[发明专利]一种低温蒸汽高位势能余热风能一体化综合发电的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电的方法及装置，一、涉及一种低温蒸汽发电的方法、一种自然无需耗能的冷凝方法、一种高位势能发电的方法、一种余热风能发电的方法组成的一体化综合发电的方法；二、对应装置涉及一种低温蒸汽发电机、一种高位势能发电机、余热风能发电机组成的一体化综合发电机装置。

背景技术

现在全球面临的问题有能源短缺、环境污染，解决的唯一办法就是开发绿色能源，传统的能源转换装备都是单一的，低效的，主要是火力发电(燃煤、天然气)为主，约占总发电量的70％强，辅以水力发电、核发电、风力、地热、太阳能等，火力发电是蒸汽机将热能转换为机械功的装置。蒸汽机的弱点是：需要大量燃料提供高温高压蒸汽；但是设备的限制压力和温度不能过高，故而热效率难以提高，而且污染严重；水力发电对自然条件的要求和对生态的影响，其实可安装的容量是十分有限的；核能发电会产生高放射性废料，热效率较低，热污染较严重，而且风险较高；地热、太阳能、风力不稳定性，成本高，效率低。现有发电装置效率非常低，火力发电一般在35--38％，水力发电综合效率：75～82％，风力发电的综合效率是30％。

发明内容

为了克服现有发电装置污染大，发电成本高，效率低，消耗大的不足，本发明涉及一种发电的方法及装置，一、涉及一种低温蒸汽发电的方法、一种自然无需耗能的冷凝方法、一种高位势能发电的方法、余热风能发电的方法组成的一体化综合发电的方法；二、对应装置涉及一种低温蒸汽发电机、一种高位势能发电机、余热风能发电机组成的一体化综合发电机装置；该装置不需要燃料，转化效率高，较低温低压，设备简单，经久耐用，成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明采用低品质热源如太阳光经大量的反光镜反射到一个内部涂有黑色吸热物质腔体，腔体装满水，做蓄水蓄热池，腔体做良好的保温处理，腔体的水中放低温蒸发器，整个系统密封抽真空，再注入低沸点液态工作物质如二氯甲烷，使低沸点液态工作物质如二氯甲烷在较低的温度变成二氯甲烷高压蒸汽推动涡轮运转，进而发电，排出的热蒸汽随着做过良好的保温处理的导管运往处于更低温的高空冷凝器，(高空冷凝器可建在高山上，可利用高山的天然高度，大大降低成本，例如：赤道雪山指的是在赤道附近的山，海拔一般都在5000以上，山顶终年积雪。山麓的气温有时高达59℃，而峰顶的气温又常在零下34℃，)把地面的热量快速的散发到高空低温区域中，可实现热量的转移；由于管道上方热蒸汽冷凝，使得整个管道中形成负压，促进热蒸汽的由高压向低压流动，提高能量的转化率，而且不需要外力，这样就节约了现有装置用于热蒸汽冷凝所需要的能量，也就是节约大约总发电量的50％。高空冷凝器安放于一个高的高空冷凝烟囱内，利用高空冷凝器排除的热量形成烟囱效应，加快热量的排放，加快低沸点工作物质如二氯甲烷蒸汽在高空冷凝器中冷凝，就可以获得大量人工高位的液体(而且二氯甲烷的分子量大获得重力势能也大)，白天高空温度高，地面温度更高，温差很大，控流积液器就可以蓄积大量液体，夜晚地面温度下降但蓄水蓄热池温度依然很高，而且高空温度很低，温差依然很大，不足的可以用控流积液器中聚集的液体来补充，以保证流量恒定。液体回流可以带动超大水轮缓慢均匀的旋转，从而发电，为了最大限度的利用重力势能，控制水轮较缓慢、匀速的转动，使得液体到达地面时的速度较小，这样人工高位的液体重力势能主要转变为超大水轮的动能；回流的液体再次经回流器进入低温蒸发器中蒸发，回流器内设有工质泵可将液体泵回到低温蒸发器，回流器内设有浮球可控制液体流动的速度；低沸点工作物质如二氯甲烷在高空冷凝烟囱的上部的高空冷凝器中冷凝放热又引发烟囱效应，可在高空冷凝烟囱顶部也加装涡轮机，进而发电，最大限度利用各部分的能量。

本发明有益效果如下。

利用低沸点工作物质，温度要求不高，设备无须耐高温，而且热散失少，可以充分提高转化效率，并且不需要燃料燃烧提供热量。

高温蒸汽在高空冷凝器中自然冷凝，不需要消耗能量。

高温蒸汽在高空冷凝器中自然冷凝，产生大量高势能液体。

高温蒸汽在高空冷凝器中放热引发烟囱效应，用于余热风力发电。

成本小，效率高，该装置最大的成本是高空冷凝建筑，但是如果选择高山做天然的高空建筑，那成本就非常低了。

无地域限制，当然最好是光照强、光照时间长、地表温度高的区域。即使是无光的情况下，只要有温差，有合适的介质就可以发电。