一种水力与热力协同发电装置及工作方法与流程

1.本发明涉及一种水力与热力协同发电装置及其工作方法。


背景技术：

2.近年来，水车式水力发电技术得到了较快的发展，主要应用于小型河道、小型水库等领域。水车式水力发电技术发展迅速的主要体现是一种水车式水力发电装置，水车、水车轮和发电机是该装置的重要组成部分，其主要功能是利用水的流动性带动水车轮旋转，从而带动发电机发电。我国的水资源和生物质能十分丰富，但是目前利用方式都过于单一，例如在水力发电这一方面上，主要的手段还是建设水电站，传统建设的水电站存在造价高、影响生态以及会产生大量沉淀的问题，水直接作用于涡轮发电机，需要的水量和水力都较大，水车式水力发电装置的出现缓解了这些现状。反观生物质能利用技术，目前已经有很多较为成熟的生物质能蒸汽发生器。因此，要合理利用我国丰富的水资源和生物质资源，同时避免部分的水力损失，就要有一种可以利用多种能源协同发电装置，水力与热力协同发电是一种较为理想的方式。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对生物质能蒸汽发生器水循环系统及水车式水力发电装置进行专项设计，以提高发电系统对能源利用的效率为目的，提供了一种水力与热力协同发电装置及其工作方法。
4.本发明解决技术问题所采用的方案是，一种水力与热力协同发电装置及其工作方法，包括水车式水力发电装置、蒸汽发生器、微型汽轮机、发电机、冷凝器、循环水泵、纯水泵、纯水箱、除氧器、凝结水泵，所述生物质蒸汽发生器与微型汽轮机相连接，微型汽轮机与发电机相连接，微型汽轮机蒸汽出口与冷凝器汽侧进口连接，凝结水泵进口与冷凝器汽侧出口连接，生物质蒸汽发生器与除氧器出口连接，纯水箱内介质为纯水（除盐水），水车式水力发电装置整体安装于室外人工水渠中，循环水泵进口端与水车式水力发电装置下游连接，循环水经冷凝器后引入人工水渠中的水车式水力发电装置上游。
5.进一步的，所述蒸汽发生器为生物质蒸汽发生器，环保指标易达标，燃烧稳定，原料广泛且丰富。
6.进一步的，所述纯水为软化水、除盐水等，为各类工业锅炉或电站锅炉内吸热介质。
7.进一步的，所述水车式水力发电装置安装于室外人工水渠中，无需建设水库等设施。
8.与现有技术相比，本发明具有以下明显的效果：生物质蒸汽发生器系统燃烧稳定，燃烧效率高，热端参数高；水车式水力发电装置无需建设过多水力设施，安装于各类水域表面即可运行，对生态环境破坏较小，并且生物质蒸汽发生器系统循环水动能得到了有效的回收利用。通过这种水力与热力协调的发电方式，以“热力为主、水力为辅”的方式，提升整
个系统的发电考虑，能源利用率达到最大化。
附图说明
9.下面结合附图对本发明专利进一步说明。
10.图1为该装置的结构示意图。
11.图中：1-纯水箱；2-纯水泵；3-除氧器；4-给水泵；5-生物质蒸汽发生器；6-微型汽轮机；7-发电机；8-冷凝器；9-凝结水泵；10-循环水泵；11-水车式水力发电装置。
实施方式
12.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
13.如图1所示，一种水力与热力协同发电装置及其工作方法，包括水车式水力发电装置、蒸汽发生器、微型汽轮机、发电机、冷凝器、循环水泵、纯水泵、纯水箱、除氧器、凝结水泵，所述纯水泵（2）与纯水箱（1）相连接，除氧器（3）与给水泵（2）相连接，给水泵（4）与除氧器（3）相连接，生物质蒸汽发生器（5）与给水泵（4）相连接，微型汽轮机（6）与生物质蒸汽发生器（5）相连接，发电机（7）与微型汽轮机（6）相连接，冷凝器（8）汽侧进口端连接于微型汽轮机（6）蒸汽出口端，冷凝器（8）汽侧出口端连接于凝结水泵（9）进口端，凝结水泵（9）出口端连接于纯水箱（1），循环水泵（10）进口端连接于水车式水力发电装置（11）下游人工水渠中，循环水泵（10）出口端连接于冷凝器（8）水侧进口端，冷凝器（8）水侧出口端连接于水车式水力发电装置（11）上游人工水渠中。
14.在本实施例中，生物质蒸汽发生器（5）作为整个系统的稳定能量供应，带动微型汽轮机（6）、发电机（7）和冷凝器（8）等设备正常运转，进而需要凝结水泵（9）和循环水泵（10）等辅助设备的运行，凝结水泵（9）和循环水泵（10）运行中就产生了一定的水能，带动水车式水力发电装置（11）进行发电，故本发明中存在发电机（7）和水车式水力发电装置（11）两个发电设备。
15.在本实施例中，水车式水力发电装置（11）安装在室外人工水渠中，人工水渠仅需简单建设达到引流目的即可。
16.在本实施例中，水车式水力发电装置（11）的驱动能量来自生物质蒸汽发生器（5）所涉及的开式循环水系统循环水和人工水渠引入的自然水域水流。
17.上述本专利所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
18.本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
19.在本专利的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”等指示的方位或位置关
系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
20.最后应当说明的是以上实施例仅用以说明专利的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本专利的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本专利技术方案的精神，其均应涵盖在本专利请求保护的技术方案范围当中。


技术特征：
1.一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：包括水车式水力发电装置、蒸汽发生器、微型汽轮机、小型发电机、冷凝器、循环水泵、纯水泵、给水泵、除氧器、凝结水泵和纯水箱等。2.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述蒸汽发生器为生物质能蒸汽发生器，包括进水口、蒸汽出口等，所述进水口用于蒸汽发生器进水，所述蒸汽出口连接于微型汽轮机蒸汽进口端。3.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述水车式水力发电装置包括水车、水车轮、发电机等，所述水车安装于人工水渠中，所述水车轮半浸入安装于水面上，所述发电机接收来自水车轮传动轴的动能，所述发电机将动能转换为电能。4.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述除氧器的水来源于纯水箱。5.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述纯水泵进口端连接于纯水箱出口端，所述纯水泵出口端连接于除氧器进口端。6.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述冷凝器汽侧进口端连接于微型汽轮机蒸汽出口端，所述冷凝器汽侧出口端连接于凝结水泵进口端。7.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述凝结水泵进口端连接于冷凝器汽侧出口端，所述凝结水泵出口端连接于纯水箱进口端。8.根据权利要求1所述的一种水力与热力协同发电装置及工作方法，其特征在于：所述循环水泵进口端连接于水车式水力发电装置所在人工水渠下游，所述循环水泵出口端连接于冷凝器水侧进口端，所述循环水泵排水引入水车式水力发电装置所在人工水渠上游。

技术总结
本发明涉及一种水力与热力协同发电装置及工作方法，包括水车式水力发电装置、蒸汽发生器、微型汽轮机、发电机、冷凝器、循环水泵、纯水泵、给水泵、除氧器、纯水箱和凝结水泵等，水车式水力发电装置安装于人工水渠中，人工水渠中的水驱动水车式水力发电装置发电，所述蒸汽发生器带动汽轮机和小型发电机发电。本装置由蒸汽发生器为微型汽轮机供给合格蒸汽，同时利用人工水渠中的水作为循环水，经循环水泵后进入冷凝器循环后引入人工水渠，带动水车式水力发电装置发电。本发明主要能源介质为生物质能，同时利用天然水域的水作为冷凝器的冷却介质，大幅提升冷凝器的冷却效率，水车式水力发电装置在后端将循环水的动能回收，能源利用率达到最大。达到最大。达到最大。


技术研发人员：方桂平 许建芬 毛奇洲 陈绍凤 林金辉 简永强 黄湫 彭龙 兰贵琴 唐玉帅
受保护的技术使用者：福建省东锅节能科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/8/14