用于通过使汽化潜热再循环而进行高效能量转换循环的系统技术方案

公开了一种通过使汽化潜热再循环而进行高效能量转换循环的发电设备(系统)和方法。在一种实现中，本发明专利技术能够通过建立多个汽轮机循环减少在现有电厂循环设计中被抛弃到大气中的废热的量而实现提高的效率，其中第一循环的汽化潜热注入第二循环的输入级中，第二循环的废热(汽化潜热)注入第三循环的输入级中，等等。只有最后一个循环的废热被抛弃到大气中。

A system for efficient energy conversion cycles by recycling the latent heat of vaporization

A power generating device (system) and method for efficient energy conversion cycling by recycling vaporization latent heat is disclosed. In one implementation, the invention can through the establishment of a number of steam turbine cycle reduction in the existing power plant cycle design was abandoned to the amount of the waste heat in the atmosphere and improve the efficiency of the latent heat of vaporization of first cycle injection input stage second cycles, second cycles of waste heat (latent heat) into the input stage third circulation, etc.. Only the last cycle of waste heat is dumped into the atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过使汽化潜热再循环而进行高效能量转换循环的系统
本文描述的本主题总体上涉及发电，更具体地，朝着用于高效地驱动发电汽轮机的多级系统。
技术介绍
目前，世界上的大部分电通过将水加热到高的压力和温度的蒸汽来生成，蒸汽随后用于使汽轮机旋转，汽轮机使发电机旋转以发电。任何数量的方法可用于加热水，例如太阳能、煤炭、燃气、原子能等。当高压蒸汽进入汽轮机时，高压蒸汽与汽轮机叶片碰撞并将其能量中的一些能量给予汽轮机。在与汽轮机叶片多次碰撞之后，蒸汽已损失掉其能量中的大量能量，并离开汽轮机以低的压力进入冷凝器，冷凝器冷却蒸汽一直到蒸汽变成水。然后，泵将水泵回到循环的高压输入级，在高压输入级，水又被加热成蒸汽以连续地重复该循环。这种设置方式的问题在于，冷凝器必须去除汽化潜热以将蒸汽往回转换成液体，使得泵可通过最小的能量需求将流体泵回到循环的起始处。然后，该能量作为废热被丢弃到周围环境。在水的情况下，汽化潜热大约是2257kJ/Kg，这是非常大量的能量。这是在每个循环增加到工作流体的总热能的40％-60％(取决于操作温度)之间的能量或更大的能量。因此，甚至最好的发电厂也极少实现甚至40％的效率。如果该废弃潜热还可使用并转换成电，则任何发电厂的效率的显著提高是可能的。存在许多现有动力循环，诸如朗肯循环和其他循环的现有动力循环的问题在于，由于必须抛弃到大气或周围环境中的大量低质量的废热，导致循环的效率大大受到限制。大部分汽化潜热(或冷凝潜热)必须作为废热被抛弃，这大大限制了任何循环的效率。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以介绍与用于通过使汽化潜热再循环而进行高效能量转换循环的系统(设备)及其方法相关的概念，该概念在下面在详细描述中进一步描述。本
技术实现思路
不意在确定请求保护的主题的必要特征，也不意在用于确定或限制请求保护的主题的范围。技术问题：冷凝器必须去除汽化潜热以将蒸汽往回转换成液体，使得泵可通过最小的能量需求将流体泵回到循环的起始处。然后，该能量(潜热)作为废热被丢弃到周围环境。因此，甚至最好的发电厂也极少实现甚至40％的效率。技术方案：本专利技术提供一种机构，该机构通过将任何级的汽化潜热传递到下一级的输入级而非将该汽化潜热抛弃到大气中，有效地且经济地解决上面提到的技术问题，并因此大大增加任何动力循环的效率。在一种实现中，本专利技术的基本目标在于通过增加所有现有的和未来的发电厂的热电转换效率，克服现有技术的缺点/缺陷。在一种实现中，本专利技术提供通过比通过目前的技术可能达到的效率更高的效率，在发电厂中将热能转换成电能。在一种实现中，通过使用本专利技术提高效率，是通过减少在现有电厂循环设计中被抛弃到大气中的废热的量来实现的。在一种实现中，本专利技术通过建立多个汽轮机循环提供一种机构，其中第一循环的汽化潜热注入第二循环的输入级中，第二循环的废热(汽化潜热)注入第三循环的输入级中，等等。只有最后一个循环的废热被抛弃到大气中在一种实现中，本专利技术能够使用废弃潜热并将废弃潜热转换成电，从而实现发电厂的效率的显著提高。废热交换机构还可与所有基于热的动力系统一起使用，即使最终输出是某种非电形式的输出。在一种实现中，通过将任何级的汽化潜热传递到下一级的输入级而非将该汽化潜热抛弃到大气中，本专利技术增加任何动力循环的效率。在一种实现中，通过适当地选择工作流体、汽轮机出口温度和压力，本专利技术能够将所有汽化潜热传递到下一级，从而大大减少将该级的工作流体加热到期望的温度所需的能量的量。对于第一级之后的所有级，其结果是极高的效率，从而造成非常高的总效率。为了通过将任何级的汽化潜热传递到下一级的输入级而非将该汽化潜热抛弃到大气中来提高任何动力循环的整体性能，本专利技术的实施例提供本申请的多个方面。多个方面提供用于通过使汽化潜热再循环而进行高效能量转换循环的系统/设备和方法。技术方案如下：在另一方面，公开了一种具有至少两级系统的多级发电设备。发电设备包括：第一级动力循环，包括第一工作流体、锅炉、汽轮机、热交换器、泵等，且配置用于发电；第二级动力循环，包括第二工作流体、锅炉、汽轮机、热交换器、泵等，且配置用于发电；其中第二工作流体吸收从第一级循环生成的废热(汽化潜热和/或冷凝潜热)以用于发电。在另一方面，公开了一种用于使用具有至少两级动力循环的发电设备来发电的方法。方法包括：·使用包括第一工作流体、锅炉、汽轮机、热交换器、泵等的第一级动力循环发电；·使用第二级潜热交换机构和包括第二工作流体和发电设备的汽轮机循环发电；其中·第二工作流体在潜热交换机构中吸收从第一级生成的废热(汽化潜热和/或冷凝潜热)以用于发电。在本专利技术的一种实现中，第一级的低质量的废热传递到第二循环的输入级，第二循环的废热传递到第三循环的输入级，等等。级越多，最终的总效率将越大，但是将来会有一个时候，那时增加更多的级将具有减少的财务回报。另外，不能找到足够数量的具有正确物理性质的工作流体以实现无限数量的级。出于详细解释过程的目的，两个级将足以解释概念，因此其余的解释将基于两级系统。附图说明参照附图描述详细描述。在附图中，标号最左边的数字标示该标号第一次出现时的图。贯穿附图，使用相同的数字指示相同的特征和组件。图1示出了现有发电厂循环(现有技术)的简化原理图。图2示出了根据本主题的实施例的、将实现非常高的效率的多级循环的简化原理图。图3示出了根据本主题的实施例的、在水和氨用作工作流体的情况下，两级系统看起来可能像什么的示例。图4示出了根据本主题的实施例的、用于使用具有至少两级潜热交换机构的发电设备来发电的方法。图5示出了根据本主题的实施例的、在第一级潜热交换机构1000期间执行的方法。图6示出了根据本主题的实施例的、在第二级潜热交换机构2000期间执行的方法。具体实施方式下面参照本专利技术的实施例中的附图清楚地描述了本专利技术的实施例中的技术方案。显然，描述的实施例仅仅是本专利技术的实施例中的一部分而非所有实施例。由本领域普通技术人员基于本专利技术的实施例在不付出创造性劳动的情况下获得的所有其他实施例应该落入本专利技术的保护范围内。下面与示出了本专利技术的原理的附图一起提供本专利技术的一个或多个实施例的详细描述。本专利技术与这样的实施例关联地描述，但是本专利技术不限于任何实施例。本专利技术的范围仅由权利要求限制，本专利技术包括多个可选项、修改和等同物。在下面的描述中阐述多个具体细节以提供本专利技术的彻底的理解。出于示例的目的，提供这些细节，本专利技术可在不存在这些具体细节中的一些或所有细节的情况下根据权利要求实践。出于清楚的目的，没有详细描述与本专利技术相关的
中已知的技术材料，使得本专利技术没有不必要地模糊。可注意到，将理解的是，热力学的基本最小理解与读者共存，以理解本解释。现在参照图1，图1示出了作为现有技术的现有电厂循环的基本布局。虽然多个方面描述了：通过使汽化潜热再循环而进行高效能量转换循环，可在任何数量的不同系统、环境和/或构造中实现，但是在下面的示例性系统的背景下描述实施例。现在参照图2，图2示出了根据本主题的实施例的、将实现非常高的效率的多级循环的简化原理图。在一种实现中，第一级的低质量的废热传递到第二循环的输入级，第二循环的废热传递到第三循环的输入级，等等。级越多，最终的总效率将越大，但是将来会有一个时候，那时增加更多的级将具有减少的财务回报。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级发电设备，具有至少两级潜热(废热)交换机构，所述发电设备包括：第一级动力循环，包括第一工作流体且配置用于发电，从而生成包含汽化潜热和/或冷凝潜热(废热)的能量的汽轮机出口蒸汽；第二级动力循环，包括第二工作流体且配置用于发电；其中所述第二工作流体吸收从所述第一级动力循环生成的汽化潜热和/或冷凝潜热(废热)以用于发电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 IN 3127/DEL/20141.一种多级发电设备，具有至少两级潜热(废热)交换机构，所述发电设备包括：第一级动力循环，包括第一工作流体且配置用于发电，从而生成包含汽化潜热和/或冷凝潜热(废热)的能量的汽轮机出口蒸汽；第二级动力循环，包括第二工作流体且配置用于发电；其中所述第二工作流体吸收从所述第一级动力循环生成的汽化潜热和/或冷凝潜热(废热)以用于发电。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一工作流体被加热成蒸汽，所述第二工作流体被加热成具有与所述第一工作流体无关的操作温度和压力的蒸汽。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一级动力循环包括：第一装置，配置为传送处于高的压力的所述第一工作流体；第二装置，配置为：接收处于高的压力的所述第一工作流体；以及将所述第一工作流体加热到高的温度，以生成加热流体/蒸汽；第三装置和第四装置，配置为接收加热流体/蒸汽并使加热流体/蒸汽膨胀，一直到加热流体/蒸汽降低到某个温度和压力，从而将具有降低的温度和压力的加热流体传送到废热交换机构。4.根据权利要求1所述的设备，包括热交换器机构，其中所述热交换器机构配置为：将从所述第一级动力循环生成的废热传递到所述第二级动力循环中的第二工作流体。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二级动力循环包括：第五装置，配置为：接收处于液体或蒸汽形式、处于高的温度和压力的所述第二工作流体；以及将处于蒸汽形式的所述第二工作流体加热到优选的操作温度；第六装置，配置为：接收处于高的温度和压力的加热蒸汽；以及从所述蒸汽发电，该蒸汽以低的温度和压力离开所述发电设备并进入另一热交换器，以将该蒸汽的废热传递到第三级动力循环或排出到大气；第七装置，配置为传送处于高的压力的所述第二工作流体。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述热交换器机构配置为：在所述第一级动力循环期间，从所述第四装置接收第一工作流体蒸汽，并冷却所述第一工作流体蒸汽，一直到所述第一工作流体蒸汽转换成液体形式，且将它传送到所述第一装置；或者在所述第二级动力循环期间，从所述第六装置接收第二工作流体蒸汽，并冷却所述第二工作流体蒸汽，一直到所述第二工作流体蒸汽转换成液体形式，且将它传送到所述第七装置。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所有的工作流体从适合于用作工作流体且以彼此无关的压力和温度操作的一组流体中选择，因此根据需要，不同的压力和温度能够用于所有的级。8.根据权利要求1所述的设备，其中优选地，不同的工作流体用于不同的级、被物理地隔离且不能混合。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一级的汽化潜热以足够高的压力和温度传递到所述第二级，导致第二工作流体的温度和能量含量的显著增加以及从液体到蒸汽或超临界蒸汽的相变，且在该过程中，所述第一级的蒸汽转换成液体。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏博德·维尔马，
申请(专利权)人：苏博德·维尔马，
类型：发明
国别省市：印度,IN