【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源发电
,特别涉及一种利用金属镁燃烧发出的光和热进 行发电的一种镁能光热发电系统。具体说,是通过金属镁在相应容器里燃烧,放出大量的光 和热,利用光吸收原理和热吸收原理,尤其利用具有吸光和吸热功能较强的超导热管,将其 转换成电能。同时,收集具有较高价值的燃烧产物。镁能是一种亟待开发和值得进一步探 索的新能源。
技术介绍
镁在地壳中的含量约为2.5%,是第8个最丰富的元素。金属镁燃烧化学反应强 烈,可放出其储藏的巨大能量。在空气中点燃,与氧气合成氧化镁(MgO)放出大量热量,并 使其灼热,放出强烈耀眼的白光,产生白烟;且也可与氮气反应生成氮化镁(Mg3N2)15镁的燃 烧热为24900kJ/kg 25200kJ/kg,且燃烧过程释放巨大的光能,可见燃烧很少质量的镁 就能释放出足够多的能量。另外燃烧产物(MgO、Mg3N2)具有较高的经济价值。关键是设计 一个可控的方式,以达到从镁燃烧中获得能量。英国不列颠哥伦比亚省白石镇的工程师已 经开发出一种金属空气电池,该电池通过使用水、空气与作为阳极电源的镁金属进行反应 来产生电能。以色列巴伊兰大学的Doron Aurbach教授制造了世界上第一个镁锂充电电池, 该电池寿命长,并且性能稳定。然而,目前世界上并没有一个以镁为燃料的发电厂,除了镁 来源的代价问题之外,如何充分利用镁的燃烧热,特别是如何有效利用其强烈的光能,是一 个有待解决的问题。设计出同时利用镁的光能和热能的新型装置十分必要,是实现新能源 开发的迫切要求。也具有形成独立自主知识产权的重要价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种镁 ...
【技术保护点】
一种镁能光热发电系统,其特征在于,所述镁能光热发电系统是一种利用超导热管、热管换热器组成的吸热吸光系统,该系统的基本结构由镁粉燃烧及燃烧产物收集回路和给水到高温蒸汽的工质传热回路共同构成,将金属镁燃烧生成的热能和光能转化为电能,通过进风口(2)、进料口(3)及火势调节装置(20)实现负荷可控,并利用分离装置(6)、灰渣输送带(18)实现将燃烧产物收集利用;所述镁粉燃烧及燃烧产物收集回路为进料口(3)、进风口(2)固定在炉膛(4)的左壁上、尾部烟道(7)连接在炉膛(4)右上面、分离装置(6)和落渣仓(5)连接在炉膛(4)右边、灰渣输送带(18)在落渣仓(5)下面、火势调节装置(20)在炉膛(4)上部,净化装置(8)装在尾部烟道(7)下面组成;给水到高温蒸汽的工质传热回路由装在炉膛(4)内的超导热管(15)、分离器超导热管(19)、下热管换热器(9)、上热管换热器(13)、烟道热管换热器(11)、换热器(12)、第二换热器(14)与上热管换热器(13)顺序连接、联箱(10)分别连接下热管换热器(9和烟道热管换热器(11)、净化装置(8)连接鼓风机(1)和进风口(2)、第二换热器(14)出口 ...
【技术特征摘要】
一种镁能光热发电系统,其特征在于,所述镁能光热发电系统是一种利用超导热管、热管换热器组成的吸热吸光系统,该系统的基本结构由镁粉燃烧及燃烧产物收集回路和给水到高温蒸汽的工质传热回路共同构成,将金属镁燃烧生成的热能和光能转化为电能,通过进风口(2)、进料口(3)及火势调节装置(20)实现负荷可控,并利用分离装置(6)、灰渣输送带(18)实现将燃烧产物收集利用;所述镁粉燃烧及燃烧产物收集回路为进料口(3)、进风口(2)固定在炉膛(4)的左壁上、尾部烟道(7)连接在炉膛(4)右上面、分离装置(6)和落渣仓(5)连接在炉膛(4)右边、灰渣输送带(18)在落渣仓(5)下面、火势调节装置(20)在炉膛(4)上部,净化装置(8)装在尾部烟道(7)下面组成;给水到高温蒸汽的工质传热回路由装在炉膛(4)内的超导热管(15)、分离器超导热管(19)、下热管换热器(9)、上热管换热器(13)、烟道热管换热器(11)、换热器(12)、第二换热器(14)与上热管换热器(13)顺序连接、联箱(10)分别连接下热管换热器(9和烟道热管换热器(11)、净化装置(8)连接鼓风机(1)和进风口(2)、第二换热器(14)出口连接至汽轮机(16)、汽轮机连接发动机(17)所组成;该系统的基本功能为将镁燃烧的光热能转化为电能,且收集具有较高价值的氧化镁和氧化氮燃烧产物;其中分离装置(6)依据旋风除尘原理,使携带氧化镁和氧化氮燃烧产物的烟气流做旋转运动,使烟气流中的燃烧产物颗粒因受离心力作用从空气流中分离出来,与炉膛中镁粉燃烧过程中落下的燃烧产物一起经过灰渣口由灰渣输送带收集起来。2.根据权利要求1所述一种镁能光热发电系统,其特征在于,所述超导热管(15)位于 炉膛4内,吸收燃烧过程中释放的光能和热能。超导热管是一种高效的传热元件,满足高温 高热流密度条件下的传热,由多种无机活性金属及其化合物混合而成,具体原料配比在去 离子水或高纯水IOOOg中含重铬酸钾30 50g、过硼酸钠10 15g、硼酸3 5g、过氧化钠 1 3g、氢氧化铝0. 5 1. 5g、三氧化二钴0. 2 0. 5g、二氧化锰0. 2 0. 5g ;在外因热的 激发下利用微粒子的高频率振动传递热量,具有超常的热活性和热敏感性,超强导热性能 使其导热系数能达纯银的32000倍;在传导方向上几乎没有温度的衰减并能以超音速传递 的速度传递热量,在很宽的温度变化范围内运行。3.根据权利要求1所述一种镁能光热发电系统,其特征在于,所述超导热管15主要用 来吸收镁燃烧的光能和热能;包括两种类型,其中类型一为超导热管外套有耐高温玻璃管, 耐高温玻璃管外表面采用磁控溅射法制备具有镁光选择性吸收特性的M-NiOx薄膜,高选 择性吸收镀膜将镁燃烧产生的耀眼白光转化为热能,转化后的热能随之被内置的超导热管 所吸收;类型二为独立的超导热管,外部不设置耐高温玻璃管,主要吸收镁燃烧直接产生的 大量热量;两种结构类型的超导热管交错...
【专利技术属性】
技术研发人员:周涛,刘平,周蓝宇,张记刚,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]
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