專利名稱：節(jié)能型火力發(fā)電裝置及發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能型火力發(fā)電裝置及發(fā)電方法。
技術(shù)背景目前在國際上火力發(fā)電普遍采用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能，它的 基本生產(chǎn)過程是燃料在鍋爐中燃燒加熱水變成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱 能，蒸汽壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)， 將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，火力發(fā)電的重要問題是提高熱效率，目前有效的辦法是提 高鍋爐的參數(shù)(蒸汽的壓強(qiáng)和溫度)。目前世界最好的火電廠能把40%左右的 熱能轉(zhuǎn)換為電能；大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到60% 70%。此外， 火力發(fā)電大量采用燃煤、燃油，造成環(huán)境污染，也成為日益引人關(guān)注的問題。在 現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，在提高火電技術(shù)的方向上要著重考慮電 力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響。降低能耗減少污染是國際社會(huì)普遍關(guān) 注的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能提高能源利用率的節(jié)能型火力發(fā)電裝置及發(fā)電 方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案一種節(jié)能型火力發(fā)電裝置，其特征在于，它包括高壓鍋爐，所述高壓鍋爐 的出氣口連接有一輸氣管道，所述輸氣管道末端絞接有一擺動(dòng)角度為45度的擺 動(dòng)式蒸汽壓力噴管，所述輸氣管道具有一連通所述輸氣管道和擺動(dòng)式蒸汽壓力噴 管的通孔，所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于上限位置時(shí)其噴口豎直向上；儲(chǔ)水塔； 設(shè)置于所述儲(chǔ)水塔內(nèi)的由上軸、上鏈輪、下軸、下鏈輪和位于豎直面內(nèi)的環(huán)形鏈 條組成的鏈輪傳動(dòng)裝置，所述上軸和下軸通過軸承與所述儲(chǔ)水塔側(cè)壁相連接，所 述環(huán)形鏈條上沿周向均勻地固定連接有多數(shù)個(gè)浮桶，相鄰兩浮桶首尾相鄰并保持 一定距離；所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于所述環(huán)形鏈條一側(cè)的下部，該側(cè)環(huán)形鏈 條上的浮桶開口朝下，所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管鄰近浮桶的一側(cè)外壁固定連接有 配重塊；增速變速箱，所述增速變速箱的輸入軸與所述鏈輪傳動(dòng)裝置的下軸相連 接；發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的輸入軸與所述增速變速箱的輸出軸相連接。一種節(jié)能型火力發(fā)電方法，其特征在于，它包括下列步驟 一、利用高壓鍋爐產(chǎn)生高壓氣體；二、利用步驟一產(chǎn)生的高壓氣體及水的浮力驅(qū)動(dòng)浮桶及鏈輪傳 動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓鍋爐的出氣口連接有一輸氣管道，所述輸氣管道末端絞接有一 擺動(dòng)角度為45度的擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管；所述鏈輪傳動(dòng)裝置由上軸、上鏈輪、 下軸、下鏈輪和位于豎直面內(nèi)的環(huán)形鏈條組成，其位于盛有液體的儲(chǔ)水塔內(nèi)，儲(chǔ) 水塔內(nèi)的液體淹沒上鏈輪，所述上軸和下軸通過軸承與所述儲(chǔ)水塔側(cè)壁相連接， 所述環(huán)形鏈條上沿周向均勻地固定連接有數(shù)個(gè)浮桶，相鄰兩浮桶首尾相鄰并保持 一定距離；所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于所述環(huán)形鏈條一側(cè)的下部，該側(cè)環(huán)形鏈 條上的浮桶開口朝下，所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管鄰近浮桶的一側(cè)外壁固定連接有 配重塊，所述高壓鍋爐的蒸汽壓力大于儲(chǔ)水塔底層壓力；三、利用增速變速箱將 鏈輪傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)增速后轉(zhuǎn)給發(fā)電機(jī)發(fā)電。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、 本發(fā)明由于釆用以上設(shè)計(jì)方案，工作時(shí)，儲(chǔ)水塔內(nèi)裝入一定量的液體， 儲(chǔ)水塔內(nèi)的液體要能淹沒上鏈輪，高壓鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽經(jīng)過擺動(dòng)式蒸汽壓力 噴管推入儲(chǔ)水塔內(nèi)位于擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管斜上方的浮桶內(nèi)，由于氣體的進(jìn)入會(huì) 將浮桶內(nèi)的液體排出，并使浮桶產(chǎn)生浮力向上移動(dòng)并拉動(dòng)儲(chǔ)水塔內(nèi)的環(huán)形鏈條旋 轉(zhuǎn)，而下一個(gè)浮桶上升時(shí)會(huì)抵觸擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管并將其由下限位置推動(dòng)到上 限位置，而當(dāng)該浮桶離開擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管時(shí)，擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管在配重的 作用下擺動(dòng)到下限位置并給該浮桶充氣，當(dāng)充氣的浮桶上升到頂部時(shí)其開口露出 水面會(huì)自動(dòng)放氣，由于浮桶在浮力的推動(dòng)下帶動(dòng)環(huán)形鏈條做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，環(huán)形鏈條 在旋轉(zhuǎn)過程中帶動(dòng)下鏈輪作大扭力低速旋轉(zhuǎn)，下鏈輪通過下軸帶動(dòng)增速變速箱齒 輪組工作，使下軸傳動(dòng)過來的低轉(zhuǎn)速變?yōu)楦咿D(zhuǎn)速，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。與現(xiàn) 有技術(shù)相比，本發(fā)明使蒸汽做功的時(shí)間成倍加長，提高了熱轉(zhuǎn)換效率。并且節(jié)能 的效率在蒸汽量不變的情況下，儲(chǔ)水塔的高度越高，儲(chǔ)水塔內(nèi)浮桶的數(shù)量越多， 產(chǎn)生的浮力就越大，拉動(dòng)環(huán)形鏈條的拉力就越大，蒸汽做功的時(shí)間就越長，熱轉(zhuǎn) 換效率就越高。2、 本發(fā)明工作時(shí)熱轉(zhuǎn)換效率取決于儲(chǔ)水塔的高度，儲(chǔ)水塔越高浮桶的數(shù)量 就越多，產(chǎn)生的浮力就越大，拉動(dòng)鏈條的拉力就越大，蒸汽做功的時(shí)間就越長， 熱轉(zhuǎn)換效率就越高。以一組400CMX400CMX500CM的浮桶來計(jì)算，每組浮桶 能夠產(chǎn)生約300公斤的浮力，以50米高儲(chǔ)水塔為例，1米一個(gè)浮桶來計(jì)算，浮 桶的數(shù)量可以達(dá)到45個(gè)，能夠產(chǎn)生約13.5噸的設(shè)計(jì)拉力，去除磨損與浮桶、環(huán) 形鏈條自重，約有IO噸的實(shí)際拉力，通過增速變速箱將轉(zhuǎn)速提高到1500轉(zhuǎn)/分 鐘，增速后主軸的扭力也能夠達(dá)到不小于1000公斤推力，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā) 電。3、 本發(fā)明利用水的浮力，成百倍的提高蒸汽做功時(shí)間，提高了熱效率，大大地降低了燃料消耗，降低火力發(fā)電廠的投資成本，減少發(fā)電過程中對(duì)大氣的污 染。采用汽輪機(jī)發(fā)電，高壓鍋爐蒸汽做功的時(shí)間只有零點(diǎn)幾秒，超高壓鍋爐蒸汽 做功的時(shí)間只有零點(diǎn)零幾秒，而采用本發(fā)明發(fā)電，高壓蒸汽做功的時(shí)間根據(jù)儲(chǔ)水塔的高度不同可以達(dá)到幾分鐘。按蒸汽壓力和溫度分，中低壓發(fā)電廠(3.92MPa， 450度)，高壓發(fā)電廠(9.9MPa， 540度)。超高壓發(fā)電廠(13.83MPa， 540度)， 亞臨界壓力發(fā)電廠(16.77MPa， 540度)，超臨界壓力發(fā)電廠(22.11MPa， 550 度)，采用本發(fā)明發(fā)電無需超高壓鍋爐，(改造項(xiàng)目)鍋爐的壓力只要能夠超過 儲(chǔ)水塔底層的水壓就可以發(fā)電，(新建項(xiàng)目采用恒壓鍋爐就可以發(fā)電)可以大大 的節(jié)約鍋爐的投資成本。本發(fā)明發(fā)電裝置替代了汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，而本發(fā)明的主 要設(shè)備為儲(chǔ)水塔、浮桶、環(huán)形鏈條等，這些設(shè)備的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽輪機(jī)造價(jià)。由 于本發(fā)明發(fā)電裝置成百倍地提高了蒸汽做功時(shí)間， 一個(gè)小型發(fā)電廠的鍋爐系統(tǒng)就 能夠達(dá)到一個(gè)大型發(fā)電廠的發(fā)電量，大大的提高熱效率，節(jié)約能源消耗和空氣污 染，成倍地降低了發(fā)電成本，由于節(jié)能型火力發(fā)電裝置，不需要燃?xì)廨啓C(jī)、冷凝 系統(tǒng)、涼水瓶等設(shè)施，大大地降低了火力發(fā)電廠投資成本。4、本發(fā)明由于擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管的底部設(shè)有一用于關(guān)閉或開啟輸氣管道 的通孔的擋舌。當(dāng)擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管擺動(dòng)到上限位置時(shí)，擋舌擋住輸氣管道的 通孔，減少蒸汽的損耗。


圖1為本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖l、圖2所示，本發(fā)明一種節(jié)能型火力發(fā)電裝置，其特征在于，它包括 高壓鍋爐l，高壓鍋爐1的出氣口連接有一輸氣管道2，輸氣管道2末端絞接有 一擺動(dòng)角度為45度的擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3，輸氣管道2具有一連通輸氣管道2 和擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3的通孔，擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3位于上限位置時(shí)其噴口 豎直向上；儲(chǔ)水塔4;設(shè)置于儲(chǔ)水塔4內(nèi)的由上軸5、上鏈輪6、下軸7、下鏈輪 8和位于豎直面內(nèi)的環(huán)形鏈條9組成的鏈輪傳動(dòng)裝置，上軸5和下軸7通過軸承 與儲(chǔ)水塔4側(cè)壁相連接，環(huán)形鏈條9上沿周向均勻地固定連接有數(shù)個(gè)浮桶10， 相鄰兩浮桶10首尾相鄰并保持一定距離；擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3位于環(huán)形鏈條 9 一側(cè)的下部，該側(cè)環(huán)形鏈條9上的浮桶10開口朝下，擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3 鄰近浮桶的一側(cè)外壁固定連接有配重塊11，配重11是使浮桶離開擺動(dòng)式蒸汽壓 力噴管3時(shí)而能讓擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3擺動(dòng)到下限位置；增速變速箱12，增速變速箱12的輸入軸13與鏈輪傳動(dòng)裝置的下軸7相連接；發(fā)電機(jī)14，發(fā)電機(jī) 14的輸入軸15與增速變速箱12的輸出軸16相連接。擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3的底部設(shè)有一用于關(guān)閉或開啟輸氣管道2的通孔的擋舌。一種節(jié)能型火力發(fā)電方法，其特征在于，它包括下列步驟一、 利用高壓鍋爐1產(chǎn)生高壓氣體；二、 利用步驟一產(chǎn)生的高壓氣體及水的浮力驅(qū)動(dòng)浮桶及鏈輪傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)， 高壓鍋爐1的出氣口連接有一輸氣管道2，輸氣管道2末端絞接有一擺動(dòng)角度為 45度的擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3;鏈輪傳動(dòng)裝置由上軸5、上鏈輪6、下軸7、下 鏈輪8和位于豎直面內(nèi)的環(huán)形鏈條9組成，其位于盛有液體的儲(chǔ)水塔4內(nèi)，儲(chǔ)水 塔4內(nèi)的液體淹沒上鏈輪6，上軸5和下軸7通過軸承與儲(chǔ)水塔4側(cè)壁相連接， 環(huán)形鏈條9上沿周向均勻地固定連接有數(shù)個(gè)浮桶10，相鄰兩浮桶IO首尾相鄰并 保持一定距離；擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3位于環(huán)形鏈條9一側(cè)的下部，該側(cè)環(huán)形鏈 條9上的浮桶10開口朝下，擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3鄰近浮桶10的一側(cè)外壁固定 連接有配重塊ll，擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管3向浮桶10內(nèi)充氣，高壓鍋爐l的蒸汽 壓力大于儲(chǔ)水塔4底層壓力；三、 利用增速變速箱12將鏈輪傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)增速后轉(zhuǎn)給發(fā)電機(jī)14發(fā)電。
權(quán)利要求
1、一種節(jié)能型火力發(fā)電裝置，其特征在于，它包括高壓鍋爐，所述高壓鍋爐的出氣口連接有一輸氣管道，所述輸氣管道末端絞接有一擺動(dòng)角度為45度的擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管，所述輸氣管道具有一連通所述輸氣管道和擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管的通孔，所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于上限位置時(shí)其噴口豎直向上；儲(chǔ)水塔；設(shè)置于所述儲(chǔ)水塔內(nèi)的由上軸、上鏈輪、下軸、下鏈輪和位于豎直面內(nèi)的環(huán)形鏈條組成的鏈輪傳動(dòng)裝置，所述上軸和下軸通過軸承與所述儲(chǔ)水塔側(cè)壁相連接，所述環(huán)形鏈條上沿周向均勻地固定連接有數(shù)個(gè)浮桶，相鄰兩浮桶首尾相鄰并保持一定距離；所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于所述環(huán)形鏈條一側(cè)的下部，該側(cè)環(huán)形鏈條上的浮桶開口朝下，所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管鄰近浮桶的一側(cè)外壁固定連接有配重塊；增速變速箱，所述增速變速箱的輸入軸與所述鏈輪傳動(dòng)裝置的下軸相連接；發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的輸入軸與所述增速變速箱的輸出軸相連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能型火力發(fā)電裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)式蒸 汽壓力噴管的底部設(shè)有一用于關(guān)閉或開啟所述輸氣管道的通孔的擋舌。
3、 一種節(jié)能型火力發(fā)電方法，其特征在于，它包括下列步驟-一、 利用高壓鍋爐產(chǎn)生高壓氣體；二、 利用步驟一產(chǎn)生的高壓氣體及水的浮力驅(qū)動(dòng)浮桶及鏈輪傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)， 高壓鍋爐的出氣口連接有一輸氣管道，所述輸氣管道末端絞接有一擺動(dòng)角度為 45度的擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管；所述鏈輪傳動(dòng)裝置由上軸、上鏈輪、下軸、下鏈 輪和位于豎直面內(nèi)的環(huán)形鏈條組成，其位于盛有液體的儲(chǔ)水塔內(nèi)，儲(chǔ)水塔內(nèi)的液 體淹沒上鏈輪，所述上軸和下軸通過軸承與所述儲(chǔ)水塔側(cè)壁相連接，所述環(huán)形鏈 條上沿周向均勻地固定連接有數(shù)個(gè)浮桶，相鄰兩浮桶首尾相鄰并保持一定距離； 所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于所述環(huán)形鏈條一側(cè)的下部，該側(cè)環(huán)形鏈條上的浮桶 開口朝下，所述擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管鄰近浮桶的一側(cè)外壁固定連接有配重塊，所 述高壓鍋爐的蒸汽壓力大于儲(chǔ)水塔底層壓力；三、 利用增速變速箱將鏈輪傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)增速后轉(zhuǎn)給發(fā)電機(jī)發(fā)電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能型火力發(fā)電裝置及發(fā)電方法，它包括高壓鍋爐，其通過輸氣管道鉸接有一擺動(dòng)角度為45度的擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管；儲(chǔ)水塔；設(shè)置于儲(chǔ)水塔內(nèi)的由上軸、上鏈輪、下軸、下鏈輪和環(huán)形鏈條組成的鏈輪傳動(dòng)裝置，環(huán)形鏈條上沿周向均勻地固定連接有數(shù)個(gè)浮桶，相鄰兩浮桶首尾相鄰；擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管位于環(huán)形鏈條一側(cè)的下部，擺動(dòng)式蒸汽壓力噴管鄰近浮桶的一側(cè)外壁固定連接有配重塊；增速變速箱，其與鏈輪傳動(dòng)裝置的下軸相連接；發(fā)電機(jī)，其輸入軸與所述增速變速箱的輸出軸相連接。本發(fā)明利用高壓氣體及水的浮力來發(fā)電，能源利用率高。
文檔編號(hào)F03B17/02GK101216012SQ20081005650
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者侯小迅 申請(qǐng)人:侯小迅