CN101852489A - 跨临界二氧化碳吸空气、水和太阳能热,供水、供热、供冷发电厂工艺 - Google Patents
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Abstract
跨临界二氧化碳吸空气、水和太阳能热，供水、供热、供冷发电厂工艺，其特征在于利用二氧化碳和水的物理热力学性质，通过热泵设备，吸收太阳辐射、空气和水的热量。产生高温高压的水蒸气进行发电。并在发电的过程中，进行供水、供热、供冷冻水等用途。在空气湿度比较高的情况下，该发电厂的吸热系统，还能吸收空气中的水分，供人们使用。本发明适合建在有天然水源的城市地区。
Description
技术领域：
本发明涉及利用二氧化碳和水的物理热力学性质，通过热泵设备，吸收太阳辐射和环境温度的热量。进行供热、供冷、供水和发电的技术领域。
背景技术：
能源是人类生存的必需。现在人类燃烧燃料来获取能源的方法，已经开始发展到危害人类本身生存的地步了。有充分的证据证明：地球变暖、酸雨增加、沙漠不断扩大、灾害性天气包括沙尘暴天气不断增加和加强、大量的物种灭绝、大量的致癌物污染空气、食物和水源等极其严重的问题都与人类燃烧燃料来获取能源的方法有直接的关系。
煤炭是我国目前能源的主力，也是做成我国环境污染的主要源头。据2001年世界银行列举的世界污染最严重的20个城市中，中国占有16个。我国大气污染所做成的损失已经占G D P的3％～7％；我国每天最小有几万人因环境污染而发病，每年因环境污染而引发的癌症患者超过100万人。而中小型煤矿平均生产100万吨煤，就要夺去7个工人生命。
现在能源已经成为我国经济发展的瓶颈，能源价格不断上升是做成我国通货膨胀的主要原因。
另一方面，地球上有限的能源资源，迫使一些国家以确保能源供应为基本国策。如美国为控制世界油仓中东而不惜出兵伊拉克。列强在世界上争夺资源的斗争越来越大，发展下去有可能引发新的世界大战。本发明就是为彻底解决以上问题服务的。
发明内容：
本发明是根据能量守恒和转化定律、卡诺定理和我多年研究得出来的“利用工作物质的物理热力学性质，通过热泵设备，可以将低温热源作为高温热源使用”的理论；利用二氧化碳和水的物理热力学性质，和我发明的一系列技术和设备，吸收太阳辐射、水和高于零下10℃以上空气的热量，来产生高温高压的水蒸气，推动汽轮机发电。并实现二氧化碳和水、汽全循环发电。由于水、汽全循环发电，没有污染物向外排放，而且在发电的过程中，进行供热、供水和供冷冻水等用途，因此，该发电厂适合建在有天然水源的城市地区。
具体实施方式：
本工艺设有二套吸热系统。一套位于房顶。低压二氧化碳储液缸中的二氧化碳，被压缩机压缩成超临界二氧化碳液体的过程中，所产生热量，被热交换器的经处理后的天然水(或河水、井水、地下水)所吸收，变成所需温度的热水后被送到储热水仓。
经热交换器变成低温二氧化碳超临界二氧化碳液体，经汽化器，喷射到位于房顶的大面积吸热器内，变成低温低压的二氧化碳气体，用以吸收太阳辐射和温度高于零下10℃以上空气的热量。吸收了热量的二氧化碳气体回流到低压二氧化碳储液缸中，并开始进行新一轮的循环。
在上吸热器中吸收空气中的水分而产生的冷凝水，则自动流入冷凝水收集器中。
在热交换器中产生的热水，全部被送到储热水仓中，并按发电和供热的需要量，将仓中的热水送到真空循环水仓，其热量变成蒸气被蒸气回收仓回收，用于发电和供热用途。真空循环水仓中失去热量的冷冻水，则被送到冷冻水仓，用以向用户提供冷冻水。这种设计，可以保证均恒发电。
蒸气回收仓回收的蒸气的主要部分，经高压蒸气仓、超临界压力缸后变成超临界液体，喷射到汽轮机上迅速膨胀变成高温高压的水蒸气，推动汽轮机发电。汽轮机发电后的低温低压水蒸气，被抽汽器送到真空循环水仓，没有变成水的水蒸气，被威力强大的抽气器，强行送到蒸气回收仓，以进行新一轮的循环。
蒸气回收仓回收的部分蒸气，在蒸气热交换器中，将冷水加热成高温高压的热水，以进行供热用途。
蒸气回收仓回收的蒸气，在压缩升温过程中产生的凝结水，从高压蒸气仓到蒸气回收仓和蒸气热交换器中产生的凝结水一起，到达真空循环水仓。热量在真空循环水仓中变成蒸气，被蒸气回收仓回收以进行新一轮的循环。
另一套吸热系统位于水中，自然界的水，经处理变成清洁的水后，流入吸热器中。经吸热后的水，被送到自来水厂进行供水用途。自来水的温度如果过低，可以加大经处理变成清洁水的然界水流入吸热器中的水量，因为当吸热器的吸热量一定的时候，进水量越大，排出水的温度就越高。
为了增加热水的供应量和加大发电量，则加大自然界的水流入吸热器中的水量，因为在同等温度的自然水温的情况下，流入吸热器中的水量越大，吸热器中吸收的热量就越大，所放出的热量就越多。
附图是跨临界二氧化碳吸空气，水和太阳能热，供热、供冷、供水发电厂工艺示意图
1，真空循环水仓
2，蒸气回收仓
3，高压蒸气仓
4，超临界压力缸
5，汽轮发电机
6，水蒸气热交换器
7，太阳辐射和空气吸热器
8，上二氧化碳热交换器
9，下二氧化碳热交换器
10，上低压二氧化碳储液缸
11，下低压二氧化碳储液缸
12，储热水仓
13，自然水温吸热器
14，自来水厂
15，冷冻水仓
16，自来水用户
17，冷冻水用户
18，热水用户
19，冷凝水收集器
Claims (10)
1.本工艺设有二套吸热系统。一套位于房顶。低压二氧化碳储液缸中的二氧化碳，被压缩机压缩成超临界二氧化碳液体的过程中，所产生热量，被热交换器的经处理后的天然水(或河水、井水、地下水)所吸收，变成所需温度的热水后被送到储热水仓。
2.经热交换器变成低温二氧化碳超临界二氧化碳液体，经汽化器，喷射到位于房顶上的大面积吸热器内，变成低温低压的二氧化碳气体，用以吸收太阳辐射和温度高于零下10℃以上空气的热量。吸收了热量的二氧化碳气体回流到低压二氧化碳储液缸中，并开始进行新一轮的循环。
3.在上吸热器中吸收空气中的水分而产生的冷凝水，则自动流入冷凝水收集器中。
4.在热交换器中产生的热水，全部被送到储热水仓中，并按发电和供热的需要量，将仓中的热水送到真空循环水仓，其热量变成蒸气被蒸气回收仓回收，用于发电和供热用途。真空循环水仓中失去热量的冷冻水，则被送到冷冻水仓，用以向用户提供冷冻水。
5.蒸气回收仓回收蒸气的主要部分，经中压蒸气仓、高压蒸气仓、超临界压力缸后变成超临界液体，喷射到汽轮机上迅速膨胀变成高温高压的水蒸气，推动汽轮机发电。
6.发电后排出的低温低压水蒸气，被抽汽器送到真空循环水仓，没有变成水的水蒸气，被威力强大的抽气器，强行送到蒸气回收仓，以进行新一轮的循环。
7.在蒸气回收仓回收的部分蒸气，在蒸气热交换器中，将冷水加热成高温高压的热水，以进行供热用途。
8.在蒸气回收仓的蒸气，在压缩升温过程中产生的凝结水，从高压蒸气仓到蒸气回收仓和蒸气热交换器中产生的凝结水一起，到达真空循环水仓。热量在真空循环水仓中变成蒸气，被蒸气回收仓回收以进行新一轮的循环。
9.另一套吸热系统位于水中，自然界的水，经处理变成清洁的水后，流入吸热器中。经吸热后的水，被送到自来水厂。
10.要增加热水的供应量或增加发电量，则加大经处理的自然界水流入吸热器中的水量，因为在同等温度的自然水温的情况下，流入吸热器中的水量越大，吸热器中吸收的热量就越大，所放出的热量就越多。
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