等离子态氢氧原子发电机及其控制方法技术

等离子态氢氧原子发电机及其控制方法属于发电设备技术领域，具体涉及一种等离子态氢氧原子发电机及其控制方法。本发明专利技术一种燃烧效率高，降低能耗成本的等离子态氢氧原子发电机及其控制方法。本发明专利技术的等离子态氢氧原子发电机，包括燃烧机、汽轮机和底部具有加水泵的蓄水电热蒸汽发生器，其特征在于：所述燃烧机包括内壳体，内壳体外设置有冷却水套，内壳体一端为低温部，内壳体低温部的一端从耐热水套中伸出，内壳体低温部的一端设置有喷气阀，喷气阀与汽轮机相连；内壳体另一端为高温部，高温部内设置有耐火陶瓷内胆，耐火陶瓷内胆的开口朝向低温部，耐火陶瓷内胆高温部的一端设置有等离子火炬喷嘴；所述冷却水套上端通过蒸汽管与一集气室相连。

【技术实现步骤摘要】
等离子态氢氧原子发电机及其控制方法
本专利技术属于发电设备
，具体涉及一种等离子态氢氧原子发电机及其控制方法。
技术介绍
能源问题，环境问题是当今社会尤为关注的问题，解决能源危机，改善生态环境是我们为之共同努力的方向。能源是人类发展的根本保证，由于煤炭，石油、天然气等化石燃料都是不可再生能源，而且储量是有限的，所以现今全世界各国都很重视研究开发新能源，氢能源更是得到各国的重视，但制约氢的应用主要因素是制取氢气的成本高、氢不便储存、不便运输从而影响氢的应用，现国内外也有很多科技人员为氢的廉价应用做出了很多努力。例如：公告号为CN106981674A的“一种水燃料电池氢能发电机及其发电的方法”即盐水浓差电池发电时水变氢气的现象，其中最典型的实例是反电渗析发电过程，反电渗析电池发电的同时其阴极是必然产生氢气和氢氧化钠，在阳极室氢元素必定来源于水，而这种浓差渗析电池水变氢气的现象，已经清楚地表明，不需要外界输入电能或光能或热能等任何能量，也不需要消耗铝等任何其他物质，仅仅凭借离子交换膜和离子浓度差的合力，就可以自发地将氯化钠和水转化为氢气和氢氧化钠和氯气，同时释放电能。该专利采用浓差渗析电池发电时水变氢气的现象，为氢能源的利用提供一种新的发电方法和模式。例如：公号为CN204103001U的“一种氢能发电机”，其结构是一个包括产氢装置和发电装置的氢能发电系统，采用制氢剂即时与水反应制氢，用所制得的氢气在燃料电池中发电的一种氢能利用方式，为氢能源的应用提供了一种新的应用途径。以上两种制氢发电方式，存在制氢效率低，发电功率小的缺点。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种燃烧效率高，降低能耗成本的等离子态氢氧原子发电机及其控制方法。本专利技术的等离子态氢氧原子发电机，包括燃烧机、汽轮机和底部具有加水泵的蓄水电热蒸汽发生器，其特征在于：所述燃烧机包括内壳体，内壳体外设置有冷却水套，内壳体一端为低温部，内壳体低温部的一端从耐热水套中伸出，内壳体低温部的一端设置有喷气阀，喷气阀与汽轮机相连；内壳体另一端为高温部，高温部内设置有耐火陶瓷内胆，耐火陶瓷内胆的开口朝向低温部，耐火陶瓷内胆高温部的一端设置有等离子火炬喷嘴；所述冷却水套上端通过蒸汽管与一集气室相连；所述蓄水电热蒸汽发生器上端设置有上连通管，蓄水电热蒸汽发生器下端设置有下连通管，上连通管通过三通分别与集气室和等离子火炬喷嘴相连；三通和等离子火炬喷嘴之间设置有第一控制阀；所述下连通管与冷却水套下端相连。作为本专利技术的一种优选方案，所述燃烧机上相对于内壳体和喷气阀连接处设置有第一温度传感器和第一压力传感器，相对于耐火陶瓷内胆的高温区一端设置有第三温度传感器，相对于耐火陶瓷内胆的另一端设置有第二温度传感器；所述冷却水套端部设置有蒸汽降温环道；所述燃烧器上相对于内壳体内的低温区设置有环形蒸汽降压通道，环形蒸汽降压通道和蒸汽降温环道之间设置有雾化水喷嘴；所述蒸汽降温环道通过第二控制阀与集气室相连；所述环形蒸汽降压通道通过第三控制阀与集气室相连；所述雾化水喷嘴通过具有第四控制阀的水流管路与蓄水电热蒸汽发生器的中部相连；所述蓄水电热蒸汽发生器上设置有水位传感器和第二压力传感器；所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、喷气阀、等离子火炬喷嘴、加水泵、水位传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均与一控制系统相连。作为本专利技术的另一种优选方案，所述冷却水套的下端设置有排污阀。作为本专利技术的第三种优选方案，所述内壳体内表面相应于耐火陶瓷内胆设置有耐热钢阻热内胆。本专利技术等离子态氢氧原子发电机的控制方法，其特征在于：1）启动控制系统，控制系统根据水位传感器的数据控制加水泵工作，为蓄水电热蒸汽发生器加水；水位传感器测得上水位后控制系统停止加水。2）控制系统启动蓄水电热蒸汽发生器的电加热管，电加热管开始加热蓄水蒸汽发生器中的水，由于燃烧机冷却水套和集气室均与加热蓄水蒸汽发生器连通，因此冷却水套内的水被一同加热。3）当第二压力传感器测得蓄水电热蒸汽发生器内压力升到13.4兆帕时。4）控制系统启动第一控制阀向等离子火炬喷嘴输送水蒸汽。5）等离子火炬喷嘴电源启动，等离子火炬点燃，产生5000～50000℃的高温等离子体火焰，5000～50000℃的高温等离子火焰将水蒸汽中的水分子热裂解成氢原子和氧原子。氢原子、氧原子燃烧后形成水分子，水分子又被裂解为氢原子、氧原子，这一过程是氢氧原子持续裂解燃烧，产生大量热能。6）在等离子火炬喷嘴开始工作后，第二温度传感器和第三温度传感器测得耐火陶瓷内胆温度高于3000℃时，控制系统自动开启第二控制阀，通过蒸汽降温环道向内壳体内输送600℃的蒸汽，蒸汽经由蒸汽降温环道给耐热钢阻热内胆降温，耐热钢阻热内胆温度降至2900℃时，控制系统关闭第二控制阀，维持耐火陶瓷内胆的温度在2900～3000℃之间。7）当第一温度传感器测得温度高于650℃时，控制系统开启第四控制阀，向燃烧机低温部内喷入220℃的降温雾化水，当第一温度传感器测得温度低于610℃时，控制系统关闭第四控制阀，维持换热区内的蒸汽温度在600～630℃输出。8）当第一压力传感器测得压力达到13Mpa时，控制系统会自动开启喷气阀，这时符合温度压力要求的高温水蒸汽通过喷气阀进入汽轮机，汽轮机带动发电机发电。9）当压力传感器测得蓄水电热蒸汽发生器内的压力高于13.6Mpa时，控制系统打开第三控制阀，这时集气室内的蒸汽会经第三控制阀进入环形蒸汽降压通道，再进入内壳体内的低温部内进行换热调温后外输。10）当燃烧机内的燃烧正常后，燃烧机内壳体参与热交换后，会将冷确水夹层中的水加热至600℃，这时控制系统关闭蓄水电热蒸汽发生器的电加热管，从而完成等离子态氢氧原子发电机的工作过程。本专利技术的有益效果：由于本专利技术等离子态氢氧原子发电机，燃烧机壳体内设置了内壳体及耐火陶瓷内胆，配合传感器和控制阀，能积极有效地控制燃烧室内的温度压力，所以其结构设计合理，布置紧凑。本专利技术其采用喷水换热技术，高温高压密封持续式燃烧技术，最大的优点是实现了热能的放大，使能源的利用更加合理，对节能减排提供了有力的设备保证，为氢能源的应用拓宽了一条新路。本专利技术等离子态氢氧原子发电机的能量放大功能是这样实现的，通过高频等离子火炬5000～50000℃高温将水蒸汽热裂解制氢，将水分子热裂成氢原子、氧原子。氢原子、氧原子在燃烧机内特定的高温3000℃以上、压力13Mpa，进行连续裂解持续燃烧，实现热能放大功能，其能量放大的量是输入电能的10～20倍。本专利技术的燃烧窒保温效果好，能很好的阻止热量散失，可维持水蒸汽在等离子火炬热裂解后至低温段之间，一直保证其温度在3000℃以上，水分子实现完全裂解的温度是3000℃。附图说明图1是本专利技术燃烧机的结构示意图。图2是本专利技术的整体结构示意图。图3是图2的侧视图。附图中1为第一压力传感器、2为喷气阀、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.等离子态氢氧原子发电机，包括燃烧机（17）、汽轮机（34）和底部具有加水泵（26）的蓄水电热蒸汽发生器（25），其特征在于：所述燃烧机（17）包括内壳体（14），内壳体（14）外设置有冷却水套（15），内壳体（14）一端为低温部（3），内壳体（14）低温部（3）的一端从耐热水套中伸出，内壳体（14）低温部（3）的一端设置有喷气阀（2），喷气阀（2）与汽轮机（34）相连；内壳体（14）另一端为高温部（8），高温部（8）内设置有耐火陶瓷内胆（13），耐火陶瓷内胆（13）的开口朝向低温部（3），耐火陶瓷内胆（13）高温部（8）的一端设置有等离子火炬喷嘴（18）；所述冷却水套（15）上端通过蒸汽管（10）与一集气室（21）相连；所述蓄水电热蒸汽发生器（25）上端设置有上连通管（32），蓄水电热蒸汽发生器（25）下端设置有下连通管（33），上连通管（32）通过三通（24）分别与集气室（21）和等离子火炬喷嘴（18）相连；三通（24）和等离子火炬喷嘴（18）之间设置有第一控制阀（23）；所述下连通管（33）与冷却水套（15）下端相连。/n

【技术特征摘要】
1.等离子态氢氧原子发电机，包括燃烧机（17）、汽轮机（34）和底部具有加水泵（26）的蓄水电热蒸汽发生器（25），其特征在于：所述燃烧机（17）包括内壳体（14），内壳体（14）外设置有冷却水套（15），内壳体（14）一端为低温部（3），内壳体（14）低温部（3）的一端从耐热水套中伸出，内壳体（14）低温部（3）的一端设置有喷气阀（2），喷气阀（2）与汽轮机（34）相连；内壳体（14）另一端为高温部（8），高温部（8）内设置有耐火陶瓷内胆（13），耐火陶瓷内胆（13）的开口朝向低温部（3），耐火陶瓷内胆（13）高温部（8）的一端设置有等离子火炬喷嘴（18）；所述冷却水套（15）上端通过蒸汽管（10）与一集气室（21）相连；所述蓄水电热蒸汽发生器（25）上端设置有上连通管（32），蓄水电热蒸汽发生器（25）下端设置有下连通管（33），上连通管（32）通过三通（24）分别与集气室（21）和等离子火炬喷嘴（18）相连；三通（24）和等离子火炬喷嘴（18）之间设置有第一控制阀（23）；所述下连通管（33）与冷却水套（15）下端相连。


2.根据权利要求1所述的等离子态氢氧原子发电机，其特征在于：所述燃烧机（17）上相对于内壳体（14）和喷气阀（2）连接处设置有第一温度传感器（6）和第一压力传感器（1），相对于耐火陶瓷内胆（13）的高温区一端设置有第三温度传感器（16），相对于耐火陶瓷内胆（13）的另一端设置有第二温度传感器（11）；所述冷却水套（15）端部设置有蒸汽降温环道（9）；所述燃烧器上相对于内壳体（14）内的低温区设置有环形蒸汽降压通道（7），环形蒸汽降压通道（7）和蒸汽降温环道（9）之间设置有雾化水喷嘴（5）；所述蒸汽降温环道（9）通过第二控制阀（20）与集气室（21）相连；所述环形蒸汽降压通道（7）通过第三控制阀（19）与集气室（21）相连；所述雾化水喷嘴（5）通过具有第四控制阀（31）的水流管路（27）与蓄水电热蒸汽发生器（25）的中部相连；所述蓄水电热蒸汽发生器（25）上设置有水位传感器（28）和第二压力传感器（29）；所述第一控制阀（23）、第二控制阀（20）、第三控制阀（19）、第四控制阀（31）、喷气阀（2）、等离子火炬喷嘴（18）、加水泵（26）、水位传感器（28）、第一压力传感器（1）、第二压力传感器（29）、第一温度传感器（6）、第二温度传感器（11）和第三温度传感器（16）均与一控制系统相连。


3.根据权利要求1所述的等离子态氢氧原子发电机，其特征在于：所述冷却水套（15）的下端设置有排污阀（4）。


4.根据权利要求1所述的等离子态氢氧原子发电机，其特征在于：所述内壳体（14）内表面相应于耐火陶瓷内胆（13）设置有耐热钢阻热内胆（12）。


5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝伟，
申请(专利权)人：李宝伟，
类型：发明
国别省市：辽宁;21