專利名稱：風(fēng)能——熱力發(fā)電方法及其專用風(fēng)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于熱力發(fā)電的方法，更具體的說，是關(guān)于利用熱能和“煙囪”原理相結(jié)合所產(chǎn)生的冷、熱空氣的溫差和對流形成的風(fēng)力發(fā)電的一種熱力發(fā)電的方法以及實施其發(fā)電方法的風(fēng)塔。
目前，主要進行大規(guī)模發(fā)電的方法有火力、水力、核電。
小規(guī)模發(fā)電的方法有太陽能、自然風(fēng)力、潮夕能、地?zé)崮艿取?br> 以上所述的發(fā)電方法的缺點是投資大、成本高、周期長，尤其以煤、天然氣、石油為燃料的以蒸汽為動力的火力發(fā)電方法，不僅轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多、熱耗大、效率低、則造成嚴重的環(huán)境污染，很不理想。
而太陽能、自然風(fēng)力的面積雖大但其能量很小且又極不穩(wěn)定，利用其大規(guī)模發(fā)電成本很高也不理想。
本發(fā)明的目的是為克服上述各種現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、無轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、裝機容量可大可小且占地的面積少、投資少、周期短、節(jié)省燃料、可高效率利用低溫?zé)崮堋o污染或污染小、風(fēng)速可由慢轉(zhuǎn)快產(chǎn)生的風(fēng)力極其強大且穩(wěn)定持久、發(fā)電成本極其低廉的熱力發(fā)電的方法以及實施其發(fā)電方法的風(fēng)塔。
為解決上述的任務(wù)，本發(fā)明采用的解決方案簡述如下1、一種熱力發(fā)電方法依次包括如下步驟在風(fēng)塔的內(nèi)塔底部內(nèi)利用燃料燃燒或利用熱氣、熱水放出的熱量將塔內(nèi)的空氣加熱，使塔內(nèi)、外的空氣形成冷、熱空氣的溫差和對流并產(chǎn)生冷、熱風(fēng)；——使冷風(fēng)經(jīng)風(fēng)塔的外塔下沉并流入風(fēng)洞內(nèi)，利用冷風(fēng)推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后，流入內(nèi)塔推動熱空氣上升并補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中；——同時冷風(fēng)又經(jīng)外塔流入風(fēng)洞又推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后又流入內(nèi)塔推動熱空氣上升又料充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中以此循環(huán)不止；——直至停止內(nèi)塔的燃燒或向塔內(nèi)噴入熱氣、熱水，同時風(fēng)塔內(nèi)、外的空氣沒有了溫差也停止了對流，同時風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機也停止運轉(zhuǎn)發(fā)電，若重新發(fā)電，則必須又重復(fù)上述的步驟。
2、一種實施上述1的方法的風(fēng)塔，在于所述的風(fēng)塔由內(nèi)、外塔、風(fēng)洞連成一體構(gòu)成。
3、一種熱力發(fā)電方法依次包括如下步驟在風(fēng)塔的內(nèi)塔底部內(nèi)先利用燃料燃燒或利用熱氣、熱水放出熱量將塔內(nèi)的空氣加熱，使塔內(nèi)、外的空氣形成冷、熱空氣的溫差和對流并產(chǎn)生冷、熱風(fēng)；——使冷風(fēng)經(jīng)風(fēng)塔的外塔下沉并流入風(fēng)洞內(nèi)，利用冷風(fēng)推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后流經(jīng)風(fēng)洞與水發(fā)生摩擦，使水分子中的氫原子和氧原子分離開；——氫原子和氧原子隨同冷風(fēng)流入內(nèi)塔在電荷的作用下燃燒，同時停止向內(nèi)塔底部內(nèi)噴入燃料或熱氣、熱水，同時流入塔內(nèi)的冷風(fēng)推動熱空氣上升并補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中；——同時冷風(fēng)又經(jīng)外塔流入風(fēng)洞內(nèi)又推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后又流經(jīng)風(fēng)洞與水發(fā)生摩擦，又使水分子中的氫原子和氧原子分離開；——氫原子和氧原子又隨同冷風(fēng)流入內(nèi)塔又在電荷的作用下燃燒，同時冷風(fēng)又推動熱空氣上升并又補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中以此循環(huán)不止；
——直至停止向風(fēng)洞內(nèi)噴水，即停止在塔內(nèi)燃燒，同時風(fēng)塔內(nèi)、外的空氣沒有了溫差也停止了對流，同時風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機也停止運轉(zhuǎn)發(fā)電，若重新發(fā)電，則必須又重復(fù)上述的步驟。
4、一種實施上述3的方法的風(fēng)塔與上述2的相同。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
例1風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的工作步驟如下利用氣體或液體燃料如氫氣、氧氣、天然氣、煤氣、液化氣、石油類等燃料或地?zé)釟?、地?zé)崴⑺羝?、廢熱氣、廢熱水，利用太陽能獲得的熱空氣、熱水等從風(fēng)塔外的氣罐、油罐或水池處通過管道輸送入內(nèi)塔底部內(nèi)的操作室內(nèi)，在氣泵或油泵或水泵和室內(nèi)的火焰噴射器或噴霧器的共同作用下將火焰或熱氣或熱水或燃料成霧狀平射噴向內(nèi)塔底部內(nèi)的周圍，燃料則同時使用火焰噴射器點燃，當然也可單獨使用火焰噴射器將燃料噴出燃燒。
當大量的火焰或燃料噴入塔內(nèi)燃燒或熱氣或熱水的熱量迅速擴散將塔內(nèi)的空氣加熱，使塔內(nèi)的氣溫增高并使塔內(nèi)、外的空氣形成冷、熱空氣的溫差，即內(nèi)塔與外塔以及大氣的冷、熱空氣的重量差。
在壓縮機式的大氣的壓力和高達1200米的內(nèi)塔形成的抽氣力(低壓高塔)的共同作用下，促使風(fēng)塔外的高氣壓、密度大、較重的冷空氣經(jīng)外塔的進氣口流經(jīng)與內(nèi)塔連接相通的地下風(fēng)洞流入內(nèi)塔推動塔內(nèi)的低氣壓、密度小、較輕的熱空氣上升并進行補充又被加熱變輕，風(fēng)塔外較重的冷空氣又流入內(nèi)塔又推動較輕的熱空氣上升又進行補充以此循環(huán)，形成了冷空氣經(jīng)外塔下沉通過地下風(fēng)洞流入內(nèi)塔推動塔內(nèi)的熱空氣上升至塔頂被排出流入大氣中的冷、熱空氣的對流，即形成了在外塔和地下風(fēng)洞流動的冷風(fēng)、內(nèi)塔流動的熱風(fēng)。
當噴入內(nèi)塔的火焰或熱氣或熱水的熱量達到14921千卡/秒、53715600千卡/對或氫氣量為約0.439公斤/秒為5.9米3/秒、1580.4公斤/時為17558米3/時或其它氣體或液體燃料量為1.356公斤/秒、4881.6公斤/時在內(nèi)塔底部內(nèi)進行燃燒放出的熱量為14921千卡/秒、53715600千卡/時可將塔內(nèi)的空氣持續(xù)加熱到1℃(不含大氣的溫度)，在流入內(nèi)塔的冷空氣持續(xù)不間斷的推動下、可持續(xù)不間斷的促使1℃的熱空氣在內(nèi)塔底部內(nèi)的直線上升速度達到2米/秒，時速為7.2公里/時相當于2級輕風(fēng)，熱空氣上升的空氣流量為48081米3/秒(內(nèi)塔底部面積24040.6米2×2米/秒的空氣流速＝48081米3/秒的空氣流量，空氣的熱膨脹不計)，同時流徑外塔下沉的冷空氣流量也與內(nèi)塔熱空氣上升的流量相等為48081米3/秒，內(nèi)塔熱空氣在冷空氣不間斷的推動下直線上升至塔頂從頂部的出氣口排出流入大氣中。
(內(nèi)塔的熱量消耗折合標準煤熱值7000千卡/公斤為14921千卡/秒、53715600千卡/時÷7000千卡/公斤＝2.132公斤/秒、7675.2公斤/時＝7675200克/時。
內(nèi)塔面積24040.6米2、空氣密度1293克/米3、空氣比熱0.24卡/克.度、水的比熱1卡/克.度，水蒸氣的比熱0.5卡/克.度，內(nèi)塔氣溫1℃即內(nèi)塔與外塔以及大氣的溫差為1℃，熱空氣的上升速度為2米/秒，氫的熱值34000千卡/公斤，其它氣體或液體燃料的熱值11000千卡/公斤。
若內(nèi)塔的溫度偏高或偏低，導(dǎo)致風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)速偏快風(fēng)力偏大或風(fēng)速偏慢風(fēng)力偏小時，只需減少或增加噴入內(nèi)塔的火焰或燃料量或熱氣或熱水即可)。
在內(nèi)塔的熱空氣以2米/秒的上升速度，48081米3/秒的空氣流量上升的同時，塔外的冷空氣也經(jīng)外塔以3.4米/秒的下沉速度(外塔面積12560米2)、48081米3/秒的冷空氣流量從外塔的進氣口下沉相當于3級微風(fēng)(內(nèi)塔與外塔的面積比為1＞約1.7倍)。
長期連續(xù)不間斷的保持噴入內(nèi)塔達到上述的熱量或燃料量在內(nèi)塔底部內(nèi)進行燃燒放出的熱量，可長期連續(xù)不間斷的保持塔內(nèi)的氣溫為1℃，即內(nèi)塔與外塔以及大氣的溫差長期保持恒定氣溫1℃不變，可長期保持1℃的熱空氣在塔內(nèi)的上升速度為2米/秒，即長期保持塔內(nèi)的2級輕風(fēng)狀態(tài)不變，可不受春、夏、秋、冬以及晝夜大氣溫差不均的影響。
由于內(nèi)塔增加了熱量使塔內(nèi)的氣壓低于外塔以及大氣的壓力即產(chǎn)生了內(nèi)、外塔以及大氣的冷、熱空氣的溫差即冷、熱空氣的重力差，內(nèi)塔的空間又很龐大形成了很大的低壓區(qū)，其壓強又很小，因此當冷空氣從高壓區(qū)(大氣)以3.4米/秒的風(fēng)速、48081米3/秒的空氣流量經(jīng)外塔下沉至其底部壁間的40個擴張噴嘴式的風(fēng)洞口時(每個洞口的內(nèi)徑3米、截面積7.065米2×40個洞口＝282.6米2，40個洞口與內(nèi)塔的面積比為85.07倍＜1)，每個擴張噴嘴式小風(fēng)洞產(chǎn)生“狹管”效應(yīng)，冷空氣流在通過每個小風(fēng)洞的進氣口時的流速自然比內(nèi)塔的熱空氣的上升速度2米/秒要快85.07倍，可達170米/秒的高速和1202米3/秒的冷空氣流量(內(nèi)塔的熱空氣流量48081米3/秒÷40個小風(fēng)洞＝1202米3/秒的空氣流量)，又由于小風(fēng)洞的內(nèi)徑由外到內(nèi)逐漸縮小，因此冷空氣在狹窄的小風(fēng)洞內(nèi)的流速也越流越快，當流至小口徑端時(小口徑1.2米，截面積為1.1304米2×40個小口內(nèi)徑＝45.216米2，40個小口徑端與內(nèi)塔的面積比為約531.66倍＜1)，冷空氣流在通過每個小口徑端時的流速自然比內(nèi)塔的熱空氣的上升速度2米/秒要快531.66倍，可達1063米/秒的高速和1202米3/秒的冷空氣流量。
(人們都知道，當氣體從高壓空間流向低壓空間時，壓強差越大，氣體流動的速度也越大，自然氣體的動力也越大。
本實施例利用狹窄的擴張噴嘴式小風(fēng)洞來獲得高速的冷風(fēng)使其產(chǎn)生強大的動力即使冷風(fēng)從高壓空間(大氣)經(jīng)外塔的進氣口慢速下沉至底部并從其塔壁間的狹窄的地下風(fēng)洞流向低壓空間即內(nèi)塔時，利用其極大的壓強差，使冷風(fēng)的流速增快，并使冷空氣的流量集中，產(chǎn)生強大的動力即將內(nèi)塔的熱空氣以2米/秒緩慢上升流動的48081米3/秒之巨的空氣流量轉(zhuǎn)變?yōu)槔淇諝庠?0個狹管式的小風(fēng)洞內(nèi)以1063米/秒的高速和每個小風(fēng)洞內(nèi)分別以1202米3/秒的冷空氣流量集中推動20個大風(fēng)洞內(nèi)的渦輪發(fā)電機發(fā)電。參照火力發(fā)電的以800-1000米/秒高速流動的蒸汽沖擊蒸汽輪機運轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電的方法。)40個擴張噴嘴式小風(fēng)洞以兩個為一組平行臥式并排一起分為20組按等距離布置在圍墻式的外塔底部內(nèi)周圍的塔外壁或分為20組并以每一組分別布置在內(nèi)塔周圍外按等距離的20個圓筒狀外塔底部內(nèi)的塔內(nèi)壁(朝內(nèi)塔方向)。
當冷空氣以48081米3/秒的流量從外塔的底部內(nèi)分別以1202米3/秒的空氣流量流入每個擴張噴嘴式小風(fēng)洞的進氣口時，以170米/秒的高速向風(fēng)洞內(nèi)流進并越流越快，當通過小口徑端時則以1063米/秒的高速、1202米3/秒的冷空氣流量從小口徑端處通過并從喇叭狀噴嘴流出(噴嘴內(nèi)徑2米、截面積3.14米2，長2米)，以左、右兩個噴嘴的冷空氣流同時分別從左、右兩邊以1063米/秒的高速，各為1202米3/秒的空氣流量高速沖擊安裝在大風(fēng)洞內(nèi)前部的渦輪機的左、右兩邊外沿的葉片使渦輪機快速轉(zhuǎn)動并帶動后面大風(fēng)洞內(nèi)的發(fā)電機發(fā)電(單機容量為60萬千瓦渦輪發(fā)電機組)。
巨量的冷空氣流高速對風(fēng)塔底部周圍外20個地下大風(fēng)洞內(nèi)的20臺大型渦輪發(fā)電機作功后迅速在大風(fēng)洞內(nèi)減速(大風(fēng)洞前部即安裝渦輪發(fā)電機的部分為圓形狀，內(nèi)徑以渦輪發(fā)電機的大小、尺寸而定。大風(fēng)洞的后半部份則為門形狀，高為10米、寬為4.8米，面積48米2×20個大風(fēng)洞＝960米2，20個大風(fēng)洞與內(nèi)塔的面積比為約25倍＜1、風(fēng)速比為25倍＞1＝約50米/秒)，并以50米/秒的風(fēng)速、2404米3/秒的冷空氣流量流過每個大風(fēng)洞流入內(nèi)塔并又迅速減速擴散并推動塔內(nèi)的熱空氣以2米/秒的風(fēng)速，48081米3/秒的空氣流量緩慢上升并進行補充被加熱至1℃，又以2米/秒的風(fēng)速，48081米3/秒的熱空氣在冷風(fēng)的推動下上升至塔頂?shù)某鰵饪诒慌懦隽魅氪髿庵?，冷空氣又以上述的步驟流入內(nèi)塔推動熱空氣上升并以此長期連續(xù)不間斷的循環(huán)不止，直至停止向內(nèi)塔噴出火焰或燃料進行燃燒或噴出熱氣或熱水在內(nèi)塔內(nèi)加熱，內(nèi)塔與外塔以及大氣沒有了冷、熱空氣的溫差即冷、熱空氣的重量差，也停止了空氣的對流，同時風(fēng)洞內(nèi)沒有了流動的冷風(fēng)、渦輪發(fā)電機自然也停止了運轉(zhuǎn)和發(fā)電，若需重新發(fā)電，則必須又重復(fù)上述的步驟。
一種實施上述的風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的風(fēng)塔，由內(nèi)塔、外塔、風(fēng)洞、操作室、地下通道、燃料或熱水或熱氣管道、塔基礎(chǔ)等組成。
上述的內(nèi)塔高為1200米，底部內(nèi)徑175米(面積24040.6米2)、塔壁厚2.5米，頂部內(nèi)徑70米(面積3846.5米2)、塔壁厚0.4-0.5米，形成一個中空圓錐筒狀體即煙囪式的內(nèi)塔。
上述的外塔設(shè)置在所述的內(nèi)塔底部壁外的周圍，地面上高為15-50米，地面下深為6米，半徑20米(面積12560米2)、塔壁厚0.5-1米，在塔內(nèi)底部的周圍按等距離設(shè)置有20個左、右的地洞式的排雨水洞，長、寬各為3米，地下深為3.5米左、右，距地面厚0.5米(外塔底)、高、寬各為3米并直通往風(fēng)塔外的溝、渠、河等低洼地形處，形成一個在內(nèi)塔外面的圍墻式的外塔。
也可以采用將外塔設(shè)置在距內(nèi)塔外50-80米處的周圍，并按等距離共設(shè)置20個中空圓筒形狀的外塔，每個地面上高為15-50米，地面下深為6米，內(nèi)徑28米(面積615.44米2)，塔壁厚0.5-1米，在塔內(nèi)底部設(shè)置有1-2個所述的排雨水洞。
上述的塔基礎(chǔ)設(shè)置在所述的內(nèi)、外塔的底部，其大小、深度可根據(jù)塔址所在地的地質(zhì)狀況而定。
上述的風(fēng)洞設(shè)置在所述的內(nèi)、外塔底部地面下的周圍，按等距離成平行臥式共設(shè)置有20個，風(fēng)洞又分前部為小風(fēng)洞與外塔壁連成一體，后部為大風(fēng)洞與內(nèi)塔壁連成一體，小風(fēng)洞的進氣口設(shè)置在外塔壁，大風(fēng)洞的進氣口則為小風(fēng)洞的出氣口設(shè)置在大風(fēng)洞與小風(fēng)洞連接處的橫截面的中部左、右兩邊共兩個，大風(fēng)洞的出氣口設(shè)置在內(nèi)塔壁。
所述的小風(fēng)洞又分為平行臥式以兩個為一組并排一起的兩個中空圓形狀的擴張噴嘴式的小風(fēng)洞，每個的進氣口內(nèi)徑為3米(截面積7.065米2)，距外塔內(nèi)的底部即距所述的地洞式排雨水洞高1米、距地面上厚2米，從進氣口朝內(nèi)延伸內(nèi)徑逐漸縮小，至15-18米長處的內(nèi)徑為1.2米(截面積1.1304米2)，再延伸2米長即噴嘴處的內(nèi)徑為2米(截面積3.14米2)形成喇叭狀，每個擴張噴嘴式小風(fēng)洞的內(nèi)徑加壁厚直徑為7米(塔基礎(chǔ)除外)，距地面厚部分為壁厚，長為17-20米。
每兩個小風(fēng)洞的間距可按照大風(fēng)洞前部內(nèi)安裝的大型渦輪機葉輪直徑的大小、尺寸而定。
所述的大風(fēng)洞為中空圓形筒狀風(fēng)洞，渦輪發(fā)電機組則安裝在大風(fēng)洞的前部，渦輪機截面的中部兩邊外沿的葉片則對著所述的左、右兩邊平行并排一起的兩個擴張噴嘴式小風(fēng)洞的出氣口，即噴嘴處，發(fā)電機部份則安裝在渦輪機后面的大風(fēng)洞內(nèi)，前部風(fēng)洞的內(nèi)徑可按照單機容量為60萬千瓦的渦輪發(fā)電機組的大小、尺寸而定(可參照60萬千瓦的蒸汽輪發(fā)電機組)，前部大風(fēng)洞的地面部分的頂蓋即安裝渦輪發(fā)電機組部分的上方半圓形狀的頂部可采用金屬材料。
大風(fēng)洞的后部內(nèi)徑為8米，截面積50.24米2，壁以及地面部分的頂蓋厚為2米，整個風(fēng)洞壁的周圍以大地為依耗，地面上的頂蓋部分除外。后部的大風(fēng)洞穿過內(nèi)塔壁后朝塔內(nèi)的中心方向成扇形狀斜坡敞開式至塔內(nèi)30-40米處的地面處止，塔壁處的風(fēng)洞可設(shè)置為門形狀，高為10米，寬為4.8米(截面積48米2)，塔內(nèi)30-40米處的地面寬則為塔內(nèi)徑115米-95米處的圓形狀地面。這樣的布置可使從大風(fēng)洞內(nèi)快速流入內(nèi)塔的冷空氣迅速在塔內(nèi)擴散減速，以達到使巨量的冷空氣流入內(nèi)塔后能緩慢的流動，并推動熱空氣也緩慢的上升并進行補充的目的。
風(fēng)洞若采用上述的圍墻式外塔，則形成為內(nèi)，外塔周圍的20個馬蹄形狀式的風(fēng)洞即風(fēng)洞前部的擴張噴嘴式小風(fēng)洞從外塔底部的外壁向塔外方向延伸，然后由大風(fēng)洞前部渦輪發(fā)電機后面約3-5米處開始轉(zhuǎn)彎再由風(fēng)洞的后部轉(zhuǎn)向內(nèi)、外塔方向延伸至內(nèi)塔壁進入塔內(nèi)，轉(zhuǎn)彎處的間距為7米左、右。
風(fēng)洞若采用上述的圓筒狀外塔則為直線式的風(fēng)洞即風(fēng)洞的前部小風(fēng)洞從外塔底部的塔內(nèi)壁向內(nèi)塔方向延伸然后由大風(fēng)洞的后部至內(nèi)塔壁進入塔內(nèi)。
在所述的風(fēng)洞的地面上設(shè)置廠房和控制室，以便安裝其它附屬設(shè)備，又可方便工作人員進行操作，廠房、控制室的大小、尺寸以及附屬設(shè)備可按需要而定。
上述的操作室設(shè)置在所述的內(nèi)塔內(nèi)距中心點和內(nèi)塔壁之間各43.75米處的圓形線上即內(nèi)徑為87.5米的圓形線上，并按等距離設(shè)置5個左右地堡式中空圓形狀的操作室，當然也可以僅在塔內(nèi)的中心點上設(shè)置一個地堡式的操作室，也可不設(shè)置操作室而在內(nèi)塔的壁外設(shè)置類似于操作室的場所和有關(guān)的設(shè)備，如火焰噴射器或噴霧器等。
所述的操作室內(nèi)徑為5米左、右，地面下深3米、地面上高1米，壁厚0.3-0.5米，頂部為圓拱狀，也可以是平頂，厚0.4米，室壁設(shè)有一斜坡式小門，高為1.8米，寬為1.2米，可開。關(guān)。室內(nèi)設(shè)置有火焰噴射器或噴霧器裝置，測溫儀，鋪設(shè)有燃料或熱氣、熱水管道并與噴射器或噴霧器裝置連接，室外設(shè)有測風(fēng)儀，以便觀察氣溫和風(fēng)速，在操作室壁(地面部分)的周圍設(shè)有15-20個小孔和一個小窗口，以便將噴嘴從小孔中伸出室外操作，小窗口則方便觀察塔內(nèi)情況，室內(nèi)的其它設(shè)施可按需要布置。
上述的地下通道為一個門狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置在風(fēng)塔的地面下，高為2.5米，寬為2米，壁厚0.3米(塔基礎(chǔ)除外)距地面厚0.5米，與所述的操作室的地下部分連接相通，并以一個地下通道從地面下(距地面厚0.5米)穿過內(nèi)塔壁，在所述的內(nèi)塔壁與外塔壁的平行高處設(shè)一平橋密封式通道，內(nèi)空高2.5米，寬2米，其左、右兩壁、頂部、底部厚0.5米，在底部下面設(shè)一拱狀梁與底部，內(nèi)、外塔壁連成一體，厚0.5米，寬2米。通道穿過外塔壁為斜坡式地下通道至地面上所述的廠房內(nèi)，出口處長為2.5米，寬為2米(地下通道距風(fēng)洞10米以上)。
上述的燃料或熱氣、熱水管道由風(fēng)塔外設(shè)置的燃料倉庫或氣罐、油罐或熱氣罐，蓄熱水池或管道處起經(jīng)由廠房內(nèi)再經(jīng)地下通道鋪設(shè)至內(nèi)塔的操作室內(nèi)并與室內(nèi)鋪設(shè)的燃料或熱氣，熱水管道連接相通，在管道上安裝有氣泵或水泵或油泵。
在所述的風(fēng)塔外建一座容水量為1萬米3以上的蓄水池，以便使用抽水機將水抽入水池作為電解水制氫、氧裝置的原料來源。
在所述的風(fēng)塔外設(shè)置輸變電設(shè)施，以便將風(fēng)塔輸出的巨量電流通過輸變電設(shè)施后與電網(wǎng)并網(wǎng)輸往用戶。
在所述的內(nèi)塔的內(nèi)壁涂有一層防水涂料，以防熱氣、熱水，在塔內(nèi)的底部涂有一層防火涂料。
所述的內(nèi)塔壁采用輕、優(yōu)質(zhì)鋼筋混泥土材料，外塔以及風(fēng)洞、操作室、地下通道、控制室、廠房、蓄水池、塔基礎(chǔ)等采用普通的鋼筋混泥土材料。
所述的大、小風(fēng)洞的內(nèi)壁采用耐磨、耐熱、光滑的金屬陶瓷材料最佳，并采用超強力粘膠使其與風(fēng)洞的內(nèi)壁粘合連成一體，厚50毫米左、右(可保護風(fēng)洞內(nèi)壁以免與高速流過的冷風(fēng)發(fā)生長期摩擦受損)。
所述的內(nèi)塔采用通常使用的建造高大煙囪的施工方法即滑模提升法施工工藝制成，其它的建筑物采用通常使用的建筑施工方法制成。
在所述的內(nèi)塔的頂部安裝避雷裝置可防止雷擊，在所述的外塔內(nèi)安裝吸音設(shè)備，可減輕噪聲。
例2風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的工作步驟與例1的相同，不相同的步驟部分如下當內(nèi)塔的熱空氣以2米/秒的風(fēng)速、48081米3/秒的空氣流量在塔內(nèi)上升的同時，冷空氣則以3.4米/秒(圍墻式外塔)或4來/秒(圓筒狀外塔)的風(fēng)速，48081米3/秒的冷空氣流量經(jīng)外塔下沉至其底部壁間的20個風(fēng)洞口時(風(fēng)洞內(nèi)徑1.6米，截面積2.0096米2×20個風(fēng)洞內(nèi)徑＝40.192米2，與內(nèi)塔面積比為598倍＜1)，每個小風(fēng)洞產(chǎn)生“狹管”效應(yīng)，冷空氣在通過每個小風(fēng)洞時的流速自然比內(nèi)塔的熱空氣的上升速度2米/秒要快598倍，可達1196米/秒的高速、2404米3/秒的冷空氣流量高速通過每個小風(fēng)洞流入蝸殼式的大風(fēng)洞沖擊安裝在蝸管式大風(fēng)洞內(nèi)的水輪機式的風(fēng)輪機外沿的葉片使風(fēng)輪機快速轉(zhuǎn)動并帶動蝸殼式大風(fēng)洞外的立式或臥式發(fā)電機發(fā)電(單機容量為60萬千瓦風(fēng)輪發(fā)電機組)。
巨量的冷空氣流高速對20個蝸殼式大風(fēng)洞內(nèi)的20個風(fēng)輪發(fā)電機作功后迅速減速經(jīng)風(fēng)尾管道后以約50米/秒的風(fēng)速通過大風(fēng)洞流入內(nèi)塔又迅速擴散減速推動塔內(nèi)的熱空氣以2米/秒的風(fēng)速緩慢上升并進行補充被加熱至1℃又被補充的冷空氣推動又以2米/秒的風(fēng)速上升至塔頂被排出流入大氣中，冷空氣又以上述的步驟流入內(nèi)塔推動熱空氣以2米/秒的風(fēng)速上升、冷空氣又補充并以此長期連續(xù)不間斷的循環(huán)不止。
一種實施上述的風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的風(fēng)塔與例1的相同，不相同的結(jié)構(gòu)如下上述的風(fēng)洞分前部為小風(fēng)洞，后部為大風(fēng)洞。
所述的小風(fēng)洞為中空圓筒形狀，內(nèi)徑為1.6米(截面積2.0096米2)，長15米左、右，風(fēng)洞口距外塔內(nèi)的底部即地洞式的排雨水洞高1米，內(nèi)徑加壁厚直徑為7米(塔基礎(chǔ)部分除外)距地面部分為壁厚。
上述的內(nèi)、外塔周圍共設(shè)置有20個風(fēng)洞，每個所述的小風(fēng)洞成平行臥式，在小風(fēng)洞的出氣口也為所述的大風(fēng)洞的進氣口即蝸殼式大風(fēng)洞的進氣口，在蝸殼式大風(fēng)洞的下方為圓形狀的機墩和風(fēng)尾管道，蝸殼式大風(fēng)洞、機墩、風(fēng)尾管道的大小、尺寸可按60萬千瓦水輪機式的風(fēng)輪發(fā)電機組的大小、尺寸而定，蝸殼式大風(fēng)洞可采用立式或臥式(可參照水力發(fā)電方式的立式或臥式蝸殼布置)。
在所述的蝸殼式大風(fēng)洞的地面上設(shè)置廠房，控制室以及附屬設(shè)備可按需要布置。
在所述的風(fēng)尾管道的下方則為門形狀大風(fēng)洞，高為4.8米，寬為10米，壁厚2米(塔基礎(chǔ)除外)，成斜坡式大風(fēng)洞朝內(nèi)塔壁方向延伸，至內(nèi)塔壁風(fēng)洞高為10米，寬為4.8米，塔壁外大風(fēng)洞頂部距地面最薄處厚為2米。
例3風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的工作步驟與例1、例2的相同，不相同的步驟部分如下當大量的火焰或燃料在內(nèi)塔底部內(nèi)進行燃燒或熱氣、熱水放出大量的熱量將塔內(nèi)的空氣加熱上升的同時，在水泵的高壓作用下水也從20個大風(fēng)洞中的其中一個大風(fēng)洞內(nèi)頂部凹狀洞內(nèi)向下成集束狀高速噴出。
當冷空氣經(jīng)外塔進氣口以3.4米/秒(圍墻式外塔)或4米/秒(圓筒狀外塔)的速度、48081米3/秒的空氣流量分別流入20個風(fēng)洞對20臺渦輪發(fā)電機或風(fēng)輪發(fā)電機作功后流經(jīng)大風(fēng)洞流入內(nèi)塔，當流經(jīng)其中一個大風(fēng)洞時(風(fēng)洞面積高3.2米×寬3米＝9.6米2)，與其它風(fēng)洞面積比為5倍＜1)，則以250米/秒的高速，2404米3/秒的冷空氣流量與從凹狀洞內(nèi)高速噴出的堅挺的水柱發(fā)生極強烈的摩擦，產(chǎn)生了極強大的能量，使水分子中的氫原子和氧原子分離開，同時產(chǎn)生有大量的電荷并隨同冷風(fēng)高速流入內(nèi)塔(水柱處距內(nèi)塔壁風(fēng)洞口僅3-5米)，并迅速擴散減速與從其它19個大風(fēng)洞內(nèi)流入內(nèi)塔的冷空氣共為48081米3/秒的流量一起推動塔內(nèi)1℃的熱空氣又以2米/秒的速度、48081米3/秒的空氣流量緩慢上升同時隨同冷風(fēng)流入塔內(nèi)的氫原子和氧原子在大量的電荷的作用下迅速燃燒，其熱能迅速擴散將流入塔內(nèi)的冷空氣加熱，使塔內(nèi)的氣溫又增高為1℃，同時停止噴入塔內(nèi)的燃料或熱氣、熱水(即節(jié)省了大量的燃料)，冷風(fēng)又以上述的步驟流入內(nèi)塔推動1℃的熱空氣又以2米/秒的速度、48081米3/秒的空氣流量緩慢上升至塔頂從頂部的出氣口排出流入大氣中，冷風(fēng)又補充并以此長期連續(xù)不間斷的循環(huán)不止，直至停止向風(fēng)洞內(nèi)噴水即停止燃燒，停止循環(huán)，停止風(fēng)塔內(nèi)、外的空氣對流，同時風(fēng)洞內(nèi)沒有了流動的冷風(fēng)渦輪發(fā)電機或風(fēng)輪發(fā)電機也停止了運轉(zhuǎn)和發(fā)電，若需重新發(fā)電，則必須又重復(fù)上述的步驟。
(內(nèi)塔的熱量消耗為14921千卡/秒，53715600千卡/.時折合氫熱值34000千卡/公斤為0.439公斤/秒、1580.4公斤/時＝約5.9米3/秒，17558米3/時再折合為水含11％的氫、89％的氧＝約4.829公斤水/秒，17384.4公斤水/時。
若內(nèi)塔的溫度偏高或偏低，導(dǎo)致風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)速偏快風(fēng)力偏大或風(fēng)速偏慢風(fēng)力偏小，只需減少或增加噴入風(fēng)洞內(nèi)的水量即可。
由于上述的水柱是在水泵的高壓作用下經(jīng)噴嘴從大風(fēng)洞頂部的凹狀洞內(nèi)朝下高速噴出，而冷風(fēng)柱則是從風(fēng)洞內(nèi)凹狀洞口的表面上平流掠過(洞口表面距上方噴嘴處深為0.5米)，噴嘴處沒有壓力作用，因此能使水從噴嘴處高速噴出形成堅挺的有相當硬度的水柱直抵下方高速掠過的冷風(fēng)柱的表面。
由于水和冷空氣流都在高速運動，水柱和風(fēng)柱都有相當?shù)挠捕?，對風(fēng)柱而言水柱是相對靜止的，對水柱而言風(fēng)柱則是相對高速運動的，當高速噴出的水柱的速度和硬度大于風(fēng)柱時，水柱則能穿過風(fēng)柱并與高速從其側(cè)面掠過的冷風(fēng)柱發(fā)生極強烈的摩擦、產(chǎn)生極強大的能量可將水分子中的氫原子和氧原子分離開同時產(chǎn)生大量的電荷。若冷風(fēng)柱的速度大于水柱時，水柱只能在風(fēng)柱的表面即凹狀洞口表面，水柱一旦露出表面即瞬間被高速掠過的冷風(fēng)柱一擦而過，若連續(xù)不間斷的露出表面同時也被連續(xù)不間斷高速掠過的冷風(fēng)柱摩擦而過，即有硬度的水柱頭與更硬的冷風(fēng)柱之間的兩種硬物發(fā)生的不間斷的極強烈的相互之間的摩擦即砂輪與金屬物的摩擦原理，由于水柱頭與冷風(fēng)柱的高速摩擦將水分子中的氫原子和氧原子分離開同時產(chǎn)生有大量的電荷、在電荷的作用下可使氫原子和氧原子燃燒將內(nèi)塔的空氣加熱在塔內(nèi)緩慢上升。)一種實施上述的風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的風(fēng)塔與例1、例2的相同，不相同的結(jié)構(gòu)如下在上述的風(fēng)塔周圍20個大風(fēng)洞的其中一個的后部距內(nèi)塔壁(塔壁厚為2.5米)0.5-2.5米處風(fēng)洞頂部的中部設(shè)置一個圓形直徑為0.4-0.5米或方形長、寬各為0.3--0.4米，深為0.5--1米的凹狀洞，距地面厚1.5--1米即風(fēng)洞頂部厚為1.5--1米，下方則為凹狀洞，并在凹狀洞上方的地面上鋪設(shè)有大口徑為15公分的水管道，并設(shè)置有兩組各為10-15根小口徑為0.5公分的小水管即一組工作，另一組備用(因長時間工作需調(diào)換而不致誤工)，每一組為密集狀分別與人字形即兩個終端兩個頭的主水管道連接，并由兩個閘閥控制，也可以是采用較大口徑為5公分兩根，一根工作，另一根備用，在地面至凹狀洞的底部之間設(shè)有孔以便水管從地面上向下伸出凹狀洞內(nèi)1--2公分高，大口徑主水管則從大風(fēng)洞地面上穿過外塔壁鋪設(shè)至風(fēng)塔外的所述的蓄水池內(nèi)，并在主水管上安裝有水泵。
例4風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的工作步驟與例1、例2、例3的相同。
一種實施上述的風(fēng)能——熱力發(fā)電的風(fēng)塔與例1、例2、例3的相同。
例5風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的工作步驟與例1、例2、例3的相同，不相同的是本實施例還可采用降低所述的內(nèi)塔的高度，縮小內(nèi)塔的內(nèi)徑和壁厚并相應(yīng)的減少所述的風(fēng)洞以及渦輪發(fā)電機或風(fēng)輪發(fā)電機組的數(shù)量和裝機容量，即所述的風(fēng)能——熱力發(fā)電方法以及實施其方法的風(fēng)塔的規(guī)?？纱笠部梢孕?，即大規(guī)模發(fā)電可以達到1千萬千瓦以上，小規(guī)模發(fā)電可以達到1千萬千瓦以下至數(shù)千千瓦。
由于風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的特點是利用低溫?zé)崃εc“杠桿”原理式的“煙囪”即風(fēng)塔相結(jié)合的發(fā)電方法，因此風(fēng)塔越高越節(jié)省熱量，越低則越多消耗熱量，隨著風(fēng)塔的降低，內(nèi)塔的熱空氣的上升速度若仍需保持例1、例2、例3的上升速度2米/秒不變，其熱量消耗則成正比增多，內(nèi)塔升高其熱量消耗則相反(縮小或擴大內(nèi)塔、風(fēng)洞的內(nèi)徑除外)。
如以下各例所述①例1、例2、例3的其它不變，而所述的內(nèi)塔降低1倍為600米高，內(nèi)塔的熱空氣上升速度若仍需保持2米/秒，48081米3/秒的空氣流量，其塔內(nèi)的溫度則需增加1倍為2℃(不含大氣的溫度)，600米高的內(nèi)塔與例1、例2、例3的相比自然要多消耗1倍的熱量。
②例1、例2、例3的其它不變，而所述的內(nèi)塔降低10倍為120米高，內(nèi)塔的熱空氣的上升速度若仍需保持2米/秒，48081米3/秒的空氣流量，其塔內(nèi)的溫度則需增加10倍為10℃(不含大氣的溫度)，120米高的內(nèi)塔與例1、例2、例3的相比自然要多消耗10倍的熱量。
③若所述的內(nèi)塔的內(nèi)徑再縮小為39米(面積1194米2、與例1、例2、例3的面積比為約20倍＜1)。即內(nèi)塔的高為120米，底部內(nèi)徑為39米，其所述的風(fēng)洞以及發(fā)電機組也為1個(單機容量為60萬千瓦)，若仍需保持2米/秒的上升速度，空氣流量則為2388米3/秒，1194米2×2米/秒＝2388米3/秒)，塔內(nèi)溫度為10℃，其塔內(nèi)的熱量消耗為7410千卡/秒、26676000千卡/時，折合標準煤熱值7000千卡/公斤為3810.857公斤/時＝3810857克/時，與例1、例2、例3的以單機裝機容量相比為約10倍＞1的熱量消耗。
當然所述的內(nèi)塔的高度還可再降低，底部內(nèi)徑也可再縮小，由于內(nèi)塔再降低，縮小因此塔內(nèi)的溫度也需再增高才能保持其2米/秒或更快的上升速度，塔內(nèi)的溫度若降低其上升速度則更慢，隨著塔內(nèi)的溫度增高而內(nèi)塔則降低自然要多消耗熱量，相反則節(jié)省熱量。
當然所述的風(fēng)洞內(nèi)徑也可擴大或縮小，由于風(fēng)洞內(nèi)徑擴大，在風(fēng)洞內(nèi)的空氣流速自然減慢，其內(nèi)徑縮小空氣流速則增快。
由于上述原因塔內(nèi)的空氣流量增多或減少，冷風(fēng)在風(fēng)洞內(nèi)的流速加快或減慢，導(dǎo)致風(fēng)洞內(nèi)冷風(fēng)力增大或減小，因此風(fēng)洞內(nèi)的發(fā)電機的裝機容量也需增大或減少。
一種實施上述的風(fēng)能——熱力發(fā)電方法的風(fēng)塔與例1、例2、例3的相同，不相同的結(jié)構(gòu)如下①所述的內(nèi)塔高為600米，底部內(nèi)徑175米，壁厚，1.5米，頂部內(nèi)徑70米，塔壁厚0.4米，形成一個中空圓錐筒狀體即煙囪式的內(nèi)塔。
②所述的內(nèi)塔高為120米，底部內(nèi)徑175米，壁厚1米，頂部內(nèi)徑70米，塔壁厚0.4米，形成一個中空圓錐筒狀體即煙囪式的內(nèi)塔。
③所述的內(nèi)塔高為120米，底部內(nèi)徑39米(面積1194米2)，壁厚1米，頂部內(nèi)徑15米(面積176.625米2)，壁厚0.4米，形成一個中空圓錐簡狀體即煙囪式的內(nèi)塔。
所述的外塔設(shè)置在所述的內(nèi)塔底部周圍外，半徑5米(面積722.2米2)。
也可采用將外塔設(shè)置在距內(nèi)塔外50--80米處，設(shè)置有1個中空圓筒狀的外塔，內(nèi)徑28米(面積615.44米2)。
所述的風(fēng)洞設(shè)置在所述的內(nèi)、外塔的底部的地面下，設(shè)置有1個，風(fēng)洞內(nèi)的渦輪發(fā)電機或風(fēng)輪發(fā)電機組的裝機容量為60萬千瓦機組。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單，占地面積少，裝機容量可大也可小，選擇塔址容易，節(jié)省投資、周期短。
2、使用的溫度低，無轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，節(jié)省燃料。
3、操作簡便，技術(shù)要求不高。
4、冷風(fēng)的能量大且集中穩(wěn)定持久。
5、可有效利用各種高、低溫?zé)崮?，無污染或污染小、發(fā)電成本極低。
權(quán)利要求
1.一種熱力發(fā)電方法依次包括如下步驟在風(fēng)塔的內(nèi)塔底部內(nèi)利用燃料燃燒或利用熱氣、熱水放出的熱量將塔內(nèi)的空氣加熱，使塔內(nèi)、外的空氣形成冷、熱空氣的溫差和對流并產(chǎn)生冷、熱風(fēng)；——使冷風(fēng)經(jīng)風(fēng)塔的外塔下沉并流入風(fēng)洞內(nèi)，利用冷風(fēng)推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后流入內(nèi)塔推動熱空氣上升并補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中；——同時冷風(fēng)又經(jīng)外塔流入風(fēng)洞又推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后又流入內(nèi)塔推動熱空氣上升又補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中以此循環(huán)不止；——直至停止內(nèi)塔的燃燒或向塔內(nèi)噴入熱氣、熱水，同時風(fēng)塔內(nèi)、外的空氣沒有了溫差也停止了對流，同時風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機也停止運轉(zhuǎn)發(fā)電，若重新發(fā)電，則必須又重復(fù)上述的步驟。
2.一種實施權(quán)利要求1的方法的風(fēng)塔，特征在于所述的風(fēng)塔由內(nèi)、外塔、風(fēng)洞連成一體構(gòu)成。
3.一種熱力發(fā)電方法依次包括如下步驟在風(fēng)塔的內(nèi)塔底部內(nèi)先利用燃料燃燒或利用熱氣、熱水放出熱量將塔內(nèi)的空氣加熱，使塔內(nèi)、外的空氣形成冷、熱空氣的溫差和對流并產(chǎn)生冷、熱風(fēng)；——使冷風(fēng)經(jīng)風(fēng)塔的外塔下沉并流入風(fēng)洞內(nèi)，利用冷風(fēng)推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后流經(jīng)風(fēng)洞與水發(fā)生摩擦、使水分子中的氫原子和氧原子分離開；——氫原子和氧原子隨同冷風(fēng)流入內(nèi)塔在電荷的作用下燃燒、同時停止向內(nèi)塔底部內(nèi)噴入燃料或熱氣、熱水，同時流入塔內(nèi)的冷風(fēng)推動熱空氣上升并補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中；——同時冷風(fēng)又經(jīng)外塔流入風(fēng)洞內(nèi)又推動風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電；——冷風(fēng)作功后又流經(jīng)風(fēng)洞與水發(fā)生摩擦，又使水分子中的氫原子和氧原子分離開；——氫原子和氧原子又隨同冷風(fēng)流入內(nèi)塔又在電荷的作用下燃燒、同時冷風(fēng)又推動熱空氣上升并又補充又被加熱上升至塔頂被排出流入大氣中以此循環(huán)不止；——直至停止向風(fēng)洞內(nèi)噴水，即停止在塔內(nèi)燃燒，同時風(fēng)塔內(nèi)、外的空氣沒有了溫差也停止了對流、同時風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機也停止運轉(zhuǎn)發(fā)電，若重新發(fā)電，則必須又重復(fù)上述的步驟。
4.一種實施權(quán)利要求3的方法的風(fēng)塔與權(quán)利要求2的相同。
5.一種熱力發(fā)電方法的工作步驟與權(quán)利要求1、3的相同。
6.一種實施權(quán)利要求5的風(fēng)塔與權(quán)利要求2、4的相同。
全文摘要
一種熱力發(fā)電的方法及其專用風(fēng)塔，是在風(fēng)塔底部內(nèi)利用燃料燃燒或熱氣、熱水放出的熱量將塔內(nèi)的空氣加熱，使風(fēng)塔內(nèi)、外的空氣形成冷、熱空氣的溫差和對流并產(chǎn)生冷、熱風(fēng)，并利用冷風(fēng)在壓強差和冷、熱空氣的重力差的共同作用下高速推動風(fēng)塔的風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)輪發(fā)電機發(fā)電。采用此方法及其風(fēng)塔其結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、風(fēng)力極大且穩(wěn)定持久、節(jié)省燃料、無污染或污染小，適合于發(fā)電。
文檔編號F03D1/04GK1165247SQ9611757
公開日1997年11月19日 申請日期1996年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月3日
發(fā)明者陳玉澤 申請人:陳玉澤