专利名称：低温热能增量发电方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低温热能发电方法及装置，尤其是一种利用盐度差异产生高渗透压水以达到低温热能增量发电方法及装置。
背景技术：
目前利用低温热能发电方法及装置的报道不少，专利申请号94115035.6提及了利用海洋表层高温的暖海水和低温冷海水之间的温差来发电的海水热能发电机来改进发电效率并减少建造设备的成本，但发电的效率还是比较低，装置也还比较复杂。但目前还没查阅到有关利用NH4HCO3盐度差异产生高渗透压水以达到低温热能增量发电方法及装置。
发明内容
本发明的目地就是要提供一种利用NH4HCO3盐度差异产生高渗透压水以达到的低温热能增量发电方法及装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种利用盐度差异产生高渗透压水以达到低温热能增量发电方法a).首先采用了能达到增能增量发电目的的有效物质碳酸氢铵铵盐，从注入口往铵盐盐池(3)注入超饱和NH4HCO3盐浆，往淡水室(9)注入淡水，往渗透室(6)内注满铵盐水溶液；b).导入外热，开动铵盐工质泵(4)和热泵(5)，铵盐工质泵(4)将10℃超饱和NH4HCO3浓盐浆注入热泵(5)的低温放热器(19)，逐步升温达40℃后由扩散口(7)注入渗透室(6)的半渗透膜管(8)外围空间内，这时半渗透膜管(8)内的淡水因盐度差异作用，以比较高的渗透压约20个大气压，不断透过膜壁产生含有大量铵盐的高压水进入热泵(5)高温放热器(20)加热到90℃后，沿高压管(23)送上高位塔(12)闪蒸，迅即膨胀分解成NH3汽，CO2汽，H2O汽的混合汽，同时分离出液态“淡水”；c).分离出的液态淡水约80℃左右，在高落差下冲击底端的水轮发电机(10)进行发电后，落入淡水室(9)，分离出的NH3汽，CO2汽，H2O汽的混合汽约70℃左右，进入特制的低参数汽轮发电机(22)进行发电，经热泵(5)吸热器(24)冷却还原成铵盐落入铵盐盐池(3)。
一种利用盐度差异产生高渗透压水以达到低温热能增量发电装置，由外热入口(1)外热温度达40℃以上、余热出口(2)出口温度达0℃以上、铵盐盐池(3)、铵盐工质泵(4)、热泵(5)、渗透室(6)、扩散口(7)、半渗透膜管(8)、淡水室(9)、水轮发电机(10)、汽轮发电机(22)、感温器(11)、高压管(23)、高位塔(12)、补水抽汽入口(13)、间歇抽汽净化孔(14)、注入口(15)、抽汽洗管孔(16)等部件所组成，其特征在于a).采用了热泵(5)，热泵(5)由贮液罐(18)、膨胀阀(17)、吸热器(24)、热泵压缩机(21)、高温放热器(20)、低温放热器(19)所构成，高温放热器(20)、低温放热器(19)、贮液罐(18)、膨胀阀(17)、吸热器(24)、热泵压缩机(21)按图中箭头方向相互串联联接，形成闭合回路，如膨胀阀(17)的入口与贮液罐(18)的出口相连接，贮液罐(18)的入口与低温放热器(19)的出口相连接，依此类推；b).设计了渗透室(6)，渗透室(6)由许多根(10根以上)半渗透膜管(8)组成，半渗透膜管(8)由内、外、中三层制作而成，内层是多孔无釉素瓷制成的中空直通棒骨架，中层是疏松厚实聚丙烯布支撑基体，外层是氰乙基醋酸纤维素致密薄膜，半渗透膜管(8)薄膜孔径小于10埃，半渗透膜管(8)为10根以上(具体数量根据设计规模来决定)，半渗透膜管(8)在渗透室(6)内相互垂直平行排列。
本发明的有益效果是因热泵吸热端可致冷，放热端可致热，可用H2O做热泵内工质，具有量少、安全、无腐蚀等特点，热泵效率高，可利用各类丰富而廉价的低密度热源，直接大量输入，在内部捕集、升温、发电，利用水载体NH4HCO3低沸点性产生蒸汽和高溶解性带动盐差能的产生，提升水获得势能，通过汽轮发电机、水轮发电机同时发电，实现能源增殖增量，且运转作功温度不超过100℃，聚拢热量难度较小，弥补了通常低密度热能须先转高温而存在转换及利用率低的缺陷，提高了整体发电效率，以较小的热能换取较大的电能，发电成本较低，因NH4HCO3对抛光的内表面耐酸混凝土无腐蚀，其护体及外保温体可用水泥建造，易于推广应用。
下面结合附图对本发明作进一步说明附图是本发明结构示意图。
图中1.外热入口 2.余热出口 3.铵盐盐池 4.铵盐工质泵 5.热泵 6.渗透室 7.扩散口 8.半渗透膜管 9.淡水室 10.水轮发电机 11.感温器12.高位塔 13.补水抽汽入口 14.间歇抽汽净化孔 15.注入口 16.抽汽洗管孔 17.膨胀阀 18.贮液罐 19.低温放热器 20.高温放热器 21.热泵压缩机 22.汽轮发电机 23.高压管 24.吸热器。
具体实施例方式
参见附图，一种利用盐度差异产生高渗透压水以达到低温热能(40℃以上)增量发电装置增量发电方法a).首先采用了能达到增能增量发电目的的有效物质碳酸氢铵铵盐，从注入口(15)往铵盐盐池(3)注入超饱和NH4HCO3盐浆，往淡水室(9)注入淡水，往渗透室(6)内注满铵盐水溶液的混合溶液；b).从外热入口(1)导入外热40℃以上(热水、热气、地热温泉等)，开动铵盐工质泵(4)和热泵(5)，铵盐工质泵(4)将10℃超饱和NH4HCO3浓盐浆注入热泵(5)的低温放热器(19)，逐步升温达40℃后由扩散口(7)注入渗透室(6)的半渗透膜管(8)外围空间内，这时半渗透管(8)内的淡水因盐度差异作用，以比较高的渗透压约20个大气压，不断透过膜壁产生含有大量铵盐的高压水往热泵(5)高温放热器(20)加热到90℃后，沿高压管(23)送上高位塔(12)闪蒸，迅即膨胀分解成NH3汽、CO2汽、H2O汽的混合汽及分离出液态“淡水”；c).分离出的液态淡水约80℃左右，在高落差下冲击底端的水轮发电机(10)进行发电后，落入淡水室(9)，分离出NH3汽、CO2汽、H2O汽的混合汽约70℃左右，进入特制的低参数汽轮发电机(22)进行发电。做功后的尾汽约40℃被热泵(5)的吸热器(24)冷却还原成10℃雾状颗粒落入铵盐盐池(3)中储存，并被铵盐工质泵(4)注入渗透室(6)维持盐差压提升水，在冷却尾汽的同时也冷却从外热入口(1)导入外热(低温热能40℃以上)，共同汇集到热泵(5)高温放热器(20)使铵盐高压水升温，进而将外热(低温热能40℃以上)不断转化为电能。一种低温热能增量发电装置由外热入口(1)、余热出口(2)、铵盐盐池(3)、铵盐工质泵(4)、热泵(5)、渗透室(6)、扩散口(7)、半渗透膜管(8)、淡水室(9)、水轮发电机(10)、汽轮发电机(22)、感温器(11)、高压管(23)、高位塔(12)、补水抽汽入口(13)、间歇抽汽净化孔(14)、注入口(15)、抽汽洗管孔(16)等部件所组成，热泵(5)由贮液罐(18)、膨胀阀(17)、吸热器(24)、热泵压缩机(21)、高温放热器(20)、低温放热器(19)所构成，高温放热器(20)、低温放热器(19)、贮液罐(18)、膨胀阀(17)、吸热器(24)、热泵压缩机(21)按图中箭头方向相互串联联接，形成闭合回路。如膨胀阀(17)的入口与贮液罐(18)的出口相连接，贮液罐(18)的入口与低温放热器(19)的出口相连接，依此类推；渗透室(6)由许多根半渗透膜管(8)组成，半渗透膜管(8)由内、外、中三层制作而成，内层是多孔无釉素瓷制成的中空直通棒骨架，中层是疏松厚实聚丙烯布支撑基体，外层是氰乙基醋酸纤维素致密薄膜，薄膜孔径小于10埃，水分子的直径小到2埃很容易透过，铵盐阳离子NH4+的直径为14.3埃，铵盐阴离子HCO3-的直径为23.7埃，非常大无法透过膜孔，膜的两侧分别是淡水和铵盐液时，盐度差较大，可引起淡水以20多个大气压的渗透力穿过，形成盐差能。半渗透膜管(8)的数量越多，渗透表面积越大，渗透过来的水越多，半渗透膜管(8)为10根以上(具体数量根据设计规模来决定)，半渗透膜管(8)在渗透室内相互垂直平行排列。因为热泵压缩机(21)所使用的电能也转化为加热铵盐的热能，在转化过程中其损耗很少，如果装置保温性能足够好，汽轮发电机(22)发出的电能约等于从外部输入的热能。铵盐蒸汽发电后冷却还原成铵盐，以铵盐盐差能提升水进行落差发电，获得不消耗热能的水电能，这部分水电能是从盐差能中得到的额外电能，从而达到了增能增量的目的。
权利要求
1.一种低温热能增量发电方法，其特征在于a).首先采用了能达到增能增量发电目的的有效物质碳酸氢铵铵盐，从注入口往铵盐盐池(3)注入超饱和NH4HCO3盐浆，往淡水室(9)注入淡水，往渗透室(6)内注满铵盐水溶液；b).导入外热，开动铵盐工质泵(4)和热泵(5)，铵盐工质泵(4)将10℃超饱和NH4HCO3浓盐浆注入热泵(5)的低温放热器(19)，逐步升温达40℃后由扩散口(7)注入渗透室(6)的半渗透膜管(8)外围空间内，这时半渗透膜管(8)内的淡水因盐度差异作用，以比较高的渗透压约20个大气压，不断透过膜壁产生含有大量铵盐的高压水进入热泵(5)高温放热器(20)加热到90℃后，沿高压管(23)送上高位塔(12)闪蒸，迅即膨胀分解成NH3汽，CO2汽，H2O汽的混合汽，同时分离出液态“淡水”；c).分离出的液态淡水约80℃左右，在高落差下冲击底端的水轮发电机(10)进行发电后，落入淡水室(9)，分离出的NH3汽，CO2汽，H2O汽的混合汽约70℃左右，进入特制的低参数汽轮发电机(22)进行发电，经热泵(5)吸热器(24)冷却还原成铵盐落入铵盐盐池(3)。
2.一种低温热能增量发电装置，由外热入口(1)、余热出口(2)、铵盐盐池(3)、铵盐工质泵(4)、热泵(5)、渗透室(6)、扩散口(7)、半渗透膜管(8)、淡水室(9)、水轮发电机(10)、汽轮发电机(22)、感温器(11)、高压管(23)、高位塔(12)、补水抽汽入口(13)、间歇抽汽净化孔(14)、注入口(15)、抽汽洗管孔(16)部件所组成，其特征在于a).采用了热泵(5)，热泵(5)由贮液罐(18)、膨胀阀(17)、吸热器(24)、热泵压缩机(21)、高温放热器(20)、低温放热器(19)所构成，高温放热器(20)、低温放热器(19)、贮液罐(18)、膨胀阀(17)、吸热器(24)、热泵压缩机(21)按图中箭头方向相互串联联接，形成闭合回路；b).设计了渗透室(6)，渗透室(6)由10根以上半渗透膜管(8)组成，半渗透膜管(8)在渗透室(6)内相互垂直平行排列。
3.根据权利要求1所述的一种低温热能增量发电装置，其特征在于半渗透膜管(8)由内、外、中三层制作而成，内层是多孔无釉素瓷制成的中空直通棒骨架，中层是疏松厚实聚丙烯布支撑基体，外层是氰乙基醋酸纤维素致密薄膜。
4.根据权利要求1和根据权利要求3所述的一种低温热能增量发电装置，其特征在于半渗透膜管(8)薄膜孔径小于10埃。
全文摘要
本发明涉及一种利用盐度差异产生高渗透压水以达到低温热能增量发电方法及装置，首先采用了能达到增能增量发电目的有效物质碳酸氢铵铵盐、热泵(5)、半渗透膜管(8)，导入外热，开动铵盐工质泵(4)和热泵(5)，将10℃超饱和NH
文档编号F03G7/00GK101054959SQ20071003497
公开日2007年10月17日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者李国新 申请人:李国新