專利名稱：空氣液化發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電裝置，尤其是一種空氣液化發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的空氣能發(fā)電裝置采用熱泵系統(tǒng)富集空氣中、水中的低溫太陽(yáng)熱能再采用朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電。其中熱泵系統(tǒng)主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器；朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)主要包括冷凝器、循環(huán)泵、蒸發(fā)器、膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)。該熱泵式空氣能發(fā)電裝置不僅熱泵運(yùn)行需消耗能量，而且朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的冷凝器也要消耗熱量，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 溫差小、能量密度低、尤其熱效率低、無(wú)凈功輸出、無(wú)實(shí)用價(jià)值。另外，目前公知的空氣液化裝置通常采用壓縮常溫空氣后再膨脹節(jié)流制冷使部分空氣液化來(lái)進(jìn)行精餾以達(dá)到分離空氣中的氧、氮、氬等組分的目的。主要流程為空氣壓縮_預(yù)冷_主冷_膨脹節(jié)流-精餾-復(fù)熱，不同的工藝過(guò)程稍有差異，但其基本原理都是依靠消耗空氣壓縮機(jī)的能量來(lái)壓縮常溫空氣再膨脹節(jié)流做功降溫降壓來(lái)獲得冷量以使部分空氣液化，現(xiàn)有的空氣液化裝置普遍能耗尚ο

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的空氣能發(fā)電裝置不僅熱泵運(yùn)行需消耗能量，而且朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的冷凝器也要消耗熱量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、溫差小、能量密度低、尤其熱效率低、無(wú)凈功輸出、無(wú)實(shí)用價(jià)值的不足以及也為了克服現(xiàn)有的空氣液化裝置依靠消耗空氣壓縮機(jī)的能量來(lái)壓縮常溫空氣再膨脹節(jié)流做功降溫降壓來(lái)獲得冷量以使部分空氣液化能耗高的不足，本發(fā)明提供一種空氣液化發(fā)電裝置，該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置能輸出冷量給空氣液化裝置中的空氣，同時(shí)吸收空氣液化裝置中的空氣的熱能，加熱液態(tài)工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經(jīng)過(guò)膨脹節(jié)流做功同時(shí)降溫降壓來(lái)獲得冷量，達(dá)到使空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置熱電效率高、能量轉(zhuǎn)換密度高、單位功率投資低、成本低并且同時(shí)使空氣液化裝置獲得冷量來(lái)大幅度降低空氣液化系統(tǒng)能耗的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該空氣液化發(fā)電裝置包括空氣液化裝置和發(fā)電裝置兩部分。第一部分空氣液化裝置，主要包括空氣壓縮機(jī)、冷凝器、分餾系統(tǒng)等，還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，主要工藝流程為經(jīng)過(guò)過(guò)濾的空氣進(jìn)入壓縮機(jī)加壓并凈化后去冷凝器放熱降溫部分冷凝液化，再進(jìn)入分餾系統(tǒng)，可得到按照需要比例的純氧、純氮、純氬等的液態(tài)和氣體產(chǎn)品，而多余組分則復(fù)熱后排出，也可以直接排出。第二部分發(fā)電裝置，主要包括增壓泵、換熱器、膨脹發(fā)電機(jī)組、節(jié)流閥、分餾系統(tǒng)、壓縮機(jī)等，發(fā)電機(jī)與膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)相連組成膨脹發(fā)電機(jī)組，發(fā)電裝置還共用空氣液化裝置的冷凝器、分餾系統(tǒng)，發(fā)電裝置和空氣液化裝置之間有冷凝器，它還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，發(fā)電裝置中增壓泵、換熱器、冷凝器、膨脹發(fā)電機(jī)組、換熱器、節(jié)流閥、 分餾系統(tǒng)依次連接，發(fā)電裝置中分餾系統(tǒng)、換熱器、壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流閥依次連接，發(fā)電裝置的壓縮機(jī)進(jìn)口連接換熱器，出口連接換熱器，主要工藝流程為分餾系統(tǒng)中的液態(tài)工質(zhì)由增壓泵加壓后進(jìn)入換熱器，再進(jìn)入空氣液化裝置的冷凝器輸出冷量給空氣使空氣冷凝液化，同時(shí)吸收空氣的熱量，使工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體再進(jìn)入膨脹發(fā)電機(jī)組膨脹做功發(fā)電降溫降壓為氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)換熱器過(guò)冷再經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流制冷后回到分餾系統(tǒng)，形成工作循環(huán)；分餾系統(tǒng)中的氣體工質(zhì)進(jìn)入換熱器輸冷吸熱由壓縮機(jī)加壓后再經(jīng)換熱器放熱冷卻后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流制冷后回到分餾系統(tǒng)，形成工作循環(huán)。循環(huán)工質(zhì)可以是氮?dú)饣蚩諝?。增壓泵可以采用隔膜泵。膨脹發(fā)電機(jī)組主軸與增壓泵主軸可以相連接。膨脹發(fā)電機(jī)組主軸與壓縮機(jī)主軸可以相連接。該空氣液化發(fā)電裝置啟動(dòng)電力使用蓄電池或電網(wǎng)電力，發(fā)電電力除自用外上傳電網(wǎng)。本發(fā)明的有益效果是，該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置能輸出冷量給空氣液化裝置的空氣，同時(shí)吸收空氣的熱能加熱工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經(jīng)過(guò)膨脹節(jié)流做功發(fā)電同時(shí)降溫降壓來(lái)獲得冷量，使空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置熱電效率高、能量轉(zhuǎn)換密度高、單位功率投資低、成本低并且同時(shí)使空氣液化裝置獲得冷量來(lái)大幅度降低空氣液化系統(tǒng)能耗。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的工作流程示意圖。圖中1.膨脹發(fā)電機(jī)組、2.換熱器、3.節(jié)流閥、4.增壓泵、5.分餾系統(tǒng)、6.節(jié)流閥、 7.壓縮機(jī)、8.冷凝器、9.壓縮機(jī)。
具體實(shí)施例方式在圖1所示實(shí)施例中，該空氣液化發(fā)電裝置包括空氣液化裝置和發(fā)電裝置兩部分。第一部分空氣液化裝置，主要包括壓縮機(jī)(9)、冷凝器(8)、分餾系統(tǒng)(5)等，還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，主要工藝流程為空氣進(jìn)入壓縮機(jī)(9)加壓再進(jìn)入冷凝器(8)放熱降溫冷凝液化，液化空氣或部分液化的空氣進(jìn)入分餾系統(tǒng)(5)。第二部分發(fā)電裝置，主要包括增壓泵(4)、換熱器(2)、膨脹發(fā)電機(jī)組(1)、節(jié)流閥(3)、分餾系統(tǒng)(5)、壓縮機(jī)(7)、節(jié)流閥(6)等，發(fā)電機(jī)與膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)相連組成膨脹發(fā)電機(jī)組(1)，發(fā)電裝置還共用空氣液化裝置的冷凝器(8)、分餾系統(tǒng)(5)，它還包括系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，發(fā)電裝置中增壓泵(4)、換熱器(2)、冷凝器(8)、膨脹發(fā)電機(jī)組(1)、換熱器(2)、 節(jié)流閥(3)、分餾系統(tǒng)(5)依次連接，發(fā)電裝置中分餾系統(tǒng)(5)、換熱器(2)、壓縮機(jī)(7)、換熱器(2)、節(jié)流閥(6)依次連接，主要工藝流程為分餾系統(tǒng)(5)中的液態(tài)工質(zhì)由增壓泵(4)加壓后進(jìn)入換熱器(2)，再進(jìn)入空氣液化裝置的冷凝器(8)輸出冷量給空氣使空氣冷凝液化， 同時(shí)吸收空氣的熱量，使工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體再進(jìn)入膨脹發(fā)電機(jī)組 (1)膨脹做功發(fā)電降溫降壓為氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)換熱器(2)過(guò)冷再經(jīng)節(jié)流閥(3)節(jié)流制冷后回到分餾系統(tǒng)(5)，形成工作循環(huán)；分餾系統(tǒng)(5)中的氣體工質(zhì)進(jìn)入換熱器(2)輸冷吸熱由壓縮機(jī)(7)加壓后再經(jīng)換熱器(2)放熱冷卻后經(jīng)節(jié)流閥(6)節(jié)流制冷后回到分餾系統(tǒng) (5)，形成工作循環(huán)。循環(huán)工質(zhì)是氮?dú)?。增壓?4)采用隔膜泵。膨脹發(fā)電機(jī)組(1)主軸與增壓泵(4)主軸相連接。膨脹發(fā)電機(jī)組(1)主軸與壓縮機(jī)(7)主軸相連接，膨脹發(fā)電機(jī)組 (1)主軸與壓縮機(jī)(9 )主軸相連接。
權(quán)利要求
1.一種空氣液化發(fā)電裝置包括空氣液化裝置和發(fā)電裝置兩部分，第一部分空氣液化裝置主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、分餾系統(tǒng)等，以及系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，第二部分發(fā)電裝置主要包括增壓泵、換熱器、膨脹發(fā)電機(jī)組、節(jié)流閥、分餾系統(tǒng)、壓縮機(jī)等，以及系統(tǒng)內(nèi)相連接的管道、附件及檢測(cè)和控制裝置，其特征是發(fā)電裝置和空氣液化裝置之間有冷凝器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣液化發(fā)電裝置，其特征是該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置中增壓泵、換熱器、冷凝器、膨脹發(fā)電機(jī)組、換熱器、節(jié)流閥、分餾系統(tǒng)依次連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣液化發(fā)電裝置，其特征是該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置中分餾系統(tǒng)、換熱器、壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流閥依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣液化發(fā)電裝置，其特征是該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置的壓縮機(jī)進(jìn)口連接換熱器，出口連接換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣液化發(fā)電裝置，其特征是該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置的增壓泵采用隔膜泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣液化發(fā)電裝置，其特征是該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置的循環(huán)工質(zhì)是氮?dú)狻?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣液化發(fā)電裝置，其特征是該空氣液化發(fā)電裝置的發(fā)電裝置的膨脹發(fā)電機(jī)組主軸與增壓泵主軸相連接，膨脹發(fā)電機(jī)組主軸與壓縮機(jī)主軸相連接。
全文摘要
一種新能源空氣液化發(fā)電裝置包括兩部分，第一部分空氣液化裝置中空氣加壓后在冷凝器中放熱降溫冷凝液化后進(jìn)入分餾系統(tǒng)；第二部分發(fā)電裝置中增壓泵、換熱器、冷凝器、膨脹發(fā)電機(jī)組、換熱器、節(jié)流閥、分餾系統(tǒng)依次連接，發(fā)電裝置中分餾系統(tǒng)、換熱器、壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流閥也依次連接。發(fā)電裝置能輸出冷量給空氣液化裝置的空氣的同時(shí)吸收空氣液化裝置的空氣的熱能加熱液態(tài)工質(zhì)成為高壓超臨界流體，高壓超臨界流體經(jīng)過(guò)膨脹節(jié)流做功發(fā)電同時(shí)降溫降壓來(lái)獲得冷量，使空氣液化不耗電并且發(fā)電裝置能吸收空氣的熱能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電電力除自用外上傳電網(wǎng)。
文檔編號(hào)F01K27/00GK102305111SQ20111027145
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者羅良宜 申請(qǐng)人:羅良宜