巨能风力热泵与热电厂联产系统技术方案

一种巨能风力热泵与热电厂联产系统，其是基于两者联产过程可形成的独特优势效益依存关系的科学发现而提出，即通过风力热泵参与热电厂余热吸收与转换加热发电的过程形成双向需求效益，从而也使热电厂废弃排放的巨大热能变为宝贵资源，并可通过对热电厂产生的高、低温冷却水的交替储备方式达到另类方式的风能储备目的；还可利用热电厂的高效发电设备、电力输配送线路与运行调控能力实现风电开发与输送方式由“电网联产”到“电厂联产”的根本性转变，形成了风能资源的全新、广泛、巨大、便捷、廉价的发展途径。其巨能风力热泵是由多形态巨能风力（发电）机组与热泵压缩机或电热装置配合构成，巨能风力热泵机组还可多方面应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风能资源的全新发展方式与广泛、巨大、便捷、廉价的利用途径，尤其 是通过巨能风力热泵机组参与热电厂余热吸收与转换加热发电的过程方式实现。技术背景(-)巨能风力发电机组介绍最新专利技术专利多形态巨能风力发电机组(中国专利技术专利200810115146.5)的技术发 明，使巨能风电技术取得全面与实质突破，其将彻底改变当前巨能风电发展、建设、应用面 临的艰难局面与诸多问题。巨能风电技术最基础的理论观点是无论任何形态、结构、规格的风电机组，其实现巨 能大功率设计目标的基础条件最终是要取决于在该机组上安装的所有风轮所能形成的总体有 效采风面积的多少及其能够转化成为有效旋转推力的大小。因此，通过大量采用众多中小风 轮共同形成广泛、高大、密集、高效的采风用风，再通过机械聚能传动的方式将各个分散动 力汇集集中输出，同样可以达到巨能大功率设计的目标，况且由该技术路线实现的巨能机组 优点多多。
技术介绍
催生巨能机组水平轴叶桨迎风旋转式风力发电机组是当今全球风电设备中应用最为广泛、规格型号最 为齐全的机型形态，人们最初采用的风轮直径较小，中小型风轮具有选材、制造、运输、安 装、应用简单方便，叶片造价便宜方便，叶片种类形态多样，如三叶型、多叶型、低风速 型、高风速型等。中小风轮转速较快或很快，旋转范围与对风转动所占空间较小，但其在单 位空间内所能形成的有效采风面积的比值确是很大，叶片的乘风出力转换能力也很强；转头 方式灵活，结构简单多样，小力矩的叶片拥有优异的抗击恶劣风力冲击的能力。然而，随着人们对风电机组大功率需求的推进使风轮叶片的规格逐步加大，并正在向着 更大方向加快发展，如国外大功率单一风轮的直径巳达126米以上。但是实践数据与应用 结果同时证明，风轮直径规格设计是有一个度的，当其放大到超出一定区域范围限制的情况 下，机组整体性能指标就将出现逐渐下降乃至呈现出几何级数加快变差的发展趋势，从而导 致企望的巨能目标实现之路越走越艰难、越走越昂贵、越走可持续发展的空间越小，因而只 有通过技术路线的变革创新，才能系统、实质、全面地解决难题。多形态巨能风电技术多形态巨能风电机组实现单机大功率目标的技术路线是由聚能到达巨能，因此 也可将其称为聚能风电机组；其实现形态多样化设计的技术路线是在由一级聚能结构到达三级聚能结构的流程式演进过程中阶段化实现，即各阶段的聚集结构均将构成一 种机组形态。多形态巨能风电机组是由众多个分散设置的中小风轮共同构成，其采用的独特传动结构 可使各个分散风轮在任何迎风方向及其变化时，均可将方向始终一致的单个风轮出力以相同 的方式输出，从而确保了在机组框架固定不动的情况下"由各个中小风轮单独出力与单独旋 转对风"基础功能目标的实现，同时也可使"以相同结构实现将分散的动力集中汇集输出" 功能目标的实现。其在动力汇集的过程中，首先形成横向的"一次汇集结构"，而将2-多排"一次汇集结构" 纵向排列，再通过纵向传动轴的上下汇集集中即形成了 "二次汇集结构"，还有类似演化形成 的"三次汇集结构"；在三个汇集阶段形成的三个巨能风力机形态的动力输出轴上，均可直接 或间接与1-多个立式或卧式发电机、或是多发电机配合系统连接，从而形成所述的一级、二 级、三级巨能风电机组的形态；此外，其还有一二级混合形态巨能机组。在其一级形态中又包括将各个风轮均设在传动轴上部的形态和在上下两侧对称式设置 的形态(见示意图2)，后者可使风力推力在上下两个风轮之间形成平衡，并可节省l/2齿轮 与横向机组框架结构的设置数量，因此在二、三级机组中最多采用。二级巨能风电机组的形态可构成广泛、高大、宏大的立式平面框架式建设规模及其持续 扩展(见示意图1)，而将若干个共同设置的二级巨能机组形态形成"W、 L、"等相互依靠辅 助支撑建设，可使其共同实现高大的稳定。一二级混合式巨能风电机组是介乎于一、二级机组中间的立式形态设计，在其上部设置 横纵向排列的中小风轮并形成一、二次出力汇集传动，并且将全部动力传递到在地面上设置 的发电机上(这又与二次形态相似)；并且通过旋转调控装置的配合使上述系统结构实现围绕 圆柱塔架的整体旋转对风。优势价值全面呈现聚能-巨能的技术路线为风电机组实现大功率目标开拓了广阔的发展道路；而经数次 创新完善与优选过程最终形成的上述多种机械聚能结构形态，又为该技术路线的实际高效畅 通打开了大门，因此二者是相辅相成的有机整体，其共同呈现至少10个方面的综合比较优势: ①多样化结构形态的实现这可提供适合不同地况、风况、海陆及不同建设规模下的应 用选择，也使风电建设具备了设备选型条件，而通过选型将大幅度促进与优化最佳适用与最 佳效益的形成。如A—级聚能结构形成的"一字横向巨能风电机组"的一侧设置形态可满足最简单的配合 建设安装需求，如以直线海堤、楼顶为基础的配合固定；其对称设置形态可在草原、平川、 海上、山地等地点方便建设拥有众多出力点的"蜈蚣形"风电机组的需求(见示意图2)。A海上巨能风电最理想的机型是立轴式且拥有广泛宏大框架辅助支撑结构的多风轮机组 形态，其可通过纵向传动轴的向下延伸使巨型"多发电机系统"设置在机组的最下部，甚可 设在海底的岩石上，从而使其结构更加稳定并且方便安装与维护，还能有利于抵抗台风在高 空的冲击，而与多风轮安装需求一同形成的宏大框架又可同时实现稳固支撑，这些均为海上 巨能风电建设提供了最佳条件。而二级聚能风电机组即是上述形态(见示意图l)，其同样适 合陆地平川建设宏大规模的风电工程采用。A其混合式巨能风电机组属于立式旋转对风的结构，立点单一，尤其适合在山顶采用。② 多样化实现巨能 一级聚能出力设计不一定就小，二级不一定就特大，可根据用户需 求，地理状况，建设规模等通过安装风轮的规格、数量、密度、类型等相关影响因素进行调 整，而其多样化形态可立体化(结构形态满足x能力拓展满足)相互促进。③ 形态与能力宏大拓展其一级巨能风电机组的横向设计长度就可轻松达数百米、上千 米，二级巨能机组的纵向设计高度可达上百米、数百米，这均是单一风轮形态机组难于想象 与无法实现的。巨能风电机组的能力水平已经不是现有类型机组长期徘徊在1兆瓦还是2兆 瓦的概念空间内；在一个一、二级巨能机组上可方便地汇集数十、成百、上千个屮小风轮形 成共同出力，因此其可轻松达到"数兆瓦、十数兆瓦、数十兆瓦"的单机出力能力设计水平， 并可满足任何合理的建设规模与巨能设计。④ 启动风力大幅度降低风机启动风力值的大小决定其可利用自然风能时间的长短与形 成效益的高低。巨能机组上的各个风轮出力均将汇集，因此这也彻底改变了人们对启动风力 的评价概念与测算方式。如安装的某1个风轮启动风力为1公斤时所需风力强度为2级风 力时，那么共同拥有1000个风轮的巨能机组共同启动1吨发电机旋转推力所需的启动风力即 为2级风力，因此巨能风电机组同样适合在中低风力资源的地区广泛推广，尤其是采用在其 上均安装多叶、宽叶叶片的低速型风轮设计。⑤ 价值化运行调控价值化运行调控还是一个全新的概念，目P:通过与风力变化的适应 性调控过程，实现机组获得价值的最大化。具体描述是其通常不是上来就采用转桨、偏转 湾风的调控方式，而是通过多发电机系统的设置及其方便实现多机合并与分离的控制方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巨能风力热泵机组，其特征在于：其有三种主要形成方式或布局形态，（一）由与多形态巨能风力发电机组中采用的多形态巨能风力机提供动力，并且由其动力输出轴直接带动热泵系统压缩机，从而形成压缩式巨能风力热泵机组的形态；（二）由与多形态巨能风力发电机组基本结构相同或相似的巨能风力发电机组发电机形成的电力与远距离设置的热泵系统电热装置一体化配合实现加热方式驱动，从而形成吸收式巨能风力热泵机组的形态；（三）由与多形态巨能风力发电机组基本结构相同或相似的巨能风力发电机组的发电机形成的电力与远距离设置的电动机连接形成转换，再由电动机与热泵系统压缩机一体化配合实现机械驱动，从而形成转换压缩式巨能风力热泵机组的形态；其吸收式巨能风力热泵机组和转换压缩式巨能风力热泵机组在无风时刻或季节还能通过外加辅助热量加热方式或由电网电力驱动的方式运行，或使其形成一体化的可实现交替驱动方式的设计。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓通，
申请(专利权)人：陈晓通，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]