一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统及发电方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109139159A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811053595.1(22)申请日2018.09.11(71)申请人蔡东亮地址250100山东省济南市历城区华龙路791号名人大第小区1-4-1101(72)发明人蔡东亮蔡欣宁(74)专利代理机构山东康桥律师事务所37250代理人柳彦君(51)Int.Cl.F01K25/10(2006.01)F01K11/02(2006.01)F01D15/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统及发电方法(57)摘要本发明公开了一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统及发电方法，其中发电系统包括锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置，锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置依次首尾连接，还包括工质，工质在锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置中循环流通，工质为四氯化碳，本发明的热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，相较于现有技术的热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，热效率显著提高，进而达到节能减排、保护环境和保护资源的有益效果。CN109139159ACN109139159A权利要求书1/1页1.一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，其特征在于，包括锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置，锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置依次首尾连接，还包括工质，工质在锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置中循环流通，工质为四氯化碳。2.一种热力锅炉蒸汽轮机式发电方法，其特征在于，包括如下步骤：锅炉将液态四氯化碳加热至气态，进入汽轮机；气态四氯化碳进入汽轮机推动汽轮机转动做功，进入凝汽器；凝汽器将气态四氯化碳冷凝至液态，进入回热装置；回热装置将液体四氯化碳加热至锅炉所需温度，进入锅炉，重复上述步骤。2CN109139159A说明书1/3页一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统及发电方法技术领域[0001]本发明涉及热力锅炉发电技术领域，具体涉及一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统及发电方法。背景技术[0002]热力锅炉蒸汽轮机式发电系统是目前常用的发电系统。现有技术的热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，存在热效率低的问题。经过学者研究，造成该问题的主要原因是，采用水作为工质，将热能转换为机械能，水的汽化热较高，造成了很多的能源消耗。但自从瓦特等人改进蒸汽机，到现在的热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，由于水具有比热大、来源丰富、廉价和无污染等优点，因此水作为工质一直未被人动摇或怀疑过。目前通常采用如下两种方式，提高热力锅炉蒸汽轮机式发电系统的热效率：(1)提高锅炉出汽温度，目前已将锅炉出汽温度提高到了水的超超临界温度610℃左右；(2)降低汽轮机出汽温度，目前已将汽轮机出汽温度降低至33℃甚至更低一些，上述两种方法的原理是增加汽轮机进出汽的温度差，以提高工质在每一个卡诺循环过程中的做功量，进而提高热效率，上述两种方法目前均已达到极限，仍未显著的提高热效率，且会造成大量资源浪费。[0003]鉴于此，特提出此发明。发明内容[0004]针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，相较于现有技术的热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，热效率显著提高，进而达到节能减排、保护环境和保护资源的有益效果。[0005]本发明的技术方案是这样实现的：[0006]一种热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，包括锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置，锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置依次首尾连接，还包括工质，工质在锅炉、汽轮机、凝汽器和回热装置中循环流通，工质为四氯化碳。[0007]进一步，针对现有技术中存在的不足，本发明还提供一种热力锅炉蒸汽轮机式发电方法，包括如下步骤：[0008]锅炉将液态四氯化碳加热至气态，进入汽轮机；[0009]气态四氯化碳进入汽轮机推动汽轮机转动做功，进入凝汽器；[0010]凝汽器将气态四氯化碳冷凝至液态，进入回热装置；[0011]回热装置将液体四氯化碳加热至锅炉所需温度，进入锅炉，重复上述步骤。[0012]本发明的有益效果是：[0013](1)本发明的热力锅炉蒸汽轮机式发电系统，工质为四氯化碳，四氯化碳的常温常压下汽化热(即将单位重量下某物质从液态转换至相同温度的汽态所需的能量)为194.3KJ/kg，远低于水的2250KJ/kg，因此能大幅度降低液体气体之间相互转换时吸收或排放的能量，进而可显著提高卡诺循环过程的热效率，同时达到节能减排、保护环境和保护资3CN109139159A说明书2/3页源的有益效果，且本发明的方法无需对现有的工艺结构流程进行改造，成本较低。[0014](2)四氯化碳的临界压力为4.558MPa，临界温度为283.2℃，水的临界压力为22.565MPa，临界温度为374.15℃，四氯化碳的临界压力和临界温度均小于水的值