[发明专利]热泵集热式自然热能发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及热能发电技术领域，具体涉及一种自然热能发电机组。

背景技术

热能发电机组是一种将热能转化为电能的设备。现有技术中的热能发电机组通常由锅炉和汽轮发电机组构成。工作过程中，通过燃烧油、煤或利用核能产生的热给锅炉中的工质加温产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。

然而，现有技术的汽轮机通常以水作为工质，水在常压下的沸点是100摄氏度，因此有较高温度的热源才能有效发电，受热源温度的限制，现有技术的热能发电机组不能利用自然热能(如自然空气的热能、江河湖海水中的热能、地热温泉的热能)发电。

现有技术中亟需一种能够利用自然热能发电的自然热能发电机组。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种能够利用自然界热能发电的热泵集热式自然热能发电机组。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种热泵集热式自然热能发电机组，包括热泵集热机、工质蒸汽加温热交换器、液态工质加温热交换器、低压低温汽轮机、余热回收冷凝器、工质循环泵和发电机；其中，工质蒸汽加温热交换器、液态工质加温热交换器、余热回收冷凝器均设置有能够相互换热的热媒流道和工质流道，工质蒸汽加温热交换器、液态工质加温热交换器、余热回收冷凝器均设置有与热媒流道连通的热媒输入口、热媒输出口以及与工质流道连通的工质输入口和工质输出口；热泵集热机的高压输出端口通过管路与工质蒸汽加温热交换器的热媒输入口连通，工质蒸汽加温热交换器的热媒输出口通过管路与液态工质加温热交换器的热媒输入口连通，液态工质加温热交换器的热媒输出口通过管路与余热回收冷凝器的热媒输入口连通，余热回收冷凝器的热媒输出口通过管路与热泵集热机的低压输入端口连通；工质循环泵的输出口通过管路与液态工质加温热交换器的工质输入口连通，液态工质加温热交换器的工质输出口通过管路与工质蒸汽加温热交换器的工质输入口连通，工质蒸汽加温热交换器的工质输出口通过管路与低压低温汽轮机的进汽口连通，低压低温汽轮机的排汽口通过管路与余热回收冷凝器的工质输入口连通，余热回收冷凝器的工质输出口通过管路与工质循环泵的输入口连通；低压低温汽轮机的动力输出轴与发电机的转轴连接。

所述低压低温汽轮机使用常压下沸点在40摄氏度以下的材料作为工质。

所述工质蒸汽加温热交换器包括罐体、热媒换热管路和工质均布管，罐体内设置有工质腔，热媒换热管路、工质均布管均设置于该工质腔内，所述工质蒸汽加温热交换器的热媒输入口与热媒输出口分别设置于热媒换热管路的始端和末端，所述工质蒸汽加温热交换器的工质输入口设置于工质均布管的始端，罐体设置有工质输出口。

所述热媒换热管路上均匀分布有多个散热片。

所述工质均布管均匀设置有多个喷嘴。

所述工质蒸汽加温热交换器的热媒输入口与工质输出口均位于所述罐体的上部，所述工质蒸汽加温热交换器的热媒输出口与工质输入口均位于所述罐体的下部。

所述液态工质加温热交换器包括保温层、热媒输入管、热媒输出管、工质输入管、工质输出管、多个热媒模块和多个工质模块，所述热媒模块由立方形的金属体以及回旋设置于该金属体内的热媒管构成，所述工质模块由立方形的金属体以及回旋设置于该金属体内的工质管构成，这些热媒模块与这些工质模块交叉层叠设置构成热媒工质换热块，保温层设置于热媒工质换热模块的外侧，热媒输入管和热媒输出管分别与热媒管的始端和末端连通，工质输入管和工质输出管分别与工质管的始端和末端连通，所述液态工质加温热交换器的热媒输入口和热媒输出口分别设置于热媒输入管的始端和热媒输出管的末端，所述液态工质加温热交换器的工质输入口和工质输出口分别设置于工质输入管的始端和工质输出管的末端。

所述液态工质加温热交换器的热媒输入管和工质输出管均设置于所述热媒工质换热块的上部，所述液态工质加温热交换器的热媒输出管和工质输入管均设置于所述热媒工质换热块的下部。

所述余热回收冷凝器包括罐体和热媒管路，罐体内设置有工质腔，热媒管路设置于工质腔内，所述余热回收冷凝器的热媒输入口和热媒输出口分别设置于热媒管路的始端和末端，所述余热回收冷凝器的工质输入口和工质输出口均设置于罐体上。

所述热媒管路上均匀分布有多个吸热片。

所述热媒输入口位于所述罐体的下部，所述热媒输出口位于所述罐体的上部，所述工质输入口设置于所述罐体的上部，所述工质输出口设置于所述罐体的下端。