太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置及其工藝，包括：清水過濾系統(tǒng)（3）、太陽能聚熱器（2）、低溫蒸汽箱（4）、蒸汽電解分離器（5）、氫氣罐（6）、氧氣罐（7）、燃燒器（8）、高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)（9）、等離子體炬（25）、高溫蒸汽加壓箱（26）、熱水超微噴霧器（27）、電網(wǎng)系統(tǒng)（17）、遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)（19）。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過電離技術(shù)、超高壓脈沖技術(shù)和等離子體炬技術(shù)，能夠快速、大量產(chǎn)生高溫蒸汽，滿足規(guī)?；l(fā)電的需求，同時降低太陽能發(fā)電成本60—80%，解決現(xiàn)有太陽能蒸汽發(fā)電成本高的問題，利用太陽能蒸汽發(fā)電的普及使用。
【專利說明】太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置及其工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，世界化石燃料的存儲量以及可以開采的有限，不能無止境地開采，同時開采化石燃料、燃燒化石燃料獲取能源釋放出大量溫室氣體和有害物質(zhì)污染了環(huán)境，破壞人類的生存環(huán)境，不符合可持續(xù)發(fā)展。
[0003]太陽能是人們尋找到的潔凈、可無限獲取的能源。太陽能有兩種用途，一種是通過光電池將太陽輻射轉(zhuǎn)化成電能，還有一種就是通過集熱將太陽輻射轉(zhuǎn)化成熱能。利用太陽熱能發(fā)電目前已成為全球風(fēng)險投資的一個重點領(lǐng)域，其原理是通過聚光裝置把太陽光線聚集在裝有某種液體的管道或容器。借助太陽熱能，液體被加熱到一定溫度，產(chǎn)生蒸汽然后驅(qū)動渦輪機發(fā)電，熱能轉(zhuǎn)化為電能。這種發(fā)電方式被人們稱為太陽能熱發(fā)電。與傳統(tǒng)的電廠相比，太陽能熱電廠具有兩大優(yōu)勢:整個發(fā)電過程清潔，沒有任何碳排放；利用的是太陽能，無需任何燃料成本太陽能熱發(fā)電還有一大特色，那就是其熱能儲存成本要比電池儲存電能的成本低得多，然而，價格成為影響太陽能熱發(fā)電推廣的一大障礙。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)對太陽能蒸汽發(fā)電技術(shù)可分為碟式太陽能發(fā)電、槽式太陽能發(fā)電，但是這些太陽能發(fā)電雖然已經(jīng)能夠進行規(guī)范的商業(yè)化運行，但是由于轉(zhuǎn)化成本問題已經(jīng)轉(zhuǎn)化效率問題，能源利用率低、不能充分利用光熱資源。現(xiàn)行太陽能蒸汽技術(shù)直接將水變成蒸汽的主要缺陷:一是太陽能蒸汽法，蒸汽溫度多在140°C以下，很難達到250°C以上的較高溫度，難以滿足大量蒸汽直接發(fā)電的要求，如1000MW發(fā)電機組，每小時需要605°C蒸汽3000多噸；二是用太陽能爐產(chǎn)生蒸汽法，雖然可以很容易滿足蒸汽溫度要求，但加熱速度較慢、而且量也很少。因此，綜合運行成本很高，難以規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，該裝置滿足規(guī)模化發(fā)電，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，減少占地面積。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電工藝，該工藝通過電離技術(shù)、超高壓脈沖技術(shù)和等離子體炬技術(shù)，快速、大量發(fā)電，有效降低成本。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案達到上述目的:太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，包括:清水過濾系統(tǒng)、太陽能聚熱器、低溫蒸汽箱、蒸汽電解分離器、氫氣罐、氧氣罐、燃燒器、高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、等離子體炬、高溫蒸汽加壓箱、熱水超微噴霧器、電網(wǎng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)；所述清水過濾系統(tǒng)的出水口與太陽能聚熱器的進水口連接，太陽能聚熱器與低溫蒸汽箱、熱水超微噴霧器連接，低溫蒸汽箱的蒸汽出口與蒸汽電解分離器連接，蒸汽電解分離器的氫氣出口與氫氣罐連接、氧氣出口與氧氣罐連接，氫氣罐與氧氣罐與燃燒器連接，燃燒器與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，燃燒器還將蒸汽與太陽能聚熱器輸出的熱水和蒸汽混合后送入低溫蒸汽箱，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的排水口與太陽能聚熱器連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)供電網(wǎng)系統(tǒng)用電；熱水超微噴霧器噴霧經(jīng)等離子體炬作用后送入高溫蒸汽加壓箱，高溫蒸汽加壓箱與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接；遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)監(jiān)控各個裝置正常工作。
[0008]作為優(yōu)選，太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置還包括有中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中高溫蒸汽箱、中溫蒸汽箱；所述燃燒器與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)與中高溫蒸汽箱、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)與中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中溫蒸汽箱連接，中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)與低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)與低溫蒸汽箱連接；所述高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)連接。
[0009]作為優(yōu)選，太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置還包括有太陽能發(fā)電系統(tǒng)，太陽能發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述蒸汽電解分離器包括:外殼、橫向催化芯、縱向催化芯、絕緣體、超高壓脈沖電源、通氫分子篩；所述外殼內(nèi)設(shè)有絕緣體、橫向催化芯、縱向催化芯，超高壓脈沖電源通過絕緣體與橫向催化芯連接，縱向催化芯與橫向催化芯連接，外殼底部與低溫蒸汽箱連通，外殼下端與氧氣罐連接，外殼頂端設(shè)有通氫分子篩，通氫分子篩與氫氣罐連通，氧氣罐、氫氣罐與燃燒器連接。
[0011]作為優(yōu)選，所述高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)汽輪發(fā)電機組、或多螺桿膨脹發(fā)電機組。
[0012]作為優(yōu)選，所述中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)為多螺桿膨脹發(fā)電機組。
[0013]太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電工藝，利用太陽能加熱水和水蒸汽，再將水和水蒸汽分解成氫氣與氧氣，氫氣與氧氣燃燒后產(chǎn)生高溫水蒸汽；噴霧器噴出的水霧在等離子體炬的作用下生成高溫水蒸汽；高溫水蒸汽經(jīng)過發(fā)電系統(tǒng)將熱能轉(zhuǎn)化成電能，具體包括以下步驟:
[0014]I)打開遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)與各系統(tǒng)電源開關(guān)，在線監(jiān)控和記錄各裝置內(nèi)的壓力、溫度和氣體成分；
[0015]2)打開清水過濾系統(tǒng)閥門，將過濾凈化的清水送入太陽能聚熱器內(nèi)，吸收太陽的熱能產(chǎn)生熱水和蒸汽；
[0016]太陽能聚熱器熱水和蒸汽溫度80— 150°C ；
[0017]3)將太陽能聚熱器熱水和蒸汽送入低溫蒸汽箱；
[0018]低溫蒸汽箱溫度140— 180°C ；
[0019]4)將低溫蒸汽箱送入蒸汽電解分離器內(nèi)電解，產(chǎn)生的氫氣送入氫氣罐，產(chǎn)生的氧氣送入氧氣罐；
[0020]完成反應(yīng):
[0021]2H20-2H2+02
[0022]其中，氫氣罐壓力大于lOOKPa、溫度低于250°C ；
[0023]氧氣罐壓力大于15KPa、溫度低于20CTC ；
[0024]5)分別打開氫氣罐與氧氣罐閥門，將氫氣和氧氣送入燃燒器內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫水蒸汽；
[0025]完成反應(yīng):
[0026]2H2+02-2H20[0027]燃燒器燃燒產(chǎn)生的蒸汽壓力2 — 35MPa、溫度500— 800°C ；
[0028]6)打開太陽能聚熱器閥門，將50— 90°C熱水送熱水超微噴霧器噴霧，水霧在等離子體炬1200°C以上高溫火焰作用下快速產(chǎn)生600— 800°C水蒸汽，送入高溫蒸汽加壓箱；
[0029]7)將步驟5)和步驟6)產(chǎn)生的高溫水蒸汽一部分送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，另一部分送入太陽能聚熱器出熱水與水蒸汽的管道后進入低溫蒸汽箱；發(fā)電冷卻后的低溫溫水送太陽能聚熱器內(nèi)循環(huán)利用；
[0030]8)將高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)的電送入電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0031]作為優(yōu)選，所述步驟7)中還包括:
[0032]將高溫蒸汽送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，經(jīng)高溫發(fā)電后的蒸汽，一部分送入中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，一部分送入中高溫蒸汽箱，為中高溫蒸汽客戶供熱使用；中高溫蒸汽箱壓力大于lOKPa、溫度200— 300°C ；
[0033]將中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電后的中溫蒸汽，一部分送入中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，一部分送入中溫蒸汽箱，為中溫蒸汽客戶供熱使用；中溫蒸汽箱壓力大于lOKPa、溫度180—250 0C ；
[0034]將中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電后的低溫蒸汽，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電；
[0035]將經(jīng)低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電后的低溫蒸汽，一部分送入低溫蒸汽箱循環(huán)應(yīng)用，一部分送入備用低溫蒸汽箱，為低溫蒸汽客戶供熱使用；備用低溫蒸汽箱壓力大于lOKPa、溫度 150 — 18(TC ；
[0036]作為優(yōu)選，所述步驟8)還包括:將中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)的電送入電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0037]作為優(yōu)選，所述步驟8)中送入電網(wǎng)系統(tǒng)的電還包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)的電。
[0038]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過電離技術(shù)、超高壓脈沖技術(shù)和等離子體炬技術(shù)，利用太陽能加熱水和水蒸汽，再將水和水蒸汽分解成氫氣與氧氣，氫氣與氧氣燃燒后產(chǎn)生高溫水蒸汽；噴霧器噴出的水霧在等離子體炬的作用下生成高溫水蒸汽；高溫水蒸汽經(jīng)過發(fā)電系統(tǒng)將熱能轉(zhuǎn)化成電能，能夠快速、大量產(chǎn)生高溫蒸汽，滿足規(guī)?；l(fā)電的需求，同時降低太陽能發(fā)電成本60—80%，解決現(xiàn)有太陽能蒸汽發(fā)電成本高的問題，利用太陽能蒸汽發(fā)電的普及使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明蒸汽電機分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖中:1、太陽；2、太陽能聚熱器；3、清水過濾系統(tǒng)；4、低溫蒸汽箱；5、蒸汽電解分離器；6、氫氣罐；7、氧氣罐；8、燃燒器；9、高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；10、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；11、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；12、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；13、中高溫蒸汽箱；14、中溫蒸汽箱；15、備用低溫蒸汽箱；161、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；162、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；163、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；164、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；165、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；166、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；167、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；168、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；169、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器；17、電網(wǎng)系統(tǒng)；18、太陽能發(fā)電系統(tǒng)；19、遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)；20、橫向催化芯；21、縱向催化芯；22、絕緣體；23、超高壓脈沖電源；24、通氫分子篩； 25、等離子體炬；26、高溫蒸汽加壓箱；27、熱水超微噴霧器。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:
[0044]實施例1:如圖1所示，太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，包括:清水過濾系統(tǒng)
3、太陽能聚熱器2、低溫蒸汽箱4、蒸汽電解分離器5、氫氣罐6、氧氣罐7、燃燒器8、高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9、等離子體炬25、高溫蒸汽加壓箱26、熱水超微噴霧器27、電網(wǎng)系統(tǒng)17、太陽能發(fā)電系統(tǒng)18、遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)19 ;所述清水過濾系統(tǒng)3的出水口與太陽能聚熱器2的進水口連接，太陽能聚熱器2與低溫蒸汽箱4、熱水超微噴霧器27連接，低溫蒸汽箱4的蒸汽出口與蒸汽電解分離器5連接，蒸汽電解分離器5的氫氣出口與氫氣罐6連接、氧氣出口與氧氣罐7連接，氫氣罐6與氧氣罐7與燃燒器8連接，燃燒器8與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9連接，燃燒器8還將蒸汽與太陽能聚熱器2輸出的熱水和蒸汽混合后送入低溫蒸汽箱4，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9的排水口與太陽能聚熱器2連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9供電網(wǎng)系統(tǒng)17用電；熱水超微噴霧器27噴霧經(jīng)等離子體炬25作用后送入高溫蒸汽加壓箱26，高溫蒸汽加壓箱26與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9連接；遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)19監(jiān)控各個裝置正常工作。
[0045]遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器161用于監(jiān)控蒸汽電解分離器5，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器162用于監(jiān)控氫氣罐6,遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器163用于監(jiān)控氧氣罐7,遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器164用于監(jiān)控燃燒器8,遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器168用于監(jiān)控高溫蒸汽加溫箱26，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器169用于監(jiān)控太陽能聚熱器2。
[0046]具體使用步驟:
[0047]I)打開遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)19與各系統(tǒng)電源開關(guān)，在線監(jiān)控和記錄各裝置內(nèi)的壓力、溫度和氣體成分；
[0048]2)打開清水過濾系統(tǒng)3閥門，將過濾凈化的清水送入太陽能聚熱器2內(nèi)，吸收太陽的熱能產(chǎn)生熱水和蒸汽；
[0049]太陽能聚熱器2熱水和蒸汽溫度80— 150°C ；
[0050]3)將太陽能聚熱器2熱水和蒸汽送入低溫蒸汽箱4 ；
[0051]低溫蒸汽箱4溫度140—180 0C ；
[0052]4)將低溫蒸汽箱4送入蒸汽電解分離器5內(nèi)電解，產(chǎn)生的氫氣送入氫氣罐6，產(chǎn)生的氧氣送入氧氣罐7 ;
[0053]完成反應(yīng):
[0054]2H20-2H2+02
[0055]其中，氫氣罐6壓力大于lOOKPa、溫度低于250°C ；
[0056]氧氣罐7壓力大于15KPa、溫度低于20CTC ；
[0057]5)分別打開氫氣罐6與氧氣罐7閥門,將氫氣和氧氣送入燃燒器8內(nèi)燃燒,產(chǎn)生高溫水蒸汽；
[0058]完成反應(yīng):
[0059]2H2+02-2H20
[0060]燃燒器8燃燒產(chǎn)生的蒸汽壓力2 — 35MPa、溫度500— 800°C ；[0061]6)打開太陽能聚熱器2閥門，將50— 90°C熱水送熱水超微噴霧器27噴霧，水霧在等離子體炬25的1200°C以上高溫火焰作用下快速產(chǎn)生600— 800°C水蒸汽，送入高溫蒸汽加壓箱26 ；
[0062]7)將步驟5)和步驟6)產(chǎn)生的高溫水蒸汽一部分送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9發(fā)電，另一部分送入太陽能聚熱器2出熱水與水蒸汽的管道后進入低溫蒸汽箱4 ;發(fā)電冷卻后的低溫溫水送太陽能聚熱器2內(nèi)循環(huán)利用；
[0063]8)將高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9和太陽能發(fā)電系統(tǒng)18發(fā)的電送入電網(wǎng)系統(tǒng)17。
[0064]如圖3所不,所述蒸汽電解分離器5包括:外殼28、橫向催化芯20、縱向催化芯21、絕緣體22、超高壓脈沖電源23、通氫分子篩24 ;所述外殼28內(nèi)設(shè)有絕緣體22、橫向催化芯20、縱向催化芯21，超高壓脈沖電源23通過絕緣體22與橫向催化芯20連接，縱向催化芯21與橫向催化芯20連接，外殼28底部與低溫蒸汽箱4連通，外殼28下端與氧氣罐7連接，外殼28頂端設(shè)有通氫分子篩24,通氫分子篩24與氫氣罐6連通,氧氣罐7、氫氣罐6與燃燒器8連接。
[0065]實施步驟
[0066]第一步、打開超高壓脈沖電源23開關(guān)。
[0067]優(yōu)選超高壓脈沖電源23為電壓由380— 420V變頻成超高壓脈沖200— 1000KV,50—IOOHz ο
[0068]優(yōu)選橫向催化芯20、縱向催化芯21為稀土招合金,或招銅合金。并在催化芯表面涂上催化劑。
[0069]第二步、打開低溫蒸汽箱4閥門，將蒸汽送入蒸汽等離子電解分離器內(nèi)。
[0070]完成反應(yīng):
[0071]H2O-H2+02
[0072]氫氣經(jīng)通氫分子篩24送入氫氣罐6,氧氣送入氧氣罐7。
[0073]實施例2:如圖2所示，太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，包括:清水過濾系統(tǒng)
3、太陽能聚熱器2、低溫蒸汽箱4、蒸汽電解分離器5、氫氣罐6、氧氣罐7、燃燒器8、高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9、等離子體炬25、高溫蒸汽加壓箱26、熱水超微噴霧器27、電網(wǎng)系統(tǒng)17、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12、中高溫蒸汽箱13、中溫蒸汽箱14、太陽能發(fā)電系統(tǒng)18、遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)19 ;所述清水過濾系統(tǒng)3的出水口與太陽能聚熱器2的進水口連接，太陽能聚熱器2與低溫蒸汽箱4、熱水超微噴霧器27連接，低溫蒸汽箱4的蒸汽出口與蒸汽電解分離器5連接，蒸汽電解分離器5的氫氣出口與氫氣罐6連接、氧氣出口與氧氣罐7連接，氫氣罐6與氧氣罐7與燃燒器8連接，燃燒器8與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9連接，燃燒器8還將蒸汽與太陽能聚熱器2輸出的熱水和蒸汽混合后送入低溫蒸汽箱4，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9的排水口與太陽能聚熱器2連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9供電網(wǎng)系統(tǒng)17用電；熱水超微噴霧器27噴霧經(jīng)等離子體炬25作用后送入高溫蒸汽加壓箱26，高溫蒸汽加壓箱26與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9連接；所述燃燒器8與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9與中高溫蒸汽箱13、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10連接，中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10與中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11、中溫蒸汽箱14連接，中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11與低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12連接，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12與低溫蒸汽箱4連接；所述高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12、太陽能發(fā)電系統(tǒng)18與電網(wǎng)系統(tǒng)17連接；遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)19監(jiān)控各個裝置正常工作。
[0074]低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12還與備用低溫蒸汽箱15連接，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12輸出的低溫蒸汽送入備用低溫蒸汽箱15用于商業(yè)使用。
[0075]遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器161用于監(jiān)控蒸汽電解分離器5，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器162用于監(jiān)控氫氣罐6,遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器163用于監(jiān)控氧氣罐7,遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器164用于監(jiān)控燃燒器8,遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器165用于監(jiān)控中高溫蒸汽箱13，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器166用于監(jiān)控中溫蒸汽箱14，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器167用于監(jiān)控備用低溫蒸汽箱15，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器168用于監(jiān)控高溫蒸汽加溫箱26，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控器169用于監(jiān)控太陽能聚熱器2。
[0076]具體實施步驟:
[0077]I)打開遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)19與各系統(tǒng)電源開關(guān)，在線監(jiān)控和記錄各裝置內(nèi)的壓力、溫度和氣體成分；
[0078]2)打開清水過濾系統(tǒng)3閥門，將過濾凈化的清水送入太陽能聚熱器2內(nèi)，吸收太陽的熱能產(chǎn)生熱水和蒸汽；
[0079]太陽能聚熱器2熱水和蒸汽溫度80— 150°C ；
[0080]3)將太陽能聚熱器2熱水和蒸汽送入低溫蒸汽箱4 ；
[0081]低溫蒸汽箱4溫度140—180 0C ；
[0082]4)將低溫蒸汽箱4送入蒸汽電解分離器5內(nèi)電解，產(chǎn)生的氫氣送入氫氣罐6，產(chǎn)生的氧氣送入氧氣罐7 ;
[0083]完成反應(yīng):
[0084]2H20-2H2+02
[0085]其中，氫氣罐6壓力大于lOOKPa、溫度低于250°C ；
[0086]氧氣罐7壓力大于15KPa、溫度低于20CTC ；
[0087]5)分別打開氫氣罐6與氧氣罐7閥門,將氫氣和氧氣送入燃燒器8內(nèi)燃燒,產(chǎn)生高溫水蒸汽；
[0088]完成反應(yīng):
[0089]2H2+02-2H20
[0090]燃燒器8燃燒產(chǎn)生的蒸汽壓力2 — 35MPa、溫度500— 800°C ；
[0091]6)打開太陽能聚熱器2閥門，將50— 90°C熱水送熱水超微噴霧器27噴霧，水霧在等離子體炬251200°C以上高溫火焰作用下快速產(chǎn)生600— 800°C水蒸汽，送入高溫蒸汽加壓箱26 ；
[0092]7)將步驟5)和步驟6)產(chǎn)生的高溫水蒸汽一部分送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9發(fā)電，另一部分送入太陽能聚熱器2出熱水與水蒸汽的管道后進入低溫蒸汽箱4 ;發(fā)電冷卻后的低溫溫水送太陽能聚熱器2內(nèi)循環(huán)利用；
[0093]8)將高溫蒸汽送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9發(fā)電，經(jīng)高溫發(fā)電后的蒸汽，一部分送入中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10發(fā)電，一部分送入中高溫蒸汽箱13，為中高溫蒸汽客戶供熱使用；中高溫蒸汽箱13壓力大于lOKPa、溫度200— 300°C ；
[0094]9)將中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10發(fā)電后的中溫蒸汽，一部分送入中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11發(fā)電，一部分送入中溫蒸汽箱14，為中溫蒸汽客戶供熱使用；中溫蒸汽箱14壓力大于lOKPa、溫度 180—250°C ；[0095]10)將中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11發(fā)電后的低溫蒸汽，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12發(fā)電；
[0096]11)將經(jīng)低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12發(fā)電后的低溫蒸汽，一部分送入低溫蒸汽箱4循環(huán)應(yīng)用，一部分送入備用低溫蒸汽箱15，為低溫蒸汽客戶供熱使用；備用低溫蒸汽箱15壓力大于 lOKPa、溫度 150— 180°C ；
[0097]12)將高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)9、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)10、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)11、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)12、太陽能發(fā)電系統(tǒng)18發(fā)的電送入電網(wǎng)系統(tǒng)17。
[0098]以上的所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術(shù)原理，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，仍應(yīng)屬本發(fā)明的保護范圍。
[0099]以上的所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術(shù)原理，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，仍應(yīng)屬本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，其特征在于包括:清水過濾系統(tǒng)(3)、太陽能聚熱器(2)、低溫蒸汽箱(4)、蒸汽電解分離器(5)、氫氣罐(6)、氧氣罐(7)、燃燒器(8)、高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)、等離子體炬(25)、高溫蒸汽加壓箱(26)、熱水超微噴霧器(27)、電網(wǎng)系統(tǒng)(17)、遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)(19);所述清水過濾系統(tǒng)(3)的出水口與太陽能聚熱器(2)的進水口連接，太陽能聚熱器(2)與低溫蒸汽箱(4)、熱水超微噴霧器(27)連接，低溫蒸汽箱(4)的蒸汽出口與蒸汽電解分離器(5)連接，蒸汽電解分離器(5)的氫氣出口與氫氣罐(6)連接、氧氣出口與氧氣罐(7)連接，氫氣罐(6)與氧氣罐(7)與燃燒器(8)連接，燃燒器(8)與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)連接，燃燒器(8)還將蒸汽與太陽能聚熱器(2)輸出的熱水和蒸汽混合后送入低溫蒸汽箱(4)，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)的排水口與太陽能聚熱器(2)連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)供電網(wǎng)系統(tǒng)(17)用電；熱水超微噴霧器(27)噴霧經(jīng)等離子體炬(25)作用后送入高溫蒸汽加壓箱(26)，高溫蒸汽加壓箱(26)與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)連接；遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)(19)監(jiān)控各個裝置正常工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，其特征在于，還包括有中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)、中高溫蒸汽箱(13)、中溫蒸汽箱(14);所述燃燒器(8)與高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)連接，高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)與中高溫蒸汽箱(13)、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)連接，中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)與中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)、中溫蒸汽箱(14 )連接，中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)與低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)連接，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)與低溫蒸汽箱(4)連接；所述高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)、中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)與電網(wǎng)系統(tǒng)(17)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，其特征在于，還包括有太陽能發(fā)電系統(tǒng)(18)，太陽能發(fā)電系統(tǒng)(18)與電網(wǎng)系統(tǒng)(17)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，其特征在于，所述蒸汽電解分離器(5)包括:外殼(28)、橫向催化芯(20)、縱向催化芯(21)、絕緣體(22)、超高壓脈沖電源(23)、通氫分子篩(24);所述外殼(28)內(nèi)設(shè)有絕緣體(22)、橫向催化芯(20)、縱向催化芯(21)，超高壓脈沖電源(23 )通過絕緣體(22 )與橫向催化芯(20 )連接，縱向催化芯(21)與橫向催化芯(20 )連接，外殼(28 )底部與低溫蒸汽箱(4)連通，外殼(28 )下端與氧氣罐(7)連接，外殼(28)頂端設(shè)有通氫分子篩(24)，通氫分子篩(24)與氫氣罐(6)連通，氧氣罐(7)、氫氣罐(6)與燃燒器(8)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，其特征在于，所述高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)汽輪發(fā)電機組、或多螺桿膨脹發(fā)電機組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電裝置，其特征在于，所述中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)為多螺桿膨脹發(fā)電機組。
7.太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電工藝，其特征在于，利用太陽能加熱水和水蒸汽，再將水和水蒸汽分解成氫氣與氧氣，氫氣與氧氣燃燒后產(chǎn)生高溫水蒸汽；噴霧器噴出的水霧在等離子體炬的作用下生成高溫水蒸汽；高溫水蒸汽經(jīng)過發(fā)電系統(tǒng)將熱能轉(zhuǎn)化成電能，具體包括以下步驟: I)打開遠(yuǎn)程防爆總控系統(tǒng)(19)與各系統(tǒng)電源開關(guān)，在線監(jiān)控和記錄各裝置內(nèi)的壓力、溫度和氣體成分； . 2 )打開清水過濾系統(tǒng)(3 )閥門，將過濾凈化的清水送入太陽能聚熱器(2 )內(nèi)，吸收太陽(1)的熱能產(chǎn)生熱水和蒸汽； 太陽能聚熱器(2)熱水和蒸汽溫度80— 150°C ； .3)將太陽能聚熱器(2)熱水和蒸汽送入低溫蒸汽箱(4)； 低溫蒸汽箱(4)溫度140—180°C ； .4)將低溫蒸汽箱(4)送入蒸汽電解分離器(5)內(nèi)電解，產(chǎn)生的氫氣送入氫氣罐(6)，產(chǎn)生的氧氣送入氧氣罐(7)； 完成反應(yīng): . 2H20-2H2+02 其中，氫氣罐(6)壓力大于lOOKPa、溫度低于25CTC ； 氧氣罐(7)壓力大于15KPa、溫度低于20CTC ； . 5)分別打開氫氣罐(6)與氧氣罐(7)閥門,將氫氣和氧氣送入燃燒器(8)內(nèi)燃燒,產(chǎn)生高溫水蒸汽； 完成反應(yīng): 2H2+02-2H20 燃燒器(8)燃燒產(chǎn)生的蒸汽壓力2 — 35MPa、溫度500— 800°C ； . 6 )打開太陽能聚熱器(2 )閥門，將50— 90 0C熱水送熱水超微噴霧器(27 )噴霧，水霧在等離子體炬1200°C以上高溫火焰作用下快速產(chǎn)生600— 800°C水蒸汽，送入高溫蒸汽加壓箱(26)； . 7)將步驟5)和步驟6)產(chǎn)生的高溫水蒸汽一部分送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)發(fā)電，另一部分送入太陽能聚熱器(2)出熱水與水蒸汽的管道后進入低溫蒸汽箱(4);發(fā)電冷卻后的低溫溫水送太陽能聚熱器(2)內(nèi)循環(huán)利用； . 8)將高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)發(fā)的電送入電網(wǎng)系統(tǒng)(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電工藝，其特征在于，所述步驟7)中還包括: 將高溫蒸汽送入高溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(9)發(fā)電，經(jīng)高溫發(fā)電后的蒸汽，一部分送入中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)發(fā)電，一部分送入中高溫蒸汽箱(13)，為中高溫蒸汽客戶供熱使用；中高溫蒸汽箱(13)壓力大于lOKPa、溫度200— 300°C ； 將中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)發(fā)電后的中溫蒸汽，一部分送入中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)發(fā)電，一部分送入中溫蒸汽箱(14)，為中溫蒸汽客戶供熱使用；中溫蒸汽箱(14)壓力大于lOKPa、溫度 180—250°C ； 將中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)發(fā)電后的低溫蒸汽，低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)發(fā)電； 將經(jīng)低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)發(fā)電后的低溫蒸汽，一部分送入低溫蒸汽箱(4)循環(huán)應(yīng)用，一部分送入備用低溫蒸汽箱(15)，為低溫蒸汽客戶供熱使用；備用低溫蒸汽箱(15)壓力大于 lOKPa、溫度 1δ0 — 180°C ；
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電工藝，其特征在于，所述步驟8)還包括:將中溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(10)、中低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(11)、低溫蒸汽發(fā)電系統(tǒng)(12)發(fā)的電送入電網(wǎng)系統(tǒng)(17)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能蒸汽等離子體雙用發(fā)電工藝，其特征在于，所述步驟8)中送入電網(wǎng)系統(tǒng)(17)的電還包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)(18)發(fā)的電。
【文檔編號】F24J2/00GK103883491SQ201410139601
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】程禮華, 程皓 申請人:程禮華