[发明专利]一种烟囱式空气换热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及热能发电技术，特别涉及一种能够利用废热、低温余热的烟囱式空气换热发电系统。

背景技术

目前，对于冷凝式电厂，蒸汽轮机排出的废蒸汽具有的热量被冷却水带出，大部分在凉水塔中向空中排放，并且在冷却过程中需要消耗大量的水。对于煤矿坑口发电厂，蒸汽轮机排出的蒸汽用抽气机送入架在空中的管道，用轴流式风扇驱动空气流动与管道内的蒸汽进行热交换，从而使蒸汽冷凝成水。该方法仅能回收水，不能利用废热，还要额外消耗电能，增加设备。

对于热电厂，蒸汽轮机排出的废蒸汽直接输送给需要热气的用户，大大提高了热利用率。但需求量最大的是居民冬季采暖，在不需要采暖的季节，废蒸汽大部分是无用的。在装有背压式和抽汽式供热机组的热电厂中，其运行特点是在冬季采暖期间，投入背压式机组运行，而在夏季时期则投入抽汽式机组运行。这种运行方式造成设备利用率很低。

对于核能发电厂，会产生的很多热水，冷却热水就成了一个负担，只好将软化了的部分热水排出，汲取需要软化的凉水补充，因此，核能发电厂比一般化石燃料电厂会排放更多废热到环境中。

此外，还有许多低温热能没有充分利用。如地热、太阳能；又如石化厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂等大型工厂，在生产过程中也会产生大量废蒸汽和热水。有的需要经过余热锅炉收集蒸汽驱动蒸汽轮机发电，蒸汽轮机排出的热能浪费了；有的用冷却水将热量带出，在环境温度中散热降温，这不但造成环境热污染，也浪费热能。

在现实生活中，余热或废热在许多领域没有利用，或利用率差，或利用成本太高，而被大量浪费。

发明内容

本发明的目的在于另辟蹊径，提供一种烟囱式空气换热发电系统，能够利用废热、低温余热进行发电，节能减排，保护环境。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种烟囱式空气换热发电系统，其特征在于，包括竖直的烟囱，位于烟囱底部的空气腔和连通热源的热腔，冷端位于空气腔、热端位于热腔的第一组热管，以及位于空气腔出口和烟囱入口之间的涡轮发电机；所述空气腔设置有空气进口。

本发明的进一步改进和特点在于：

(1)所述涡轮发电机为竖直排列的多个。

(2)所述空气腔内设置有与所述第一组热管的冷端连接的第一级散热器。

(3)所述涡轮发电机的空气出口上方设置有第二级散热器，第二级散热器连接有第二组热管的冷端，所述第二级热管的热端伸入热腔。

(4)所述空气腔和热腔为钟形嵌套结构，其夹层为空气腔，内部为热腔，热腔底部具有水池；

该技术方案的进一步改进在于：

所述热源为蒸汽，水池为凝水池，凝水池口部设置有覆杯形隔汽罩或盖板；

所述热源为热水，水池为热水池，所述第一组热管的热端伸入热水池中；

所述热源为地热源，水池为位于地热源中的热水池，所述第一组热管的热端伸入热水池中；

所述热源为地热源，水池为位于地热源中的热水池，所述第一组热管的热端伸入热水池中，所述地热源中设置有空气换热器，空气换热器的出口连通空气腔，空气换热器的入口连通地面大气。

本发明将废热、低温余热转化为空气内能，进入涡轮膨胀做功，推动涡轮转动，内能转变为动能，涡轮驱动发电机转子转动，动能又转化成电能；涡轮排出的空气在烟囱抽力作用下上升，为涡轮提供压差。本发明利用废热、低温余热进行发电，节能减排，保护环境。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是热源为蒸汽的烟囱式空气换热发电系统的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视示意图；

图3是热源为地热源的烟囱式空气换热发电系统的结构示意图；

图中：1、烟囱；2、空气腔；3、热腔；4、涡轮发电机；5、第一级散热器；6、空气进口；7、蒸汽管道；8、水池；9、第一组热管；10、冷凝水口；11、第二组热管；12、第二级散热器；13、隔汽罩；14、散热片；15、连接筋；16、空气换热器；17、空气过滤器；18、钢索。

具体实施方式