一种利用镁能氢能发电的系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102003698A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102003698A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010293903.5(22)申请日2010.09.27(71)申请人华北电力大学地址102206北京市德胜门外朱辛庄华北电力大学(72)发明人周涛孙灿辉樊昱楠(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人史双元(51)Int.Cl.F22B31/08(2006.01)F01D15/10(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用镁能氢能发电的系统(57)摘要本发明公开了属于新能源发电技术领域的一种利用镁能氢能发电的系统。该系统是镁与水反应产生热能，同时燃烧反应所产生的氢气，共同加热工质水，产生蒸汽推动汽轮机做功进行发电。镁能氢能蒸汽发生装置主要分为制氢腔和燃烧腔。在制氢腔中镁与蒸汽反应产生氢气，同时发出热量加热换热器内的工质水；在燃烧腔中，利用制氢腔制成的氢气，与空气混合燃烧，进一步加热换热器内的工质水，从而产生蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电。该系统避免了有害气体排放，减少环境污染，实施方便，控制简单，容易进行市场推广。ACN1023698CCNN110200369802003710A权利要求书1/2页1.一种利用镁能氢能发电的系统，其特征在于，所述利用镁能氢能发电的系统是利用镁能与水反应产生热量，并且反应产生的氢能可以点燃继续产生热量的特性来加热工质水，得到蒸汽来推动汽轮机做功发电。具体结构是低压加热器(22)、除氧器(23)、给水泵(24)、高压加热器(25)、镁能氢能蒸汽发生装置(18)、汽轮机(19)和凝汽器(21)组成串联回路，给水在镁能氢能蒸汽发生装置(18)中吸收热量变为过热蒸汽，然后进入汽轮机(19)做功，汽轮机(19)带动发电机(20)发电，做过功的蒸汽通入凝汽器(21)变成冷凝水，之后再通过低压加热器(22)进行循环。2.根据权利要求1所述利用镁能氢能发电的系统，其特征在于，所述镁能氢能蒸汽发生装置(18)主要分为制氢腔和燃烧腔；在制氢腔下部装有水冷式布风板(3)，水冷式布风板(3)下部装有一次风风箱(1)，一次风风箱(1)旁边有底渣收集器(2)；在制氢腔壁面上装有给镁机(4)和二次风喷嘴(5)，其中给镁机(4)装于二次风喷嘴(5)下方；制氢腔四周装有制氢腔水冷壁(6)，制氢腔顶部安装第一换热器(7)；水冷式布风板(3)、制氢腔水冷壁(6)、制氢腔顶部的第一换热器(7)通过在水冷式布风板(3)和制氢腔水冷壁(6)之间的第一联箱(26)以及在制氢腔水冷壁(6)和第一换热器(7)之间的第二联箱(27)连接，使制氢腔构成通路，其中制氢腔水冷壁(6)给水来自汽包(14)；制氢腔连接有气固分离器(8)，气固分离器(8)下方装有固体收集器(9)，气固分离器(8)出口端通往燃烧腔；燃烧腔下方装有氢气燃烧器(10)，氢气燃烧器(10)下方装有三次风风箱(11)，氢气燃烧器(10)燃料入口与气固分离器(8)相连；燃烧腔四周装有燃烧腔水冷壁(12)，燃烧腔顶部安装第二换热器(13)；燃烧腔水冷壁(12)和燃烧腔顶部的第二换热器(13)通过第三联箱(28)连通，在燃烧腔或制氢腔上部装有汽包(14)，汽包(14)的蒸汽大部分通往汽轮机(19)做功，小部分通往制氢腔一次风风箱(1)；燃烧腔后部装有尾部通道，尾部通道中从上到下依次布置有给水预热器(15)、空气预热器(16)、脱水干燥器(17)；给水预热器(15)进口接主给水管路，出口通往汽包(14)，空气预热器(16)出口通往一次风风箱(1)、二次风喷嘴(5)及三次风风箱(11)；燃烧腔顶部的第二换热器(13)部分可以作为过热器或再热器。3.根据权利要求2所述利用镁能和氢能发电的系统，其特征在于，所述制氢腔中，由给镁机(4)给入的镁粒在一次风风箱(1)、水冷式布风板(3)和二次风喷嘴(5)的共同作用下做流化运动，并与一次风中的水蒸气发生反应。生成的氢气连同剩余的空气以及反应产物氧化镁一起进入气固分离器(8)中。4.根据权利要求1或2所述利用镁能和氢能发电的系统，其特征在于，所述镁能氢能蒸汽发生装置(18)产生的蒸汽中的一小部分被引往一次风风箱(1)，同一次风一起进入制氢腔作为制氢用蒸汽，在制氢腔中镁粒与蒸汽发生反应生成氧化镁和氢气，同时产生热量。5.根据权利要求2所述利用镁能和氢能发电的系统，其特征在于，所述气固分离器(8)中，进入的是氢气、空气以及制氢产物氧化镁，通过气固分离器(8)后，氢气、空气与氧化镁固体分离，氧化镁固体进入气固分离器(8)下部的固体收集器(9)中，氢气、空气通过气固分离器(8)的出口通道进入燃烧腔中。收集起来的氧化镁可以作