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循環(huán)發(fā)電裝置的制作方法

文檔序號:12184504閱讀:471來源:國知局

本實用新型涉及能源技術領域,具體涉及一種循環(huán)發(fā)電裝置。



背景技術:

目前使用燃氣輪機、蒸汽輪機發(fā)電時,均是單獨使用,并未發(fā)現(xiàn)將兩者聯(lián)合到一起進行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的,單獨采用燃氣輪機或蒸汽輪機發(fā)電,一是發(fā)電效率較低,二是燃氣輪機、蒸汽輪機工作后含有熱量的介質都直接排放,造成資源的浪費。



技術實現(xiàn)要素:

針對上述技術問題,本實用新型的目的是提供一種結構設計合理,能夠進行循環(huán)發(fā)電,發(fā)電效率高且節(jié)省資源的循環(huán)發(fā)電裝置。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案如下:

循環(huán)發(fā)電裝置,包括碳氫氣化爐、燃氣輪機、蒸汽輪機、余熱鍋爐,

所述碳氫氣化爐設有向爐內添加煤的進料端,在碳氫氣化爐內設有反應床,碳氫氣化爐連通有向爐內輸入水蒸汽的回流管,通入碳氫氣化爐內的水蒸氣與碳氫氣化爐內的煤在反應床上進行反應,生成含有高溫氫氣的氣體從碳氫氣化爐的排出端排出;

從碳氫氣化爐排出端排出的高溫氣體進入燃氣輪機中,作為燃氣輪機工作的動力氣源;燃氣輪機的動力輸出端連接有第一發(fā)電機;燃氣輪機的氣體排出端排出的高溫蒸汽進入余熱鍋爐中;

余熱鍋爐內設有通入液體介質的蒸汽盤管,蒸汽盤管內的液體介質經過余熱鍋爐產生高溫高壓的蒸汽,蒸汽盤管內產生的高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機的蒸汽輸入端連通,蒸汽輪機的動力輸出端連接有第二發(fā)電機,所述蒸汽輪機的蒸汽排出端與所述回流管連通。

采用了上述技術方案,通過進料端向碳氫氣化爐內添加煤(藍炭),而從回流管中向碳氫氣化爐中輸入水蒸氣,水蒸氣穿過反應床與反應床上的煤進行反應,反應生成大量的高溫氫氣和二氧化碳,其中高溫氫氣從碳氫氣化爐的排出端排入到燃氣輪機中作為燃氣輪機的工作介質,燃氣輪機開始工作產生動力,以驅使第一發(fā)電機進行發(fā)電,而燃氣輪機工作過程中產生的高溫蒸汽從其氣體排出端進入余熱鍋爐中,對余熱鍋爐中的蒸汽盤管內液體介質進行換熱,即促使蒸汽盤管內的液體介質轉換為高溫高壓的蒸汽,高溫高壓的蒸汽進入蒸汽輪機中,作為蒸汽輪機的工作介質,蒸汽輪機工作以驅使第二發(fā)電機工作,而蒸汽輪機排出的低溫低壓蒸汽通過回流管回流到碳氫氣化爐中,作為與碳氫氣化爐內煤反應的水蒸氣,這樣實現(xiàn)循環(huán)發(fā)電裝置的一個循環(huán)發(fā)電過程;本實用新型由于將燃氣輪機與蒸汽輪機聯(lián)合使用進行發(fā)電,提升了發(fā)電效率,且在發(fā)電過程中,所排出的介質繼續(xù)在系統(tǒng)中循環(huán)使用,節(jié)省了能源;在整個過程中,無廢氣產生,也不會對發(fā)電裝置的管道產生腐蝕,以延長裝置的使用壽命;另外,在碳氫氣化爐中炭的轉換率高。

進一步地,為了保證燃氣輪機內具有充足的氧,所述燃氣輪機的進氣端連通有輸入純氧的輸入端。

進一步地,為了對余熱鍋爐產生的冷凝水進行循環(huán)使用,所述余熱鍋爐的排出端連通有集水池,集水池與所述蒸汽盤管通過輸入管道形成連通,在輸入管道上裝配有輸液泵。

進一步地,為了凈化發(fā)電裝置,所述回流管上設置有DBD介質阻擋放電裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中:1為碳氫氣化爐,2為燃氣輪機,3為蒸汽輪機,4為余熱鍋爐,5為進料端,6為反應床,7為回流管,8為第一發(fā)電機,9為輸入端,10為蒸汽盤管,11為第二發(fā)電機,12為集水池,13為輸入管道,14為輸液泵,15為DBD介質阻擋放電裝置,16為排渣管,17為排渣閥,18為二氧化碳排出端。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本實用新型實施例的附圖,對本實用新型實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例,而不是全部的實施例?;谒枋龅谋緦嵱眯滦偷膶嵤├绢I域普通技術人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖1,循環(huán)發(fā)電裝置,包括碳氫氣化爐1、燃氣輪機2、蒸汽輪機3、余熱鍋爐4,碳氫氣化爐設有向爐內添加煤的進料端5,在碳氫氣化爐內設有反應床6,碳氫氣化爐連通有向爐內輸入水蒸汽的回流管7,通入碳氫氣化爐內的水蒸氣與碳氫氣化爐內的煤在反應床上進行反應,生成含有高溫氫氣的氣體從碳氫氣化爐的排出端排出。

從碳氫氣化爐排出端排出的高溫氣體進入燃氣輪機中,作為燃氣輪機工作的動力氣源;燃氣輪機的動力輸出端連接有第一發(fā)電機8;燃氣輪機的氣體排出端排出的高溫蒸汽進入余熱鍋爐4中。燃氣輪機的進氣端連通有輸入純氧的輸入端9,以補充燃氣輪機內的氧氣。

余熱鍋爐內設有通入液體介質的蒸汽盤管10,蒸汽盤管內的液體介質經過余熱鍋爐產生高溫高壓的蒸汽,蒸汽盤管內產生的高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機的蒸汽輸入端連通,蒸汽輪機的動力輸出端連接有第二發(fā)電機11,蒸汽輪機的蒸汽排出端與所述回流管7連通。余熱鍋爐的排出端連通有集水池12,集水池與所述蒸汽盤管通過輸入管道13形成連通,在輸入管道上裝配有輸液泵14。余熱鍋爐內產生的冷凝水,在輸入泵的作用下,通過輸入管道進入蒸汽盤管中,從而進入蒸汽盤管的冷凝水在余熱鍋爐內的高溫蒸汽的促使下變換成高溫高壓的蒸汽進入蒸汽輪機中。上述第一發(fā)電機、第二發(fā)電機所產生的電能,可以直接并網,也可以直接供用戶端進行使用。

在回流管上設置有DBD介質阻擋放電裝置15,該阻擋放電裝置可采用現(xiàn)有技術中的任一款來實現(xiàn),只要能夠對循環(huán)發(fā)電裝置產生凈化即可。在碳氫氣化爐底部連通有排渣管16及設置在排渣管上的排渣閥17。

下面結合附圖1,對本實用新型的工作原理再進行說明:通過進料端5向碳氫氣化爐1內添藍炭,而從回流管7中向碳氫氣化爐中輸入低溫低壓水蒸氣,水蒸氣穿過反應床6與反應床上的煤進行反應,反應生成大量的高溫氫氣和二氧化碳,方程式:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g);ΔH=90kJ/mol(吸熱反應);C和H2O在700—800度高溫下反應生成CO2+2H2;根據(jù)蓋斯定律:一個化學反應若能分解成幾步來完成,總反應的熱效應等于各步反應的熱效應之和。以上方程式由1.C+H2O=CO+H2條件高溫;2.CO+1/2O2=CO2組成。二氧化碳從與碳氫氣化爐連通的二氧化碳排出端18排出,由于二氧化碳易溶于水,氫氣難溶于水,在碳氫氣化爐內儲有水,二氧化碳排出端一端伸入水中,用于引流水中的二氧化碳,另一端處于碳氫氣化爐外部,用于將二氧化碳排出,這樣碳氫氣化爐內實現(xiàn)了二氧化碳與氫氣的分離,分離后的高溫氫氣從碳氫氣化爐的排出端排入到燃氣輪機2中作為燃氣輪機的工作介質,輸送到燃氣輪機,與相應比例的純氧氣在高溫下進行反應,如下反應方程式:H 2(g)+(1/2)O 2(g)=H 2O(g);ΔH=-241.8kJ/mol(放熱反應),產生熱量以驅使第一發(fā)電機8進行發(fā)電,而燃氣輪機工作過程中產生的高溫蒸汽從其氣體排出端進入余熱鍋爐4中,對余熱鍋爐中的蒸汽盤管10內液體介質進行換熱,即促使蒸汽盤管內的液體介質轉換為高溫高壓的蒸汽,高溫高壓的蒸汽進入蒸汽輪機3中,作為蒸汽輪機的工作介質,蒸汽輪機工作以驅使第二發(fā)電機11工作,而蒸汽輪機排出的低溫低壓蒸汽通過回流管回流到碳氫氣化爐中,作為與碳氫氣化爐內煤反應的水蒸氣,這樣實現(xiàn)循環(huán)發(fā)電裝置的一個循環(huán)發(fā)電過程。

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