專利名稱：二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)方案屬熱工機(jī)械制造行業(yè)和環(huán)保能源領(lǐng)域，其技術(shù)特征是用低溫氣化的二氧化碳(CO2)代替高溫的水蒸氣(H2O)做熱力循環(huán)工作介質(zhì)的二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)是高溫500℃以上超臨界水蒸汽做熱力循環(huán)，用于發(fā)電、輪船和交通運(yùn)輸?shù)拇笮蛣?dòng)力。存在有以下的缺陷(一)需要大量燃料煤和石油，每發(fā)電1萬(wàn)KW，需耗煤4噸；(二)消耗大量的水資源，每發(fā)電1萬(wàn)KW需耗費(fèi)水3噸；(三)需大型配套鍋爐，設(shè)備費(fèi)用增加；(四)冷卻塔、供水站、存煤場(chǎng)占地面積大；(五)煤燃后大量排放污染氣體，破壞生態(tài)環(huán)境；(六)溫室氣體二氧化碳大量排放，促使地球變暖，危及人類正常生活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決能源與環(huán)境的技術(shù)問(wèn)題提供一種二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是用低溫氣化的二氧化碳代替高溫的水蒸汽進(jìn)行熱力循環(huán)。CO2臨界溫度33℃，超過(guò)50℃以上就膨脹作功，而水蒸汽臨界點(diǎn)372℃，超臨界就需500℃以上。采取的技術(shù)措施是將二氧化碳蒸汽經(jīng)過(guò)噴管送入汽輪機(jī)內(nèi)，具有高速度的汽流作用在葉輪上的葉片而使葉輪直接運(yùn)轉(zhuǎn)作出機(jī)械功。汽輪機(jī)除軸承外內(nèi)部沒(méi)有摩擦部件，結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速很高，機(jī)械效率可達(dá)95％以上。在汽輪機(jī)里，二氧化碳蒸汽連續(xù)單向流過(guò)，可以在低排汽壓力下采用高參數(shù)新蒸汽更經(jīng)濟(jì)的工作。
二氧化碳沖擊式汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是噴管送出的高速汽流在葉片間流過(guò)時(shí)，由于被迫改變方向，對(duì)葉片產(chǎn)生沖力而使葉輪和機(jī)軸運(yùn)轉(zhuǎn)。二氧化碳蒸汽流過(guò)噴管時(shí)壓力降低，速度增加，而在葉片間流動(dòng)時(shí)壓力維持不變，速度則逐漸降低，二氧化碳蒸汽的功能部分地轉(zhuǎn)換為沖擊“動(dòng)葉片”轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)軸的機(jī)械功。汽輪機(jī)上安裝的噴管可以只有一個(gè)，也可以沿圓周或圓弧裝置許多個(gè)。這種由一列噴管和相應(yīng)成列動(dòng)葉片就構(gòu)成了沖擊式汽輪機(jī)的一個(gè)壓力級(jí)。有三級(jí)的、多級(jí)和復(fù)速級(jí)的，可根據(jù)各級(jí)的壓力和速度變化情況調(diào)正各級(jí)的蒸汽參數(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)特征是由低溫50℃的二氧化碳?xì)怏w代替高溫500℃水蒸汽在汽輪機(jī)里作熱力循環(huán)，改變內(nèi)部工質(zhì)因素，降低外熱條件，由治表到治里，從質(zhì)變到量變，即節(jié)約煤水資源又治理了環(huán)境污染。二氧化碳吸熱少，冷卻快，無(wú)毒無(wú)味，不燃不爆，是熱力學(xué)中十分穩(wěn)定的化合物，是代替水蒸汽十分理想的氣體。
二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有水蒸汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比CO2熱比容小，大分子量，低溫氣化，高速膨脹，超導(dǎo)傳熱，沖擊力強(qiáng)。可大量節(jié)約煤水資源，又能治理環(huán)境污染，技術(shù)效果十分明顯，改變傳統(tǒng)能源利用方式，改換傳熱工作介質(zhì)，改造現(xiàn)有燃煤火力發(fā)電。自主創(chuàng)新，突破技術(shù)關(guān)鍵，比原有發(fā)動(dòng)機(jī)可節(jié)約設(shè)備投資40％，降低生產(chǎn)成本50％，減少占地面積60％，節(jié)省原料資源70％，熱效利用達(dá)到80％，增加生產(chǎn)效益100％。


圖中(1)機(jī)軸；(2)葉輪；(3)葉片；(4)噴管；(5)機(jī)體；(6)排汽管；(7)凝汽器；(8)冷卻器；(9)循環(huán)泵；(10)循環(huán)管道；(11)儲(chǔ)存箱；(12)加熱器；(13)熱蒸汽包；(14)過(guò)熱器；(15)進(jìn)汽管道。
具體實(shí)施例方式
機(jī)軸1上安裝有葉輪2，葉輪2上安有葉片3，噴管4與機(jī)體5相聯(lián)，排汽管6與凝汽器7相聯(lián)接，冷卻器8與循環(huán)泵9以及循環(huán)管道10和儲(chǔ)存箱11相聯(lián)，加熱器12與熱蒸汽包13、過(guò)熱器14、進(jìn)汽管道15相聯(lián)接。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)方案屬熱工機(jī)械制造行業(yè)和環(huán)保能源領(lǐng)域，其技術(shù)特征是用低溫氣化的二氧化碳代替高溫的水蒸氣做熱力循環(huán)工作介質(zhì)的二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.權(quán)利要求1所述的二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)，蒸汽經(jīng)噴管進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)，具有高速的汽流作用在葉輪上的葉片而使葉輪直接運(yùn)轉(zhuǎn)作出機(jī)械功，蒸汽連續(xù)單向流過(guò)，由噴管和動(dòng)葉片構(gòu)成沖擊式壓力。
3.權(quán)利要求1所述的二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其技術(shù)特征是改變內(nèi)部工質(zhì)因素，降低外熱條件，由治表到治里，從質(zhì)變到量變，既節(jié)約了煤水資源，又治理了環(huán)境污染。
4.權(quán)利要求1所述的二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其技術(shù)特征是工質(zhì)吸熱少，冷卻快，五十度以上超臨界，比熱容小，大分子量，低溫汽化，高速膨脹，超導(dǎo)傳熱，沖擊力強(qiáng)。
5.權(quán)利要求1所述的二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其技術(shù)特征是改變傳統(tǒng)能源利用方式，改換傳熱工作介質(zhì)，改造現(xiàn)有火電發(fā)電，自主創(chuàng)新，突破技術(shù)關(guān)鍵，節(jié)省投資，降低成本，減少占地，節(jié)省資源，提高熱能利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益。
全文摘要
本發(fā)明為解決能源和環(huán)境方面技術(shù)問(wèn)題提供一種二氧化碳汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)。其技術(shù)特征是利用燃煤工業(yè)廢氣二氧化碳低溫氣化代替高溫水蒸汽。二氧化碳吸熱少冷卻快，五十度以上超臨界；無(wú)毒無(wú)味，不腐不燃，比熱容小，大分子量，低溫氣化，高速膨脹，超導(dǎo)傳熱，沖擊力強(qiáng)，是代替水蒸汽的理想氣體。改進(jìn)傳統(tǒng)能源利用方式，改換傳熱工作介質(zhì)，改造現(xiàn)有燃煤發(fā)電。研發(fā)新型動(dòng)力裝置，突破能源技術(shù)關(guān)鍵，有利于科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號(hào)F01D1/00GK1730916SQ20051001797
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者張英凡, 張豐奎 申請(qǐng)人:張英凡