一种提高制冷剂气态温度增大效率的发电装置的制作方法

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种提高制冷剂气态温度增大效率的发电装置。

背景技术

目前，世界能源紧缺。

海水温差发电是表层海水在蒸发器将低温低压液态工质加热变成高温高压气态工质，高温高压气态工质输入汽轮机内，汽轮机旋转带动发电机发电；高温高压气态工质对汽轮机做功后变成低温低压气态工质，低温低压气态工质进入冷凝器被从海底深部抽上来的冷水冷凝变成低温低压液态工质，低温低压液态工质被液压泵抽至蒸发器加热。

根据卡诺定理，热机理论最大效率=1-热力学冷源温度/热力学热源温度，由于表层海水温度一般在30—35之间，温度低造成海水温差发电效率极低致使发电装置投资和运营成本偏高而不能普及。

同时由于海水温差发电装置中获得冷水需投资耐压并绝热的巨型特长管到深水500米以下，并用泵将冷水抽上，投资巨大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对海水温差发电效率极低致使发电装置投资和运营成本偏高而不能普及，造成能量严重浪费这一缺憾，提供一种提高制冷剂气态温度增大效率的发电装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是

一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，所述装置包括第一工质升压装置、第一蒸发器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、压缩机、汽轮机和发电机；所述第一工质升压装置包括壳体和弹性气囊；壳体设置有第一工质入气口、第一工质出气口和第二工质出入口；弹性气囊设置在壳体里面，弹性气囊设置有弹性气囊工质出入口；弹性气囊工质出入口与第二工质出入口一端相连；第二工质出入口另一端通过第一开关与第一蒸发器工质出口相连，同时亦与第二开关相连；第二开关另一端与汽轮机入气口相连，汽轮机出气口与第一蒸发器工质入口相连。所述第一工质出气口通过第三开关与压缩机入气口相连，压缩机出气口通过第四开关与第一工质出气口相连。所述汽轮机与发电机相连。

优选的，一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，还包括第二蒸发器;压缩机出气口通过第二蒸发器与第四开关相连。

优选的，一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，还包括第二工质升压装置、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；第二工质升装置包括第二工质升压装置的壳体和第二工质升压装置的弹性气囊；第二工质升压装置的壳体设置有第二工质升压装置的第一工质入气口、第二工质升压装置的第一工质出气口和第二工质升压装置的第二工质出入口；第二工质升压装置的弹性气囊设置在第二工质升压装置的壳体里面，第二工质升压装置的弹性气囊设置有第二工质升压装置弹性气囊工质出入口；第二工质升压装置的第一工质入气口通过第五开关与第二蒸发器相连，第二工质升压装置的第一工质出气口通过第六开关与缩机入气口相连；第二工质升压装置的第二工质出入口通过第七开关与第一蒸发器相连，亦通过第八开关与汽轮机相连。

优选的，一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，工质升压装置位于蒸发器顶部。

优选的，一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，第一工质升压装置或者包括壳体和弹性气囊；壳体设置有第一工质入气口、第一工质出气口、第二工质出口和第二工质出口，弹性气囊设置在壳体里面，弹性气囊设置有弹性气囊工质出口；弹性气囊工质入口；第二工质出口和弹性气囊工质出口相连，第二工质出口和弹性气囊工质入口相连。

一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，所述第一工质升压装置或者包括筒体和活塞；筒体顶部设置有第一工质入气口和第一工质出气口，底部设置有第二工质出入口；活塞位于筒体里面。

本发明的有益效果在于，利用本发明可以制得热量，同时可以制得冷量。制得的热量可直接用于发电，提升工质的温度，用制得冷量作为冷源，从而提高了发电效率，减少了投资和运营成本。

附图说明：

图1是第一工质升压装置的结构示意图；

图2是第一工质升压装置的另一种结构示意图;

图3是第一工质升压装置的另一种结构示意图;

图4是实施例1结构示意图；

图5是实施例2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

在本实施例中，用常温水作为吸收或释放外界的流动能量；壳体与弹性气囊中是两种不同参数的制冷剂，同温度时，壳体内的制冷剂（以下文中称为第一制冷剂）饱和压力必须大于弹性气囊中的制冷剂（以下文中称为第二制冷剂）饱和压力。

汽轮机除了连接发电机外，还可以连接其它旋转设备。

如图1第一是工质升压装置的结构示意图，所述第一工质升压装置11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、第一工质出气口1112和第二工质出入口1113；弹性气囊112设置在壳体111里面，弹性气囊112设置有弹性气囊工质出入口1121；弹性气囊工质出入口1121与第二工质出入口1113一端相连。

图2是第一工质升压装置的另一种结构示意图，所述第一工质升压装置或者包括筒体113和活塞114；筒体113顶部设置有第一工质入气口1111和第一工质出气口1112，底部设置有第二工质出入口1113；活塞位于筒体里面。

图1和图2不同之处在于：图1中用弹性气囊112膨胀与缩小来控制两种制冷剂的容积和压力；图2中用活塞114在筒体113内上下运动来控制两种制冷剂的容积和压力。

图3是第一工质升压装置的另一种结构示意图;底部设置有第二工质出口1114和第二工质出口1115，代替图1中的底部第二工质出入口1113。

第一工质升压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壳体耐压强度，设置人孔和人孔盖方便弹性气囊的安装。

工质升压装置的壳体可分三层制造，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壳体耐压强度。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。

工质升压装置的弹性气囊采用耐压导热系数低的弹性材料（如聚三氟氯乙烯）制造，弹性气囊膨胀最大时呈圆形。

工质升压装置的筒体113可分三层制造，外层采用导热系数低材料，内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导热系数低的其它材料制造，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。

活塞114采用导热系数低刚性强度高导热系数低的材料制造。

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。

本发明一般情况是利用常温水加热蒸发器内的工质，故工质升压装置位于蒸发器顶部。

所有开关采用刚性强度高导热系数低的材料制造，关闭开关时尽量减少热量传递。

以上是本发明部分装置的基本图解。以下阐述其发电过程。

如图1，4所示，其中图4是本发明结构示意图。

开始阶段，只有第一蒸发器和第二蒸发器含有液态制冷剂及顶部有小部分气态制冷剂。其余部位处于真空状态。

以下用实施例来阐述本装置如何制得高温高压制冷剂并同于发电。

→表示气体运行方向。

一种提高制冷剂气态温度增加效率的发电装置，所述装置包括第一工质升压装置11、第一蒸发器31、第二蒸发器32、第一开关21、第二开关22、第三开关23、第四开关24、压缩机51、汽轮机6和发电机7；所述第一工质升压装置11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、第一工质出气口1112和第二工质出入口1113；弹性气囊112设置在壳体111里面，弹性气囊112设置有弹性气囊工质出入口1121；弹性气囊工质出入口1121与第二工质出入口1113一端相连；第二工质出入口1113另一端通过第一开关21与第一蒸发器31工质出口相连，同时亦与第二开关22相连；第二开关22另一端与汽轮机6入气口相连，汽轮机6出气口与第一蒸发器31工质入口相连。

第一工质出气口1112通过第三开关23与压缩机51入气口相连，压缩机51出气口与第二蒸发器32入气口相连，第二蒸发器32出气口通过第四开关24与第一工质出气口1111相连。

所述汽轮机6与发电机7相连。

开始时所有开关处于关闭状态。

打开第一开关21，在常温水获得能量并汽化成的第二气态制冷剂通过第一开关21进入弹性气囊112，弹性气囊112膨胀变大，压力不断上升直至与第一蒸发器31相同。

关闭第一开关21，打开第四开关24，在常温水获得能量并汽化了第一气态制冷剂通过第四开关24进入壳体111，并压缩弹性气囊112内第二气态制冷剂。由于弹性气囊112、壳体111以及所有开关均处于绝热状态，故弹性气囊11内的第二气态制冷剂温度升高时不能传递给壳体111，同时亦不能对外界散热，因此温度和压力会越来越高。

当弹性气囊112、壳体111和第二蒸发器32的压力相同时，打开第二开关22。第二气态制冷剂由弹性气囊112经第二开关22进入汽轮机6内，汽轮机6带动发电机7发电……直至弹性气囊112被压缩至最小时止。汽轮机6尾气（即第二气态制冷剂）进入到第一蒸发器31，释放热量，液化成液态。

关闭第二开关22和第四开关24，打开第一开关21和第三开关23，启动压缩机51。壳体111内的第一气态制冷剂通过第三开关23进入压缩机51，经压缩的第一气态制冷剂进入第二蒸发器32液化成液态。同时在壳体111内的第一气态制冷剂缷压期间，第二制冷剂吸收大部分水中热量，气化成气态并充满入弹性气囊112……关闭压缩机51。

不断循环下述过程：打开第一开关21，第二制冷剂以气态形式进入弹性气囊112，关闭第一开关21，打开第四开关24，第一制冷剂以气态形式进入壳体111并对弹性气囊112内第二制冷剂挤压，直至压力平衡。打开第二开关22，释放弹性气囊112内第二制冷剂，第二制冷剂输送到汽轮机6做功，完全释放弹性气囊112内第二制冷剂后，关闭第二开关22和第四开关24，打开第一开关21和第三开关23，启动压缩机51将壳体111内的第一制冷剂缷去，并再次让第二气态制冷剂充满弹性气囊112并处饱和状态。

实施例2

在上述实施例中，由于仅有一个工质升压装置，在发电过程中，第二开关22处于时开时合状态，令提供汽轮机6的能量时有时无，造成汽轮机6运动的不稳定性。为此增加其它装置，令汽轮机6运动稳定。

图1，5是本实施例的结构示意图，亦是实施例1的优选图。一种提高制冷剂气态温度增大效率的发电装置，所述装置还包括第二工质升压装置12、第五开关25、第六开关26、第七开关27、第八开关28。

第二工质升压装置12包括第二工质升压装置12的壳体和第二工质升压装置12的弹性气囊；第二工质升压装置12的壳体设置有第二工质升压装置的第一工质入气口、第二工质升压装置12的第一工质出气口和第二工质升压装置的第二工质出入口；第二工质升压装置12的弹性气囊设置在第二工质升压装置12的壳体里面，第二工质升压装置12的弹性气囊设置有第二工质升压装置12弹性气囊工质出入口。

第二工质升压装置12的第一工质出气口通过第六开关26与压缩机51入气口相连；第二工质升压装置12的第一工质入气口通过第五开关25与第二蒸发器32相连。

第二工质升压装置12的第二工质出入口通过第八开关28与汽轮机6入气口相连，第二工质升压装置12的第二工质出入口亦通过第七开关27与第一蒸发器31相连。

本实施例与上实施例不同之处在于,上实施例仅能分段向汽轮机6提供能量;本实施例可以连续不断向汽轮机6提供能量。

在实施例中，交替对第一工质升压装置11和第二工质升压装置12内的第二制冷剂加热，获得高温高压制冷剂。交替对汽轮机6，令向汽轮机6提供能量源源不绝。汽轮机6运转正常。

亦可从再加装工质升压装置和开关，令向汽轮机6提供能量源源不绝。

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。