氣后，關(guān)閉空氣閥43。進(jìn)水閥.lll下面是常溫水，進(jìn)水閥lll內(nèi)部是高溫蒸汽，蒸汽溶于水， 蒸汽噴水器內(nèi)蒸汽壓力下降，水迅速涌入進(jìn)水閥111。由于蒸汽與水的循環(huán)互動(dòng)，很快引發(fā) 蒸汽水擊，進(jìn)水閥111下面的水迅速?zèng)_進(jìn)蒸汽噴水器。在蒸汽噴水器豎管內(nèi)設(shè)置的擊水器， 與進(jìn)水相撞擊，加強(qiáng)了蒸汽水擊過(guò)程，從進(jìn)水閥111進(jìn)來(lái)的水，幾乎瞬間就占據(jù)了豎管內(nèi)的 全部空間，然后關(guān)閉進(jìn)水閥111。先前通過(guò)空氣閥進(jìn)入蒸汽噴水器內(nèi)的少量空氣，在豎管的 端板的下表面和進(jìn)水的上表面之間，形成一個(gè)薄空氣層。
5-4圖表示的是蒸汽噴水器做功兩沖程的做功沖程打開出水閥116，同時(shí)打開蒸汽闊41。 通過(guò)蒸汽閥41，向蒸汽噴水器內(nèi)注入定量高溫高壓蒸汽后，關(guān)閉蒸汽閥41。由于空氣層的阻 礙作用，僅有極少量高溫高壓蒸汽溶入豎管內(nèi)的常溫水。高溫高壓蒸汽的進(jìn)汽和膨脹過(guò)程做 功，推動(dòng)空氣層和豎管內(nèi)的常溫水加壓、加速流動(dòng)，通過(guò)出水閥116，再通過(guò)出水口117。當(dāng) 流動(dòng)水體全部從出水口 117流出時(shí)，關(guān)閉出水閥116。
啟動(dòng)后的第一個(gè)蒸汽噴水器100反復(fù)進(jìn)行做功兩沖程循環(huán)，即5-3圖表示的進(jìn)水沖程和 5-4圖表示的做功沖程。
第二個(gè)蒸汽噴水器101的工作原理與第一個(gè)蒸汽噴水器100的工作原理完全相同，但是， 兩者在工作的時(shí)間相位上相差180度。即當(dāng)?shù)谝粋€(gè)蒸汽噴水器100從進(jìn)水口進(jìn)水時(shí)，第二個(gè) 蒸汽噴水器101從出水口向外噴水，而當(dāng)?shù)诙€(gè)蒸汽噴水器101從進(jìn)水口進(jìn)水時(shí)，第一個(gè)蒸汽噴水器IOO從出水口向外噴水。正是由于兩個(gè)蒸汽噴水器的連續(xù)交替噴水，確保兩者共同 的出水口 107不間斷地向外噴水。兩個(gè)蒸汽噴水器這種精確地配合噴水動(dòng)作，是由蒸汽噴水 控制器來(lái)控制完成的。
本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水器的進(jìn)水閥、出水閥、蒸汽閥、空氣閥等閥門都 是依靠電磁力動(dòng)作的電磁閥，通電時(shí)開啟，斷電時(shí)關(guān)閉。啟動(dòng)的第一過(guò)程和第二過(guò)程是利用 手動(dòng)電開關(guān)控制閥門進(jìn)行的，而進(jìn)入循環(huán)做功時(shí)，兩個(gè)蒸汽噴水器各兩沖程循環(huán)的啟停時(shí)序 及其配合，是由蒸汽噴水控制器自動(dòng)控制相關(guān)閥門來(lái)完成的。
圖6給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的蒸汽噴水控制器的電路圖。
這是利用一個(gè)四級(jí)時(shí)序定時(shí)器，按順序驅(qū)動(dòng)四個(gè)磁力電開關(guān)，控制兩個(gè)(分別稱作第一 個(gè)和第二個(gè))蒸汽噴水器的八個(gè)電磁閥的電路。采用四個(gè)555集成電路，產(chǎn)生四個(gè)順序脈沖， 第四個(gè)555集成電路的輸出端接到第一個(gè)555集成電路的觸發(fā)端，實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)工作。
第一個(gè)555集成電路120，為了能可靠復(fù)位，防止干擾的影響，其復(fù)位端(管腳4)和電 源端(管腳8)都直接與V+電源相接。集成電路120的接地端(管腳1)接地，控制端125 (管腳5)通過(guò)一個(gè)電容接地，防止干擾信號(hào)影響脈沖的脈寬。其觸發(fā)端122 (管腳2)的觸 發(fā)信號(hào)，來(lái)自第四個(gè)555集成電路150的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻121和電容124所組成的微分 電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖，脈寬約1微秒，下跳沿起作用。當(dāng)觸發(fā)端122 (管腳2)被觸發(fā)，且脈 沖電壓低于V+Z3時(shí)，內(nèi)部觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，輸出端(管腳3)輸出高電平。放電端127 (管 腳7)內(nèi)部開路，電源V+開始通過(guò)定時(shí)電阻128向定時(shí)電容129充電。定時(shí)電容129上充電 到2V+/3時(shí)，閾值端126 (管腳6)內(nèi)部的閾值比較器翻轉(zhuǎn)，定時(shí)電容129迅速放電到地電位， 輸出端回到低電平。定時(shí)時(shí)間約為1.1*定時(shí)電阻*定時(shí)電容。定時(shí)電阻128為1兆歐姆，定時(shí) 電容129為1微法拉，定時(shí)時(shí)間約為1秒。其輸出端123的輸出信號(hào)通過(guò)電阻162接到電流 放大管160的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)161，控制 第一個(gè)蒸汽噴水器100的空氣閥，進(jìn)空氣1秒鐘；同時(shí)控制第二個(gè)蒸汽噴水器101的蒸汽闊， 進(jìn)蒸汽1秒鐘。
第二個(gè)555集成電路130，其觸發(fā)端132(管腳2)的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第一個(gè)555集成電 路120的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。定時(shí)時(shí)間取2秒。
第一個(gè)555集成電路120的輸出端123和第二個(gè)555集成電路130的輸出端 133分別通過(guò)整流管后，合并連接到電阻167的一端，而電阻167的另一端接到電流放大管 165的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)162，用于同時(shí)控制 第一個(gè)蒸汽噴水器100的進(jìn)水閥和第二個(gè)蒸汽噴水器101的出水閥，其定時(shí)時(shí)間等于第一和 第二兩個(gè)集成電路定時(shí)時(shí)間之和，即為3秒。也就是第一個(gè)蒸汽噴水器100通過(guò)進(jìn)水閥，進(jìn)水3秒鐘；同時(shí)，第二個(gè)蒸汽噴水器101通過(guò)出水閥，向外噴水3秒鐘。
第三個(gè)555集成電路140，其觸發(fā)端142 (管腳2)的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第二個(gè)555集成電 路130的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。定時(shí)時(shí)間取l秒。 其輸出端143的輸出信號(hào)通過(guò)電阻177接到電流放大管175的基極，這是一個(gè)3DK4管，它 的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)172控制第一個(gè)蒸汽噴水器100的蒸汽閥，進(jìn)蒸汽l秒 鐘；同時(shí)，控制第二個(gè)蒸汽噴水器101的空氣閥，進(jìn)空氣1秒鐘。
第四個(gè)555集成電路150，其觸發(fā)端152 (管腳2)的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第三個(gè)555集成電 路140的輸出信號(hào)，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。定時(shí)時(shí)間取2秒。
第三個(gè)555集成電路140的輸出端143和第四個(gè)555集成電路150的輸出端 153分別通過(guò)整流管后，合并連接到電阻182的一端，而電阻182的另一端接到電流放大管 180的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)181，用于同時(shí)控制 第一個(gè)蒸汽噴水器100的出水閥和第二個(gè)蒸汽噴水器101的進(jìn)水閥，其定時(shí)時(shí)間等于第三和 第四兩個(gè)集成電路定時(shí)時(shí)間之和，即為3秒。也就是第一個(gè)蒸汽噴水器100通過(guò)出水閥噴水 3秒鐘；同時(shí)，第二個(gè)蒸汽噴水器101通過(guò)進(jìn)水閥進(jìn)水3秒鐘。
圖7給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的的背壓器的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的背壓器250的主體結(jié)構(gòu)由射流器251和抽氣器261兩部分 組成。
射流器251的外觀是一段短管，它由一個(gè)外管和外管內(nèi)設(shè)置的一個(gè)噴管和一個(gè)擴(kuò)壓管組 成。射流器251的一端是入口法蘭253，另一端是出口法蘭252。從入口法蘭253向里看，是 一個(gè)漸縮的噴管254。沿著從進(jìn)口到出口方向，漸縮的噴管254的出口正對(duì)著的是縮放的擴(kuò) 壓管257的進(jìn)口，在噴管254出口、擴(kuò)壓管257進(jìn)口和射流器251的外管之間是一有限空間， 擴(kuò)壓管257的出口與出口法蘭252相接。
抽氣器261是一個(gè)壓力容器，它位于射流器251的上方，兩者之間有一個(gè)垂直的連通管 262。在抽氣器261內(nèi)有一個(gè)冷卻盤管262，在抽氣器261的上封頭接一個(gè)抽氣管，抽氣管上 有一個(gè)抽氣泵263。
背壓器250的工作原理是蒸汽噴水器的出口輸出的高壓水，從背壓器250的入口進(jìn)入， 經(jīng)過(guò)噴管254形成高速射流，穿過(guò)背壓器250內(nèi)的有限空間后，進(jìn)入擴(kuò)壓管257。在擴(kuò)壓管 257的出口，也就是背壓器250的出口，水流壓力恢復(fù)到接近背壓器250的入口，即噴管254 的入口的壓力。水流在穿越背壓器250內(nèi)的有限空間時(shí)，水流中的水蒸汽和空氣擴(kuò)散出來(lái)， 通過(guò)連通管264向抽氣器261內(nèi)流動(dòng)，水蒸汽在冷卻盤管262的表面凝結(jié)下來(lái)，滴落并流回 射流器251，空氣則被抽氣泵263抽出，排往大氣。蒸汽噴水器輸出的高壓水進(jìn)入背壓器250時(shí)，其中所含的水蒸汽和空氣的量都很少，冷卻盤管262的熱負(fù)荷很小，抽氣泵263的功率 消耗也很小。
通過(guò)冷卻盤管262和抽，泵263的連續(xù)工作，背壓器250的有限空間內(nèi)可以維持較低的 絕對(duì)壓力，當(dāng)然不會(huì)低于水流水溫對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓。本發(fā)明不依賴空氣的潛艇推進(jìn)裝置實(shí) 施例的背壓器250內(nèi)絕對(duì)壓力為0.02MPa。在蒸汽噴水器的出口，設(shè)置背壓器250的目的， 就是為了高溫高壓的蒸汽在蒸汽噴水器內(nèi)膨脹做功時(shí)，有一個(gè)較低的背壓，以獲得較大的焓 降、較大的功率和較大的效率。
圖8給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的水輪發(fā)電機(jī)的組成圖。
本發(fā)明的水輪發(fā)電機(jī)由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)兩部分組成，水輪機(jī)的主軸與發(fā)電機(jī)的主軸連接， 并傳遞動(dòng)力。
水輪發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)可以是立軸或臥軸的混流式水輪機(jī)，混流式水輪機(jī)的主要部件有水 輪機(jī)主軸231、轉(zhuǎn)輪232、導(dǎo)葉233、蝸殼234、尾水管235等。其工作過(guò)程是水流經(jīng)過(guò)蝸 殼234引入，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)葉233調(diào)整流量，流過(guò)轉(zhuǎn)輪232的葉片，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，水的流動(dòng) 能量轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，帶動(dòng)水輪機(jī)主軸231旋轉(zhuǎn)。
水輪發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)也可以是軸流式水輪機(jī)，軸流定槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪形似螺旋槳，水 流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向轉(zhuǎn)為軸向，在轉(zhuǎn)輪區(qū)域水流沿軸向流動(dòng)，轉(zhuǎn)輪與水流間完成能量 轉(zhuǎn)換。
水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)是交流無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，主要有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子211、發(fā)電機(jī)定子212和 發(fā)電機(jī)主軸215。
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子211主要包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子磁極繞組。發(fā)電機(jī)定子212主要包括機(jī)座、定 子鐵心、定子電樞繞組。
發(fā)電機(jī)的主軸215被水輪機(jī)的主軸231帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極的磁場(chǎng)掃過(guò)定子繞 組，亦即掃過(guò)電樞繞組。由于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子繞組導(dǎo)線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線切割磁力線，定子 的電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，可以向外輸出電流。
圖9給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)的選型，優(yōu)先考慮水頭的大小，通過(guò)以下兩例， 具體說(shuō)明如何選型及水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)。
例l:按照?qǐng)D2說(shuō)明中的例l，利用本發(fā)明一種發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)200kW的小型發(fā)電站。 蒸汽鍋爐生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，壓力為2MPa,溫度為5CKTC，蒸汽膨脹做功時(shí)，絕熱膨脹到0.02MPa 壓力。利用蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽噴水器，蒸汽噴水器3秒鐘噴水體積為6.18m3 。
按照水輪機(jī)功率計(jì)算式N=9.81*H*Q
式中，N為水輪機(jī)輸入功率，H為水頭，Q為流量。 Q=6.18/3=2.06(m3/s) N=261(kW)
水頭為
H=12.9(m)
本例中，水頭為12.9m，流量為2.06mVs，輸入功率為261kW。根據(jù)這些參數(shù)，經(jīng)過(guò)査 找文獻(xiàn)，進(jìn)行比較，決定選擇兩臺(tái)型號(hào)為HL240-WJA-50的混流式水輪機(jī)。HL240-WJA-50水 輪機(jī)的水頭與本例相同，兩臺(tái)HL240-WJA-50水輪機(jī)流量、出力與本例相當(dāng)。HL240-WJA-50 水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪型號(hào)為240，臥軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為50cm，轉(zhuǎn)速為750r/min。
本圖為浪流式臥軸水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，混流式水輪機(jī)的水流由徑向流入、從軸向流出。它 由引水機(jī)構(gòu)、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪和尾水管等組成。從來(lái)水管237引來(lái)水流，進(jìn)入引水機(jī)構(gòu)，引 水機(jī)構(gòu)包括蝸殼234和座環(huán)236,蝸殼234中的水流一方面作圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面作徑向運(yùn) 動(dòng)，使水流均勻地經(jīng)由座環(huán)236進(jìn)入水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)葉233，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的 作用是引導(dǎo)水流按一定方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪232，具體的操作就是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉233到某一角度，改變 導(dǎo)葉間的開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入水輪機(jī)并通過(guò)轉(zhuǎn)輪232的水流的流量。轉(zhuǎn)輪232又稱工作輪，它是 水輪機(jī)的核心，其作用是將水流的能量轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。轉(zhuǎn)輪232的葉片的斷面 形狀為翼形，在轉(zhuǎn)輪232轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其葉片完成與水流間徑向、軸向的能量轉(zhuǎn)換，混流式 水輪機(jī)的主軸231旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就帶動(dòng)聯(lián)軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電。流過(guò)轉(zhuǎn)輪232的水流，進(jìn)入水輪機(jī) 的尾水管235。做完功的水，經(jīng)過(guò)尾水管235和尾水槽，最后返回循環(huán)水箱。
混流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，效率高?；炝魇剿啓C(jī)是利用水流的壓力能和動(dòng)能做 功的反擊式水輪機(jī)。
例2:按照?qǐng)D2說(shuō)明中的例2，利用本發(fā)明一種發(fā)電裝置，建設(shè)一個(gè)發(fā)電廠，發(fā)電功率為 IOOMW。蒸汽鍋爐生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，壓力為20MPa，溫度為50(TC，蒸汽膨脹做功時(shí)，絕熱膨 脹到0.02MPa。利用蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽噴水器，蒸汽噴水器3秒鐘噴水體積為2066m3 。 按照水輪機(jī)功率計(jì)算式 N=9.81*H*G
式中，N為水輪機(jī)輸入功率，H為水頭，Q為流量。 Q=2066/3=689( m3 /s) N=130.7(MW)=130700(kW)
水頭為H=19.3(m)
本例中，水頭為19.3m，流量為689mVs，水輪機(jī)輸入功率為130.7MW。根據(jù)這些參數(shù)， 經(jīng)過(guò)査找文獻(xiàn)，進(jìn)行比較，決定選擇型號(hào)為ZZ500-LH-1000的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)。 ZZ500-LH-IOOO水輪機(jī)的水頭、流量、出力均與本例相當(dāng)。ZZ500-LH-1000軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī) 的轉(zhuǎn)輪型號(hào)為500，立軸，混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑1000cm，轉(zhuǎn)速62.5r/min，5個(gè)葉片，32個(gè)導(dǎo)葉。
軸流式水輪機(jī)也是利用水流的壓力能和動(dòng)能做功的反擊式水輪機(jī)。其工作特點(diǎn)是軸流 式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪與沿軸向流動(dòng)的水流，進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換。軸流式水輪機(jī)與混流式水輪機(jī)的結(jié) 構(gòu)比較，除了轉(zhuǎn)輪不同外，其它部件基本相同。它也是由引水機(jī)構(gòu)、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪和尾水 管等組成。從來(lái)水管引來(lái)水流，進(jìn)入引水機(jī)構(gòu)，引水機(jī)構(gòu)包括蝸殼和座環(huán)，蝸殼中的水流一 方面作圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面作徑向運(yùn)動(dòng)，使水流均勻地經(jīng)由座環(huán)進(jìn)入水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。導(dǎo)水 機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)葉，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用是引導(dǎo)水流按一定方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，具體的操作就是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉 到某一角度，改變導(dǎo)葉間的開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入水輪機(jī)并通過(guò)轉(zhuǎn)輪的水流的流量。轉(zhuǎn)輪又稱工作 輪，它是水輪機(jī)的核心，其作用是將水流的能量轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。轉(zhuǎn)輪的葉片的 斷面形狀為翼形，在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其葉片完成與軸向水流間的能量轉(zhuǎn)換，水輪機(jī)的主軸 旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就帶動(dòng)聯(lián)軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電。流過(guò)轉(zhuǎn)輪的水流，進(jìn)入水輪機(jī)的尾水管。做完功的水， 經(jīng)過(guò)尾水管和尾水槽，最后返回循環(huán)水箱。
圖IO給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明的發(fā)電機(jī)是交流無(wú)刷旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)的電樞是固定的， 而磁極是旋轉(zhuǎn)的。磁極繞組在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，電樞繞組均勻分布在整個(gè)定子鐵心槽內(nèi)，電樞 繞組輸出的交流電流可直接送往負(fù)載。
交流無(wú)刷旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)，主要有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子211、發(fā)電機(jī)定子212 和發(fā)電機(jī)主軸215。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子211包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子磁極繞組、轉(zhuǎn)軸、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn) 子213、旋轉(zhuǎn)整流器216。發(fā)電機(jī)定子212包括機(jī)座、定子鐵心、定子電樞繞組、端蓋、軸承 蓋、勵(lì)磁機(jī)定子214。
交流勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的交流電，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)整流器整流后，供同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極勵(lì)磁用。 交流勵(lì)磁機(jī)的定子為磁極，而轉(zhuǎn)子為電樞。
發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種損耗而引起發(fā)熱，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上，裝有風(fēng)扇217對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn) 行通風(fēng)冷卻，以保證發(fā)電機(jī)的溫升控制在允許的范圍內(nèi)。
圖11給出了本發(fā)明一種發(fā)電裝置實(shí)施例在發(fā)電廠中的布置方案。
蒸汽鍋爐4生產(chǎn)的蒸汽輸送到蒸汽噴水裝置5，蒸汽噴水裝置5由兩個(gè)或若干蒸汽噴水器構(gòu)成。循環(huán)水箱的水進(jìn)入蒸汽噴水裝置5后被蒸汽加壓并輸出，蒸汽噴水裝置5輸出的高 壓水，經(jīng)過(guò)背壓器250，進(jìn)入水輪發(fā)電機(jī)6，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)6發(fā)電。流過(guò)水輪機(jī)做過(guò)功的 水，通過(guò)尾水管、尾水槽，流回循環(huán)水箱。散熱塔8連接尾水槽內(nèi)的盤管式散熱器，用來(lái)冷 卻動(dòng)力循環(huán)用水。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)電裝置，它包括蒸汽鍋爐、發(fā)電機(jī)，蒸汽鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，發(fā)電機(jī)對(duì)外發(fā)電，其特征在于(1)它還包括蒸汽噴水裝置和水輪機(jī)；(2)所述蒸汽噴水裝置由蒸汽噴水器、蒸汽噴水控制器、背壓器和循環(huán)水箱組成；(3)蒸汽鍋爐生產(chǎn)的高溫高壓蒸汽輸送到蒸汽噴水裝置，在蒸汽噴水控制器的控制下，循環(huán)水箱的水進(jìn)入蒸汽噴水裝置被蒸汽加壓后輸出，從蒸汽噴水裝置輸出的高壓水，經(jīng)過(guò)背壓器，推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，在水輪機(jī)尾水槽內(nèi)設(shè)散熱器，用來(lái)冷卻動(dòng)力循環(huán)用水。
2、 按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于所述蒸汽鍋爐包括省煤器、汽包、燃燒器、爐膛、受熱管、過(guò)熱器、蒸汽管，受熱管 包括對(duì)流管和水冷壁；蒸汽鍋爐向蒸汽噴水器供應(yīng)蒸汽，蒸汽鍋爐的給水泵，通過(guò)省煤器連接汽包，向蒸汽鍋 爐提供給水，燃燒器向鍋爐爐膛內(nèi)噴進(jìn)燃料并燃燒，燃燒火焰對(duì)受熱管加熱，受熱管包括對(duì) 流管和水冷壁，蒸汽鍋爐的受熱管中的水，被加熱產(chǎn)生蒸汽，匯入到汽包，汽包輸出的飽和 蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，從過(guò)熱器出口得到的過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)蒸汽管輸出。
3、 按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于-所述蒸汽噴水裝置由兩個(gè)蒸汽噴水器、 一個(gè)蒸汽噴水控制器、 一個(gè)循環(huán)水箱所組成； 蒸汽噴水器的本體，是由一個(gè)水平管的一頭與一個(gè)豎管垂直相接構(gòu)成的，水平管的另一頭是出水口，水平管上有出水閥，豎管的下端是進(jìn)水口，豎管上有進(jìn)水閥，豎管上頭的端板外接空氣管和蒸汽管，空氣管上有空氣閥，蒸汽管上有蒸汽閥；兩個(gè)蒸汽噴水器的結(jié)構(gòu)完全相同，兩個(gè)蒸汽噴水器在出水口之前相連通，有共同的出水口，蒸汽噴水控制器輸出信號(hào)，控制兩個(gè)蒸汽噴水器的蒸汽閥、空氣閥、進(jìn)水閥和出水閥的開閉時(shí)序；循環(huán)水箱是一個(gè)裝水的箱體，箱體內(nèi)部裝有動(dòng)力循環(huán)用水，箱體上部有一開口與環(huán)境空 氣相通，兩個(gè)蒸汽噴水器同被固定在循環(huán)水箱中，兩個(gè)蒸汽噴水器彼此平行，與水面垂直， 進(jìn)水口深入循環(huán)水箱水面以下，進(jìn)水閥及水平管位于箱體上表面上方，在水輪機(jī)的尾水槽和 循環(huán)水箱之間，有水管連通，在壓差作用下，動(dòng)力循環(huán)用水連續(xù)地從尾水槽流向循環(huán)水箱。
4、 按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于所述蒸汽噴水器的本體由一個(gè)豎管和一個(gè)水平管構(gòu)成，水平管的一頭與豎管垂直相接， 水平管的另一頭是出水口，水平管上有出水閥，豎管上，靠近下端有進(jìn)水閥，豎管的下端口 是進(jìn)水口，豎管上端板外接出兩個(gè)管， 一個(gè)是空氣管，另一個(gè)蒸汽管，空氣管上設(shè)有空氣閥，蒸汽管與蒸汽鍋爐連通，該管上設(shè)有蒸汽閥，空氣閥、蒸汽閥、進(jìn)水閥、出水閥都是電 磁閥，由蒸汽噴水控制器控制；豎管上的進(jìn)水閥，其上緣貼近水平管與豎管的垂直接口，進(jìn)水閥將豎管上下分成兩部分: 豎管的端板到進(jìn)水閥，稱作豎管上段，從進(jìn)水閥到進(jìn)水口，稱作豎管下段；豎管上段是蒸汽噴水器的進(jìn)水管道兼貯水空間，其中設(shè)有擊水器，擊水器由固定桿及其 上垂直固定的多個(gè)擊水盤構(gòu)成，擊水盤是帶孔圓盤，圓盤上均勻分布直徑為30 50mm的通孔， 通孔總面積占圓盤表面積的三分之一，圓盤外徑等于蒸汽噴水器豎管內(nèi)徑的三分之一，圓盤 沿固定桿上下均勻設(shè)置，圓盤間距等于蒸汽噴水器豎管內(nèi)徑，固定桿在蒸汽噴水器豎管上段 中心線上固定，其長(zhǎng)度從進(jìn)水閥， 一直到端板，固定桿從擊水器的全部圓盤中心穿過(guò)，并相 固定；豎管下段長(zhǎng)度約為1. 0m 1. 5m，豎管內(nèi)的進(jìn)水閥距離循環(huán)水箱的水面的高度約為0. 5m。
5、按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于-所述蒸汽噴水控制器是利用一個(gè)四級(jí)時(shí)序定時(shí)器，按順序驅(qū)動(dòng)四個(gè)磁力電開關(guān)，控制兩 個(gè)蒸汽噴水器的八個(gè)電磁閥的電路，采用四個(gè)555集成電路，產(chǎn)生四個(gè)順序脈沖，第四個(gè)集 成電路的輸出端接到第一個(gè)集成電路的觸發(fā)端，實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)工作；第一個(gè)集成電路，其復(fù)位端和電源端都直接與V+電源相接。接地端接地，控制端通過(guò)一 個(gè)電容接地，觸發(fā)端的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第四個(gè)集成電路的輸出信號(hào)，定時(shí)時(shí)間約為1.1*定時(shí) 電阻*定時(shí)電容，定時(shí)電阻為l兆歐姆，定時(shí)電容為l微法拉，定時(shí)約為1秒，其輸出端通過(guò) 電阻接到電流放大管的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中，有一個(gè)磁力電開關(guān)，控 制第一個(gè)蒸汽噴水器的空氣閥，進(jìn)空氣l秒鐘，同時(shí)控制第二個(gè)蒸汽噴水器的蒸汽閥，進(jìn)蒸 汽l秒鐘；第二個(gè)集成電路觸發(fā)端的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第一個(gè)集成電路的輸出信號(hào)，定時(shí)時(shí)間取2秒;第一個(gè)集成電路的輸出端和第二個(gè)集成電路的輸出端，分別通過(guò)整流管后，合并連接到 電阻的一端，而電阻的另一端接到電流放大管的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中， 有一個(gè)磁力電開關(guān)，用于同時(shí)控制第一個(gè)蒸汽噴水器的進(jìn)水閥和第二個(gè)蒸汽噴水器的出水閥， 其定時(shí)時(shí)間等于第一和第二兩個(gè)集成電路定時(shí)之和，即為3秒，第一個(gè)蒸汽噴水器通過(guò)進(jìn)水 閥，進(jìn)水3秒鐘，同時(shí)，第二個(gè)蒸汽噴水器通過(guò)出水閥，向外噴水3秒鐘；第三個(gè)集成電路觸發(fā)端的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第二個(gè)集成電路的輸出信號(hào)，定時(shí)為1秒，其 輸出端的輸出信號(hào)通過(guò)電阻接到電流放大管的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中， 有一個(gè)磁力電開關(guān)控制第一個(gè)蒸汽噴水器的蒸汽閥，進(jìn)蒸汽1秒鐘，同時(shí)，控制第二個(gè)蒸汽 噴水器的空氣閥，進(jìn)空氣l秒鐘；第四個(gè)集成電路觸發(fā)端的觸發(fā)信號(hào)，來(lái)自第三個(gè)集成電路的輸出信號(hào)，定時(shí)時(shí)間為2秒； 第三個(gè)集成電路的輸出端和第四個(gè)集成電路的輸出端分別通過(guò)整流管后，合并連接到電阻的一端，而電阻的另一端接到電流放大管的基極，這是一個(gè)3DK4管，它的集電極回路中， 有一個(gè)磁力電開關(guān)，用于同時(shí)控制第一個(gè)蒸汽噴水器的出水閥和第二個(gè)蒸汽噴水器的進(jìn)水閥， 其定時(shí)時(shí)間等于第三和第四兩個(gè)集成電路定時(shí)時(shí)間之和，即為3秒，第一個(gè)蒸汽噴水器通過(guò) 出水闊出水3秒鐘，同時(shí)，第二個(gè)蒸汽噴水器通過(guò)進(jìn)水閥進(jìn)水3秒鐘。
6、 按照權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于 所述背壓器的主體結(jié)構(gòu)由射流器和抽氣器兩部分組成射流器的外觀是一段短管，它由一個(gè)外管和外管內(nèi)設(shè)置的一個(gè)噴管和一個(gè)擴(kuò)壓管組成， 射流器的一端是入口法蘭，另一端是出口法蘭，從入口法蘭向里看，是一個(gè)漸縮的噴管，沿 著從進(jìn)口到出口方向，漸縮的噴管的出口正對(duì)著的是縮放的擴(kuò)壓管的進(jìn)口，在噴管出口、擴(kuò) 壓管進(jìn)口和射流器的外管之間是一有限空間，擴(kuò)壓管的出口與出口法蘭相接；抽氣器是一個(gè)壓力容器，它位于射流器的上方，兩者之間有一個(gè)垂直的連通管，在抽氣 器內(nèi)有一個(gè)冷卻盤管，在抽氣器的上封頭接一個(gè)抽氣管，抽氣管上有一個(gè)抽氣泵。
7、 按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于所述水輪機(jī)為利用水流的壓力能和動(dòng)能做功的反擊式水輪機(jī)，它是由引水機(jī)構(gòu)、導(dǎo)水機(jī) 構(gòu)、轉(zhuǎn)輪和尾水管等組成，從來(lái)水管引來(lái)水流，進(jìn)入引水機(jī)構(gòu)，引水機(jī)構(gòu)包括蝸殼和座環(huán)， 蝸殼中的水流一方面作圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面作徑向運(yùn)動(dòng)，使水流均勻地經(jīng)由座環(huán)進(jìn)入水輪機(jī) 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)葉，作用是引導(dǎo)水流按一定方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪作用是將水流的 能量轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，轉(zhuǎn)輪的葉片的斷面形狀為翼形，在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其葉 片完成與水流間的能量轉(zhuǎn)換，水輪機(jī)的主軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，流過(guò)轉(zhuǎn)輪的水流，進(jìn)入水輪機(jī) 的尾水管，最后返回循環(huán)水箱。
8、 按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于所述發(fā)電機(jī)是交流無(wú)刷旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)的電樞是固定的，而 磁極是旋轉(zhuǎn)的，磁極繞組在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，電樞繞組均勻分布在整個(gè)定子鐵心槽內(nèi)，電樞繞 組輸出交流電流送往負(fù)載；交流無(wú)刷旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)，主要有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)定子和發(fā)電 機(jī)主軸，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子磁極繞組、轉(zhuǎn)軸、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)整流器、 風(fēng)扇，發(fā)電機(jī)定子包括機(jī)座、定子鐵心、定子電樞繞組、端蓋、軸承蓋、勵(lì)磁機(jī)定子；交流勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的交流電，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)整流器整流后，供同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極勵(lì)磁用， 交流勵(lì)磁機(jī)的定子為磁極，而轉(zhuǎn)子為電樞。
9、按照權(quán)利要求l所述的一種發(fā)電裝置，其特征在于所述散熱器是盤管式散熱器，流過(guò)水輪機(jī)，做過(guò)功的水，通過(guò)尾水管、尾水槽，流回循 環(huán)水箱，尾水槽內(nèi)設(shè)盤管式散熱器，連接散熱塔，用來(lái)冷卻動(dòng)力循環(huán)用水。
全文摘要
本發(fā)明給出一種發(fā)電裝置，它由蒸汽鍋爐、蒸汽噴水器、蒸汽噴水控制器、背壓器、循環(huán)水箱、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，它的工作過(guò)程是在蒸汽噴水控制器的控制下，蒸汽鍋爐生產(chǎn)的高溫高壓蒸汽進(jìn)入蒸汽噴水器膨脹做功，由循環(huán)水箱進(jìn)入蒸汽噴水器的水被加壓后，從蒸汽噴水器出口輸出高壓水；高壓水通過(guò)背壓器，進(jìn)入水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，在流經(jīng)轉(zhuǎn)輪時(shí)，水流與轉(zhuǎn)輪進(jìn)行能量傳遞，推動(dòng)水輪機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)；水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)對(duì)外發(fā)電。本發(fā)明的發(fā)電裝置，通過(guò)蒸汽與水兩級(jí)做功媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)熱能向電能的轉(zhuǎn)變，它兼有蒸汽動(dòng)力發(fā)電裝置和水力發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)。這種發(fā)電裝置，能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造容易，造價(jià)低，配套工程設(shè)施投資小。
文檔編號(hào)F01K23/00GK101302943SQ20081008839
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月12日
發(fā)明者尚德敏 申請(qǐng)人:尚德敏