一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置的制作方法

文档序号:15578921发布日期:2018-09-29 06:19

本发明涉及能源技术领域,具体涉及一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置。



背景技术:

目前,世界能源紧缺。

火力发电、太阳能热发电、地热能和海水温差发电都是在加热器将低温低压液态第一工质加热变成高温高压气态第一工质,高温高压气态第一工质输入汽轮机内,汽轮机旋转带动发电机发电;高温高压气态第一工质对汽轮机做功后变成低温低压气态第一工质,低温低压气态第一工质进入冷凝器被冷水冷凝变成低温低压液态第一工质。

根据卡诺定理效率=1-热力学冷源温度/热力学热源温度,可知在热源温度不变情况下热力学冷源温度越低,效率越高。由于水在常压下零度时已结冰,所以用水作冷源时冷源温度不低于零度即热力学中的273度。用水作冷源造成冷源温度偏高,效率偏低,致使发电装置投资和运营成本偏高。

大海中有大量的海水温差能,由于效率偏低致使不能普及。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题在于,针对用水作冷源造成冷源温度偏高,效率偏低,致使发电装置投资和运营成本偏高这一缺憾,提供一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案是一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置。所述装置包括第一气液相变装置、蒸发器、压缩机、第一汽轮机、第一发电机、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关;所述第一气液相变装置包括壳体、导热管和弹性气囊;壳体设置有第一工质入气口、第二工质入气口和第二工质出气口,底部设置有第一工质排液口;导热管和弹性气囊设置在壳体里面,弹性气囊设置有弹性气囊入气口,底部设置有弹性气囊排液口;第一工质入气口与导热管入气口相连,导热管出气口与弹性气囊入气口相连,弹性气囊排液口与第一工质排液口相连;蒸发器工质出口与第一汽轮机的入气口相连,第一汽轮机的出气口通过第四开关与第一气液相变装置的第一工质入气口相连,第一气液相变装置的第一工质排液口与第一开关相连,第一开关通过液压泵与蒸发器工质入口相连或者直接与蒸发器工质入口相连;压缩机出气口通过高压管和第二开关与第一气液相变装置的第二工质入气口相连,第二工质出气口通过第三开关与压缩机入气口相连;第一汽轮机与第一发电机相连。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所述装置还包括第二气液相变装置、第一储液罐、第二储液罐、高压储气罐、减压阀、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关和第十二开关;所述第二气液相变装置结构与第一气液相变装置相同;第一储液罐顶部设置有第一储液罐入液口,底部设置有第一储液罐排液口;第二储液罐顶部设置有第二储液罐入液口,底部设置有第二储液罐排液口;第一开关与第一储液罐入液口相连,第一储液罐排液口与第五开关相连;第一汽轮机的出气口还通过第十二开关与第二气液相变装置的第一工质入气口相连,第二气液相变装置的第一工质排液口通过第六开关和第二储液罐入液口相连,第二储液罐排液口与第七开关相连;第五开关和第七开关均通过液压泵与蒸发器工质入口相连或者直接与蒸发器工质入口相连;压缩机出气口与高压储气罐入气口相连,高压储气罐出气口与减压阀入气口相连,减压阀出气口通过第二开关与第一气液相变装置的第二工质入气口相连,亦通过第八开关与第二气液相变装置的第二工质入气口相连,第二气液相变装置的第二工质出气口通过第九开关与压缩机入气口相连。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所述装置还包括第二汽轮机和第二发电机;第一气液相变装置的第二工质出气口通过第三开关与第二汽轮机入气口相连,第二气液相变装置的第二工质出气口亦通过第九开关与第二汽轮机入气口相连,第二汽轮机出气口与压缩机入气口相连;第二汽轮机与第二发电机相连。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所述装置还包括第三储液罐、第四储液罐、第一螺旋型热量交换管、第二螺旋型热量交换管、第十开关和第十一开关;第三储液罐和第四储液罐都在顶部设置有入液口,底部设置有排液口;第一螺旋型热量交换管和第二螺旋型热量交换管呈螺旋型,都在顶部设置有入液口,底部设置有排液口;第一储液罐排液口与第一螺旋型热量交换管入液口相连,第一螺旋型热量交换管排液口与第五开关一端相连,第五开关另一端与第三储液罐入液口相连,第三储液罐排液口与第十开关一端相连;第二储液罐排液口与第二螺旋型热量交换管入液口相连,第二螺旋型热量交换管排液口与第七开关一端相连;第七开关另一端与第四储液罐入液口相连,第四储液罐排液口与第十一开关一端相连;第十开关和第十一开关的另一端都与蒸发器工质入口相连;蒸发器设置在第十开关和第十一开关底部。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所有气液相变装置的壳体都设置为空心球型,还设置人孔和人孔盖,人孔和人孔盖通过螺栓或扣勾相连;所有气液相变装置的弹性气囊膨胀最大时都设置为空心球型;所有储液罐都设置为空心球型。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者第一气液相变装置第二工质入气口与导热管入气口相连,导热管出气口与弹性气囊入气口相连,弹性气囊排液口与第二工质出气口相连;又或者第一气液相变装置第一工质入气口与弹性气囊入气口相连,弹性气囊排液口与导热管入气口相连,导热管出气口与第一工质排液口相连。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者所述第一气液相变装置包括壳体和弹性气囊;壳体设置有第一工质入气口、第二工质入气口和第二工质出气口,底部设置有第一工质排液口;弹性气囊设置在壳体里面,弹性气囊设置有弹性气囊入气口,底部设置有弹性气囊排液口;第一工质入气口与弹性气囊入气口相连,弹性气囊排液口与第一工质排液口相连。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者所述第一气液相变装置包括筒体和活塞,活塞设置在筒体里面,筒体顶部设置有第二工质入气口和第二工质出气口,底部设置有第一工质入气口,最底部设置有第一工质排液口。

本发明的有益效果在于,本发明利用第二工质对在气液相变装置的低温低压气态第一工质做功,变成低温低压液态第一工质,降低了冷源温度,从而提高了发电效率,减少了投资和运营成本。本发明用于太阳能热发电以及海水发电时,可还世界一个蔚蓝的天空。

附图说明:

图1是第一气液相变装置的结构示意图;

图2是实施例1的结构示意图;

图3是实施例2的结构示意图;

图4是实施例3的结构示意图;

图5是实施例4的结构示意图;

图6是第一气液相变装置的另一种结构示意图;

图7是第一气液相变装置的又一种结构示意图;

图8是第一气液相变装置的又一种结构示意图;

图9是第一气液相变装置的又一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

本发明基本原理:本发明利用第二工质对在气液相变装置的低温低压气态第一工质做功,变成低温低压液态第一工质,降低了冷源温度,降低了冷源温度,从而提高了发电效率。

以下所有图中→方向表示工质运动方向。

本文中所述蒸发器泛指一切可对工质进行加热,令工质由低温低压液态变成高温高压气态的加热设备,包括火力发电的锅炉。

如图1是第一气液相变装置的结构示意图。

所述第一气液相变装置包括壳体111、导热管113和弹性气囊112;壳体111设置有第一工质入气口1111、第二工质入气口1121和第二工质出气口1122,底部设置有第一工质排液口1112;导热管113和弹性气囊112设置在壳体里面,弹性气囊112设置有弹性气囊112入气口,底部设置有弹性气囊112排液口;第一工质入气口1111与导热管113入气口相连,导热管113出气口与弹性气囊112入气口相连,弹性气囊112排液口与第一工质排液口1112相连。

第一气液相变装置的壳体设置为空心球型,还设置人孔和人孔盖,人孔和人孔盖通过螺栓或扣勾相连。设置为空心球型目的增强高压容器耐压强度,设置人孔和人孔盖方便弹性气囊的安装。

第一储液罐21顶部设置有第一储液罐入液口,底部设置有第一储液罐排液口,设置为空心球型。

气液相变装置的壳体和储液罐可分三层制造,内外层采用导热系数低并耐低温高压的材料,中间层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造,亦可用其它刚性强度高的其它材料制造;中间层采用金属、合金或碳纤维制造可以增强高压容器耐压强度。或者内层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造,外层采用导热系数低的非金属材料制造;中间层呈真空状态。采用导热系数低材料制造以及中间层呈真空状态都为了尽量减少热量传递。同时内外表层可涂上防辐射物质。

气液相变装置的弹性气囊采用耐压耐低温的弹性材料(如聚三氟氯乙烯)制造,弹性气囊膨胀最大时可承受一定压力。

如图1、2所示,其中图2是本实施例的结构示意图。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,其特征在于:所述装置包括第一气液相变装置、蒸发器3、压缩机10、高压储气罐101、第一汽轮机41、第一发电机51、第一开关61、第二开关62、第三开关63和第四开关64;所述第一气液相变装置包括壳体111、导热管113和弹性气囊112;壳体111设置有第一工质入气口1111、第二工质入气口1121和第二工质出气口1122,底部设置有第一工质排液口1112;导热管113和弹性气囊112设置在壳体里面,弹性气囊112设置有弹性气囊112入气口,底部设置有弹性气囊112排液口;第一工质入气口1111与导热管113入气口相连,导热管113出气口与弹性气囊112入气口相连,弹性气囊112排液口与第一工质排液口1112相连;蒸发器3工质出口与第一汽轮机41的入气口相连,第一汽轮机41的出气口通过第四开关64与第一气液相变装置的第一工质入气口1111相连,第一气液相变装置的第一工质排液口1112与第一开关61相连,第一开关61通过液压泵7与蒸发器3工质入口相连或者直接与蒸发器3工质入口相连;压缩机10出气口通过高压管和第二开关62与第一气液相变装置的第二工质入气口1121相连,第二工质出气口1122通过第三开关63与压缩机10入气口相连;第一汽轮机41与第一发电机51相连。

设备之间通过开关、管路连接,开关首选电磁阀开关。为了防止热量交换,管路、开关需作隔热处理。电磁阀开关除通电和磁吸部位外,其它部位可用导热系数低的非金属材料制造。当用海水作为热源发电时,汽轮机外层亦需作隔热处理,防止外界环境的热量传递到在汽轮机内工作的工质,造成汽轮机运行的不稳定性。

工质选择:在相同压力下,第一工质沸点比第二工质高,如第一工质选择二氧化碳,第二工质可选择氮气、氦气等。

低温极限选择:在汽轮机的出气口压力下,第二工质对应的温度高于弹性气囊承受的最低温度。

以下叙述工质在本实施例做功及相变过程。

初始状态, 蒸发器3内有低温低压液态第一工质,压缩机10出气口至第二开关62段的高压管内有某一数值压力的气态第二工质(压力值要大于第一汽轮机41出气口压力),第一汽轮机41、壳体111、弹性气囊112处于接近真空状态,所有开关均处于关闭状态。

加热蒸发器3内的低温低压液态第一工质,低温低压液态第一工质变成高温高压气态第一工质,打开蒸发器3工质出口开关和第四开关64,高温高压气态第一工质经第一汽轮机41的入气口进入第一汽轮机41并做功,第一汽轮机41转子旋转,带动第一发电机51旋转发电。

高温高压气态第一工质对第一汽轮机41做功后变成低温低压气态第一工质,低温低压气态第一工质经第一汽轮机41的出气口和第四开关64进入弹性气囊112,压力降低膨胀。

随着低温低压气态第一工质不断进入弹性气囊112,弹性气囊112的低温低压气态第一工质压力不断升高,当弹性气囊112膨胀最大并与第一汽轮机41的出气口的压力一致时,关闭第四开关64。

由于壳体111处于绝热状态,弹性气囊112内低温低压气态第一工质不能对外界放热,亦不能从外界吸热,保持原状态。

打开第二开关62,压缩机10出气口至第二开关62段的高压管内气态第二工质进入壳体111并对弹性气囊112内低温低压气态第一工质做功,低温低压气态第一工质压力增大,液化变成低温低压液态第一工质,并在重力作用下降至弹性气囊112底部,弹性气囊112开始收缩。同时放出热量,并通过导热管113传递到壳体111内的第二工质(此时第一工质与第二工质同压,第一工质温度比第二工质高)。

随着进入壳体111的气态第二工质不断增多,由低温低压气态第一工质变成低温低压液态第一工质亦不断增多,弹性气囊112收缩变得越来越小。

弹性气囊112内低温低压气态第一工质完全液化变成低温低压液态第一工质后,关闭第二开关62,打开第一开关61和液压泵7开关,液压泵7将弹性气囊112内的低温低压液态第一工质抽至蒸发器3,低温低压液态第一工质在蒸发器3加热变成高温高压气态第一工质。

待液压泵7将弹性气囊112内的低温低压液态第一工质抽至完毕,关闭第一开关61,打开第三开关63和第四开关64,打开压缩机10开关。壳体111的气态第二工质被压缩机10抽至压缩机10出气口至第二开关62段的高压管内。同时低温低压气态第一工质进入弹性气囊112内。

重复在弹性气囊112内由低温低压气态第一工质向低温低压液态第一工质转变的相变过程……

实施例2

如图1,3所示,其中图3是本实施例的结构示意图,亦是实施例1的优选。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所述装置还包括第二气液相变装置、第一储液罐21、第二储液罐22、高压储气罐101、减压阀9、第五开关65、第六开关66、第七开关67、第八开关68、第九开关69和第十二开关612;所述第二气液相变装置结构与第一气液相变装置相同;第一储液罐21顶部设置有第一储液罐入液口,底部设置有第一储液罐排液口;第二储液罐22顶部设置有第二储液罐入液口,底部设置有第二储液罐排液口;第一开关61与第一储液罐入液口相连,第一储液罐排液口与第五开关65相连;第一汽轮机41的出气口还通过第十二开关612与第二气液相变装置的第一工质入气口相连,第二气液相变装置的第一工质排液口通过第六开关66和第二储液罐22入液口相连,第二储液罐22排液口与第七开关67相连;第五开关65和第七开关67均通过液压泵7与蒸发器3工质入口相连或者直接与蒸发器3工质入口相连;压缩机10出气口与高压储气罐101入气口相连,高压储气罐101出气口与减压阀9入气口相连,减压阀9出气口通过第二开关62与第一气液相变装置的第二工质入气口1121相连,亦通过第八开关68与第二气液相变装置的第二工质入气口相连,第二气液相变装置的第二工质出气口通过第九开关69与压缩机10入气口相连。

设立高压储气罐101和减压阀9,降低压缩机10压缩第二工质的压力,节省电能。同时稳定输入气液相变装置的第二工质输出压力,令低温低压气态第一工质相变成低温低压液态第一工质平稳进行。

设立储液罐,目的令第一工质相变过程与液压泵7将低温低压液态第一工质抽至蒸发器3分离,第一工质相变过程更加畅顺。

在实施例1中,虽然第一发电机51可以连续发电,但由于第四开关64在打开和关闭之间循环运动,造成第一汽轮机41的出气口压力在时高时低之间循环,影响了第一汽轮机41运行的稳定性。在本实施例中,增设第二气液相变装置,可以稳定第一汽轮机41的出气口压力。

初始状态, 蒸发器3内有低温低压液态第一工质,高压储气罐101内有某一数值压力的气态第二工质(压力值要大于第一汽轮机41出气口压力),第一汽轮机41、壳体111、弹性气囊112、壳体121、弹性气囊122、第一储液罐21、第二储液罐22处于接近真空状态,所有开关均处于关闭状态。

加热蒸发器3内的低温低压液态第一工质,低温低压液态第一工质变成高温高压气态第一工质,打开蒸发器3工质出口开关、第一开关61和第四开关64,高温高压气态第一工质经第一汽轮机41的入气口进入第一汽轮机41并做功,第一汽轮机41转子旋转,带动第一发电机51旋转发电。

高温高压气态第一工质对第一汽轮机41做功后变成低温低压气态第一工质,低温低压气态第一工质经第一汽轮机41的出气口和第四开关64进入弹性气囊112并经第一开关61进入第一储液罐21,压力降低,弹性气囊112膨胀。

随着低温低压气态第一工质不断进入弹性气囊112,弹性气囊112的低温低压气态第一工质压力不断升高,当弹性气囊112膨胀最大并与第一汽轮机41的出气口的压力一致时,关闭第四开关64。

同时打开第六开关66和第十二开关612,低温低压气态第一工质经第一汽轮机41的出气口和第十二开关612进入第二气液相变装置的弹性气囊122并经第六开关66进入第二储液罐22,压力降低,弹性气囊112膨胀。

由于壳体111和第一储液罐21处于绝热状态,弹性气囊112内低温低压气态第一工质不能对外界放热,亦不能从外界吸热,保持原状态。

打开第二开关62,高压储气罐101内的气态第二工质进入壳体111并对弹性气囊112内低温低压气态第一工质做功,低温低压气态第一工质压力增大,液化变成低温低压液态第一工质,并在重力作用下降至第一储液罐21,弹性气囊112开始收缩。同时放出热量,并通过导热管113传递到壳体111内的第二工质(此时第一工质与第二工质同压,第一工质温度比第二工质高)。

随着进入壳体111的气态第二工质不断增多,由低温低压气态第一工质变成低温低压液态第一工质亦不断增多,并都在重力作用下降至第一储液罐21,第一储液罐21内的低温低压气态第一工质升至弹性气囊112内,弹性气囊112收缩变得越来越小。

弹性气囊112内低温低压气态第一工质完全液化变成低温低压液态第一工质后,关闭第一开关61和第二开关62,打开第三开关63和第四开关64以及压缩机10开关。壳体111的气态第二工质被压缩机10抽至高压储气罐101内。同时低温低压气态第一工质进入弹性气囊112内。

进入第二气液相变装置的弹性气囊122和第二储液罐22的低温低压气态第一工质,重复着低温低压气态第一工质在第一气液相变装置的相变过程,变成低温低压液态第一工质,这里不再重复叙述。

打开第五开关65和液压泵7开关,液压泵7将弹性气囊112内的低温低压液态第一工质抽至蒸发器3,低温低压液态第一工质在蒸发器3加热变成高温高压气态第一工质。抽毕,关闭第五开关65,打开第一开关61。

打开第七开关67,液压泵7将弹性气囊122内的低温低压液态第一工质抽至蒸发器3,低温低压液态第一工质在蒸发器3加热变成高温高压气态第一工质。抽毕,关闭第七开关67,打开第六开关66。

在第一汽轮机41带动第一发电机51发电过程中,第四开关64和第十二开关612始终保持至少一个处于打开状态,让第一汽轮机41出气口的低温低压气态第一工质进入第一或者第二气液相变装置,保持第一汽轮机41出气口压力稳定。

重复第一工质和第二工质运动过程……

高温高压气态第一工质源源不断输入汽轮机内,令汽轮机不断旋转带动发电机旋转发电。

实施例3

图1、4所示,图4是本实施例的结构示意图,亦是实施例2的优选。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所述装置还包括第二汽轮机42和第二发电机52;第一气液相变装置的第二工质出气口1122通过第三开关63与第二汽轮机42入气口相连,第二气液相变装置的第二工质出气口亦通过第九开关69与第二汽轮机42入气口相连,第二汽轮机42出气口与压缩机10入气口相连;第二汽轮机42与第二发电机52相连。

由于在第一气液相变装置和第二气液相变装置中,第二工质对第一工质做功令第一工质由低温低压气态变成低温低压液态,第一工质放出大量热量通过导热管传递给第二工质,第二工质变成过热蒸气。当第一工质多次循环输入第一汽轮机带动第一发电机旋转发电后,过热蒸气不断增加,在气液相变装置内第一工质和第二工质温度就会达到平衡。此时第二工质对第一工质做功,第一工质释放的热量不能传递到第二工质,结果是弹性气囊内的第一工质温度和压力越来越高,造成第一汽轮机出气口第一工质温度和压力越来越高,严重影响第一汽轮机运转的稳定性。

设置第二汽轮机42和第二发电机52,与第一工质进行热交换后含有过热蒸气的第二工质进入第二汽轮机42做功,推动第二发电机52发电。利用过热蒸气对第二汽轮机42做功后,第二汽轮机42出气口的低温低压气态第二工质变成饱和蒸气,令第一工质温度在气液相变装置永远比第二工质高,工质循环运动不断进行。

以下用两组数据对本发明和现有技术进行比较。

工质优选选择:

现有技术中,弹性气囊(如聚三氟氯乙烯制造)能承受的最低温度在零下195度(78K)。

选择二氧化碳作为第一工质,二氧化碳三相点温度为零下56.6度,饱和压力0.52兆帕,冷源温度取零下55度(218K),此时对应饱和压力0.555兆帕。

选择氮气作为第二工质,饱和压力0.555兆帕对应温度零下177度(96K)。

由于外界环境温度高,所有开关、管路、设备外层均应隔热。

以下用火力发电、太阳能热发电和海水温差发电来理论计算最高发电效率,进行对比。

卡诺定理 效率=1-热力学冷源温度/热力学热源温度

火力发电和太阳能热发电热源650度(923K),冷源温度28度(301K)

现有技术 效率=1-301/923=67.39%

本发眀 效率=1-218/923=76.38%

海水温差发电热源33度(306K),冷源温度5度(278K)

现有技术 效率=1-278/306=9.15%

本发眀 效率=1-218/306=28.88%。

实施例4

如图1、5所示,其中图5是本实施例的结构示意图,亦是实施例3的优选。

由于液压泵7存在旋转部件,容易做成工质的泄漏。

一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,所述装置还包括第三储液罐23、第四储液罐24、第一螺旋型热量交换管81、第二螺旋型热量交换管82、第十开关610和第十一开关611;第三储液罐23和第四储液罐24都在顶部设置有入液口,底部设置有排液口;第一螺旋型热量交换管81和第二螺旋型热量交换管82呈螺旋型,都在顶部设置有入液口,底部设置有排液口;第一储液罐21排液口与第一螺旋型热量交换管81入液口相连,第一螺旋型热量交换管81排液口与第五开关65一端相连,第五开关65另一端与第三储液罐23入液口相连,第三储液罐23排液口与第十开关610一端相连;第二储液罐22排液口与第二螺旋型热量交换管82入液口相连,第二螺旋型热量交换管82排液口与第七开关67一端相连;第七开关67另一端与第四储液罐24入液口相连,第四储液罐24排液口与第十一开关611一端相连;第十开关610和第十一开关611的另一端都与蒸发器3工质入口相连;蒸发器3设置在第十开关610和第十一开关611底部。

设置螺旋型热量交换管,目的在于上下两个储液罐工质位置交换时延长时间,减少能量损耗。

第五开关65直接与第三储液罐23入液口相连,第七开关67直接与第四储液罐24入液口相连,目的减慢下储液罐的中温中压气态第一工质进入上储液罐的速度,减少能量损耗。

以下叙述工质在本实施例工质位置交换过程。

打开第一开关61和第四开关64,低温低压气态第一工质经第一汽轮机41的出气口和第四开关64进入弹性气囊112并经第一开关61进入第一储液罐21和第一螺旋型热量交换管81内,弹性气囊112膨胀最大时,关闭第四开关64。打开第二开关62,高压储气罐101内的气态第二工质进入壳体111并对弹性气囊112内低温低压气态第一工质做功,液化成低温低压液态第一工质降至第一螺旋型热量交换管81底部慢慢上升变多。第一储液罐21和第一螺旋型热量交换管81内的低温低压气态第一工质升至弹性气囊112并继续液化。

弹性气囊112内低温低压气态第一工质完全液化变成低温低压液态第一工质后并降至第一储液罐21后,关闭第一开关61。

打开第五开关65和第十开关610,部分低温低压液态第一工质从第一储液罐21和第一螺旋型热量交换管81下降至第三储液罐23内,与从蒸发器3升起的高温高压气态第一工质进行热交换,高温高压气态第一工质对低温低压液态第一工质放出热量后在第三储液罐23变成中温中压气态第一工质,中温中压气态第一工质继续上升与第一储液罐21和第一螺旋型热量交换管81的低温低压液态第一工质进行热交换,变成低温低压气态第一工质。

当低温低压液态第一工质全部离开第一螺旋型热量交换管81后,关闭第五开关65。当低温低压液态第一工质全部离开第三储液罐23进入蒸发器3后,关闭第十开关610。

热量交换完毕,交换结果,第一储液罐21低温低压气态第一工质分子数量极少,低温低压液态第一工质全部分子进入蒸发器3加热。第三储液罐23是中温中压气态第一工质。

同样,第二储液罐22的低温低压液态第一工质进入蒸发器3加热过程一样。

本实施例用液体重力下降代替液压泵抽液体至蒸发器这种形式,减少了工质的泄漏。

实施例5

图6是第一气液相变装置的另一种结构示意图,一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者第一气液相变装置第二工质入气口1121与导热管113入气口相连,导热管113出气口与弹性气囊112入气口相连,弹性气囊112排液口与第二工质出气口1122相连;

图7是第一气液相变装置的又一种结构示意图。一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者第一气液相变装置第一工质入气口1111与弹性气囊112入气口相连,弹性气囊112排液口与导热管113入气口相连,导热管113出气口与第一工质排液口1112相连。

图8是第一气液相变装置的又一种结构示意图;一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者所述第一气液相变装置包括壳体111和弹性气囊112;壳体111设置有第一工质入气口1111、第二工质入气口1121和第二工质出气口1122,底部设置有第一工质排液口1112;弹性气囊112设置在壳体里面,弹性气囊112设置有弹性气囊112入气口,底部设置有弹性气囊112排液口;第一工质入气口1111与弹性气囊112入气口相连,弹性气囊112排液口与第一工质排液口1112相连。当弹性气囊112选用导热系数高的碳纤维制造时,第一气液相变装置可取消导热管113,第一工质和第二工质直接通过弹性气囊112交换热量。

图9是第一气液相变装置的又一种结构示意图;一种降低冷源温度用以提高发电效率的装置,或者所述第一气液相变装置包括筒体和活塞,活塞设置在筒体里面,筒体顶部设置有第二工质入气口1121和第二工质出气口1122,底部设置有第一工质入气口1111,最底部设置有第一工质排液口1112。

气液相变装置的筒体可分三层制造,内外层采用导热系数低并耐低温高压的材料,中间层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造,亦可用其它刚性强度高的其它材料制造;中间层采用金属、合金或碳纤维制造可以增强高压容器耐压强度。或者内层采用导热系数低的金属、合金或碳纤维制造,外层采用导热系数低的非金属材料制造;中间层呈真空状态。采用导热系数低材料制造以及中间层呈真空状态都为了尽量减少热量传递。同时内外表层可涂上防辐射物质。筒体顶部可制成平面或半球型,底部可制成半球型或锥型。筒体顶部和中部、中部和筒体底部可用法兰及螺栓连接。

活塞采用导热系数高的金属或合金制造。

图6—9是气液相变装置的其它结构形式,可以代替图1的气液相变装置。

以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书容不应理解为对本发明的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,不论在其方法及设备上作任何变化或改进,凡是具有与本发明申请相同或相近似的技术方案,均应包含在本发明的保护范围之内。

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