节能型火力发电装置及发电方法

摘要

本发明涉及一种节能型火力发电装置及发电方法，它包括：高压锅炉，其通过输气管道绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管；储水塔；设置于储水塔内的由上轴、上链轮、下轴、下链轮和环形链条组成的链轮传动装置，环形链条上沿周向均匀地固定连接有数个浮桶，相邻两浮桶首尾相邻；摆动式蒸汽压力喷管位于环形链条一侧的下部，摆动式蒸汽压力喷管邻近浮桶的一侧外壁固定连接有配重块；增速变速箱，其与链轮传动装置的下轴相连接；发电机，其输入轴与所述增速变速箱的输出轴相连接。本发明利用高压气体及水的浮力来发电，能源利用率高。

权利要求

1.一种节能型火力发电装置，其特征在于，它包括：

高压锅炉，所述高压锅炉的出气口连接有一输气管道，所述输气管道末端绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管，所述输气管道具有一连通所述输气管道和摆动式蒸汽压力喷管的通孔，所述摆动式蒸汽压力喷管位于上限位置时其喷口竖直向上；

所述摆动式蒸汽压力喷管的底部设有一用于关闭或开启所述输气管道的通孔的挡舌，当一个浮桶上升时会抵触摆动式蒸汽压力喷管并将其由下限位置推动到上限位置，挡舌挡住输气管道的通孔，而当该浮桶离开摆动式蒸汽压力喷管时，摆动式蒸汽压力喷管在配重块的作用下摆动到下限位置并给该浮桶充气；

储水塔；

设置于所述储水塔内的由上轴、上链轮、下轴、下链轮和位于竖直面内的环形链条组成的链轮传动装置，所述上轴和下轴通过轴承与所述储水塔侧壁相连接，所述环形链条上沿周向均匀地固定连接有数个浮桶，相邻两浮桶首尾相邻并保持一定距离；所述摆动式蒸汽压力喷管位于所述环形链条一侧的下部，该侧环形链条上的浮桶开口朝下，所述摆动式蒸汽压力喷管邻近浮桶的一侧外壁固定连接有配重块；

增速变速箱，所述的增速变速箱的输入轴与所述链轮传动装置的下轴相连接；

发电机，所述发电机的输入轴与所述增速变速箱的输出轴相连接。

2.一种节能型火力发电方法，其特征在于，它包括下列步骤；

一、利用高压锅炉产生高压气体；

二、利用步骤一产生的高压气体及水的浮力驱动浮桶及链轮传动装置转动，高压锅炉的出气口连接有一输气管道，所述输气管道末端绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管；所述摆动式蒸汽压力喷管的底部设有一用于关闭或开启所述输气管道的通孔的挡舌，当一个浮桶上升时会抵触摆动式蒸汽压力喷管并将其由下限位置推动到上限位置，挡舌挡住输气管道的通孔，而当该浮桶离开摆动式蒸汽压力喷管时，摆动式蒸汽压力喷管在配重块的作用下摆动到下限位置并给该浮桶充气；所述链轮传动装置由上轴、上链轮、下轴、下链轮和位于竖直面内的环形链条组成，其位于盛有液体的储水塔内，储水塔内的液体淹没上链轮，所述上轴和下轴通过轴承与所述储水塔侧壁相连接，所述环形链条上沿周向均匀地固定连接有数个浮桶，相邻两浮桶首尾相邻并保持一定距离；所述摆动式蒸汽压力喷管位于所述环形链条一侧的下部，该侧环形链条上的浮桶开口朝下，所述 摆动式蒸汽压力喷管邻近浮桶的一侧外璧固定连接有配重块，所述高压锅炉的蒸汽压力大于储水塔底层压力；

三、利用增速变速箱将链轮传动装置的转动增速后转给发电机发电。

说明书

节能型火力发电装置及发电方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种节能型火力发电装置及发电方法。

背景技术

[0002] 目前在国际上火力发电普遍采用煤、石油、天然气作为燃料生产电能，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水变成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能，火力发电的重要向题是提高热效率，目前有效的办法是提高锅炉的参数(蒸汽的压强和温度)。目前世界最好的火电厂能把40％左右的热能转换为电能；大型供热电厂的热能利用率也只能达到60％～70％。此外，火力发电大量采用燃煤、燃油，造成环境污染，也成为日益引人关注的问题。在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。降低能耗减少污染是国际社会普遍关注的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种能提高能源利用率的节能型火力发电装置及发电方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

[0005] 一种节能型火力发电装置，其特征在于，它包括：高压锅炉，所述高压锅炉的出气口连接有一输气管道，所述输气管道末端绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管，所述输气管道具有一连通所述输气管道和摆动式蒸汽压力喷管的通孔，所述摆动式蒸汽压力喷管位于上限位置时其喷口竖直向上；所述摆动式蒸汽压力喷管的底部设有一用于关闭或开启所述输气管道的通孔的挡舌，当一个浮桶上升时会抵触摆动式蒸汽压力喷管并将其由下限位置推动到上限位置，挡舌挡住输气管道的通孔，而当该浮桶离开摆动式蒸汽压力喷管时，摆动式蒸汽压力喷管在配重块的作用下摆动到下限位置并给该浮桶充气；

[0006] 储水塔；设置于所述储水塔内的由上轴、上链轮、下轴、下链轮和位于竖直面内的环形链条组成的链轮传动装置，所述上轴和下轴通过轴承与所述储水塔侧壁相连接，所述环形链条上沿周向均匀地固定连接有多数个浮桶，相邻两浮桶首尾相邻并保持一定距离；所述摆动式蒸汽压力喷管位于所述环形链条一侧的下部，该侧环形链条上的浮桶开口朝下，所述摆动式蒸汽压力喷管邻近浮桶的一侧外壁固定连接有配重块；增速变速箱，所述增速变速箱的输入轴与所述链轮传动装置的下轴相连接，发电机，所述发电机的输入轴与所述增速变速箱的输出轴相连接。

[0007] 一种节能型火力发电方法，其特征在于，它包括下列步骤，一、利用高压锅[0008] 炉产生高压气体；二、利用步骤一产生的高压气体及水的浮力驱动浮桶及链轮传动装置转动，高压锅炉的出气口连接有一输气管道，所述输气管道末端绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管；所述摆动式蒸汽压力喷管的底部设有一用于关闭或开启所述输气管道的通孔的挡舌，当一个浮桶上升时会抵触摆动式蒸汽压力喷管并将其由下限位置推动到上限位置，挡舌挡住输气管道的通孔，而当该浮桶离开摆动式蒸汽压力喷管时，摆动式蒸汽压力喷管在配重块的作用下摆动到下限位置并给该浮桶充气；所述链轮传动装置由上轴、上链轮、下轴、下链轮和位于竖直面内的环形链条组成，其位于盛有液体的储水塔内，储水塔内的液体淹没上链轮，所述上轴和下轴通过轴承与所述储水塔侧壁相连接，所述环形链条上沿周向均匀地固定连接有数个浮桶，相邻两浮桶首尾相邻并保持一定距离；所述摆动式蒸汽压力喷管位于所述环形链条一侧的下部，该侧环形链条上的浮桶开口朝下，所述摆动式蒸汽压力喷管邻近浮桶的一侧外璧固定连接有配重块，所述高压锅炉的蒸汽压力大于储水塔底层压力；三、利用增速变速箱将链轮传动装置的转动增速后转给发电机发电。

[0009] 本发明的优点是：

[0010] 1、本发明由于采用以上设计方案，工作时，储水塔内装入一定量的液体，储水塔内的液体要能淹没上链轮，高压锅炉产生的高压蒸汽经过摆动式蒸汽压力喷管推入储水塔内位于摆动式蒸汽压力喷管斜上方的浮桶内，由于气体的进入会将浮桶内的液体排出，并使浮桶产生浮力向上移动并拉动储水塔内的环形链条旋转，而当一个浮桶上升时会抵触摆动式蒸汽压力喷管并将其由下限位置推动到上限位置，而当该浮桶离开摆动式蒸汽压力喷管时，摆动式蒸汽压力喷管在配重块的作用下摆动到下限位置并给该浮桶充气，当充气的浮桶上升到顶部时其开口露出水面会自动放气，由于浮桶在浮力的推动下带动环形链条做旋转运动，环形链条在旋转过程中带动下链轮作大扭力低速旋转，下链轮通过下轴带动增速变速箱齿轮组工作，使下轴传动过来的低转速变为高转速，带动发电机组进行发电。并且节能的效率在蒸汽量不变的情况下，储水塔的高度越高，储水塔内浮桶的数量越多，产生的浮力就越大，拉动环形链条的拉力就越大.蒸汽做功的时间就越长，热转换效率就越高。

[0011] 2、本发明工作时热转换效率取决于储水塔的高度，储水塔越高浮桶的数量就越多，产生的浮力就越大，拉动链条的拉力就越大，蒸汽做功的时间就越长，热转换效率就越高。以一组400CM×400CM×500CM的浮桶来计算，每组浮桶能够产生约300公斤的浮力，以50米高储水塔为例，1米一个浮桶来计算，浮桶的数量可以达到45个，能够产生约13.5吨的设计拉力，去除磨损与浮桶、环形链条自重，约有10吨的实际拉力，通过增速变速箱将转速提高到1500转/分钟，增速后主轴的扭力也能够达到不小于1000公斤推力，带动发电机组进行发电。

[0012] 3、本发明利用水的浮力，成百倍的提高蒸汽做功时间，提高了热效率，大大地降低了燃料消耗，降低火力发电厂的投资成本，减少发电过程中对大气的污染。采用汽轮机发电，高压锅炉蒸汽做功的时间只有零点几秒，超高压锅炉蒸汽做功的时间只有零点零几秒，而采用本发明发电，高压蒸汽做功的时间根据储水塔的高度不同可以达到几分钟。按蒸汽压力和温度分，中低压发电厂(3.92MPa，450度)，高压发电厂(9.9MPa，540度)。超高压发电厂(13.83MPa，540度)，亚临界压力发电厂(16.77MPa，540度)，超临界压力发电厂(22.11MPa，550度)，采用本发明发电无需超高压锅炉，(改造项目)锅炉的压力只要能够超过储水塔底层的水压就可以发电，(新建项目采用恒压锅炉就可以发电)可以大大的节约锅炉的投资成本。本发明发电装置替代了汽轮机发电系统，而本发明的主要设备为储水塔、浮桶、环形链条等，这些设备的成本远远低于汽轮机造价。由于本发明发电装置成百倍地提高了蒸汽做功时间，一个小型发电厂的锅炉系统就能够达到一个大型发电厂的发电量，大大的提高热效率，节约能源消耗和空气污染，成倍地降低了发电成本，由于节能型火力发电装置，不需要燃气轮机、冷凝系统、凉水瓶等设施，大大地降低了火力发电厂投资成本。

[0013] 4、本发明由于摆动式蒸汽压力喷管的底部设有一用于关闭或开启输气管道的通孔的挡舌。当摆动式蒸汽压力喷管摆动到上限位置时，挡舌挡住输气管道的通孔，减少蒸汽的损耗。

附图说明

[0014] 图1为本发明主视结构示意图

[0015] 图2为本发明侧视结构示意图

具体实施方式

[0016] 如图1、图2所示，本发明一种节能型火力发电装置，其特征在于，它包括：高压锅炉1，高压锅炉1的出气口连接有一输气管道2，输气管道2末端绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管3，输气管道2具有一连通输气管道2和摆动式蒸汽压力喷管3的通孔，摆动式蒸汽压力喷管3位于上限位置时其喷口竖直向上；储水塔4；设置于储水塔4内的由上轴5、上链轮6、下轴7、下链轮8和位于竖直面内的环形链条9组成的链轮传动装置，上轴5和下轴7通过轴承与储水塔4侧壁相连接，环形链条9上沿周向均匀地固定连接有数个浮桶10，相邻两浮桶10首尾相邻并保持一定距离；摆动式蒸汽压力喷管3位于环形链条9一侧的下部，该侧环形链条9上的浮桶10开口朝下，摆动式蒸汽压力喷管3邻近浮桶的一侧外壁固定连接有配重块11，配重块11是使浮桶离开摆动式蒸汽压力喷管3时而能让摆动式蒸汽压力喷管3摆动到下限位置；增速变速箱12，增速变速箱12的输入轴13与链轮传动装置的下轴7相连接；发电机14，发电机14的输入轴15与增速变速箱12的输出轴16相连接。

[0017] 摆动式蒸汽压力喷管3的底部设有一用于关闭或开启输气管道2的通孔的挡舌。

[0018] 一种节能型火力发电方法.其特征在于，它包括下列步骤：

[0019] 一、利用高压锅炉1产生高压气体；

[0020] 二、利用步骤一产生的高压气体及水的浮力驱动浮桶及链轮传动装置转动，高压锅炉1的出气口连接有一输气管道2，输气管道2末端绞接有一摆动角度为45度的摆动式蒸汽压力喷管3；链轮传动装置由上轴5、上链轮6、下轴7、下链轮8和位于竖直面内的环形链条9组成，其位于盛有液体的储水塔4内，储水塔4内的液体淹没上链轮6，上轴5和下轴7通过轴承与储水塔4侧壁相连接，环形链条9上沿周向均匀地固定连接有数个浮桶10，相邻两浮桶10首尾相邻并保持一定距离；摆动式蒸汽压力喷管3位于环形链条9一侧的下部，该侧环形链条9上的浮桶10开口朝下，摆动式蒸汽压力喷管3邻近浮桶10的一侧外壁固定连接有配重块11，摆动式蒸汽压力喷管3向浮桶10内充气，高压锅炉1的蒸汽压力大于储水塔4底层压力；

[0021] 三、利用增速变速箱12将链轮传动装置的转动增速后转给发电14发电。