一种超临界高效发电系统

摘要

本实用新型涉及一种超临界高效发电系统，其包括：至少一套热能输入增压装置，一液压或气压发电机；至少一套工质储存装置；至少一套冷却降压装置；以及一控制装置。本实用新型通过工质的增压和冷却降压回收两个环节完成了整个发电过程，并且采用了热泵、制冷机组和超临界流体技术相结合的方式，与现有技术相比本装置实现了全天候以及任何气候条件下的发电。

主权项

一种超临界高效发电系统，其特征在于，所述系统包括：至少一套热能输入增压装置，其包括热泵以及第一热交换器，其中所述第一热交换器内部充满超临界态低沸点工作介质，同时第一交换器兼作热泵的冷凝器，热泵从外界的第一流体提取热能后转移至自身冷凝器即所述第一热交换器，在所述第一热交换器内与所述超临界流体态低沸点工作介质进行热交换以使所述超临界流体态低沸点工作介质增压，其中，在第一热交换器内的超临界态低沸点工作介质温度始终高于临界温度；至少一套冷却降压装置，其包括制冷机组以及第二热交换器，其中所述第二热交换器内部充满超临界态低沸点工作介质，同时第二热交换器兼作制冷机组的蒸发器，制冷机组向外界的第二流体排出热能后将液化的冷媒直接在第二交换器内蒸发制冷，通过与所述第二热交换器内的超临界流体态低沸点工作介质进行热交换以使所述超临界流体态低沸点工作介质降压，其中，所述超临界流体态低沸点工作介质的温度始终高于或等于临界温度；一液压或气压发电机；至少一套超临界流体态低沸点工作介质储存装置，其包括：第一压力容器，其通过第一阀门与所述第一热交换器连通以在所述第一阀门开启时通过第一输送泵接收所述第一热交换器输出的高压超临界流体态低沸点工作介质，通过第二阀门与所述液压或气压发电机连接以在所述第二阀门开启时向所述液压或气压发电机输送高压超临界流体态低沸点工作介质供其做功发电，通过第三阀门与所述液压或气压发电机连接以在所述第三阀门开启时接收所述液压或气压发电机输出的超临界流体态低沸点工作介质，通过第四阀门与所述第一热交换器连通以在所述第四阀门开启时向所述第一热交换器回送超临界流体态低沸点工作介质，通过第五阀门与所述第二热交换器连通以在所述第五阀门开启时通过第三输送泵接收所述第二热交换器冷却后的超临界流体态低沸点工作介质，还通过第六阀门与所述第二热交换器连通以在所述第六阀门开启时向所述第二热交换器回送超临界流体态低沸点工作介质；第二压力容器，其通过第七阀门与所述第一热交换器连通以在所述第七阀门开启时通过第二输送泵接收所述第一热交换器输出的高压超临界流体态低沸点工作介质，通过第八阀门与所述液压或气压发电机连接以在所述第八阀门开启时向所述液压或气压发电机输送高压超临界流体态低沸点工作介质供其做功发电，通过第九阀门与所述液压或气压发电机连接以在所述第九阀门开启时接收所述液压或气压发电机输出的超临界流体态低沸点工作介质，通过第十阀门与所述第一热交换器连通以在所述第十阀门开启时向所述第一热交换器回送超临界流体态低沸点工作介质，通过第十一阀门与所述第二热交换器连通以在所述第十一阀门开启时通过第四输送泵接收所述第二热交换器冷却后的超临界流体态低沸点工作介质，还通过第十二阀门与所述第二热交换器连通以在所述第十二阀门开启时向所述第二热交换器回送超临界流体态低沸点工作介质；以及两个分别设置在所述第一压力容器以及第二压力容器底部的压力传感器，其检测所述第一压力容器以及第二压力容器中超临界流体态低沸点工作介质的压力，并输出压力数值信号；一控制装置，其控制所述热泵、第一热交换器、制冷机组、第二热交换器以及第一至第四输送泵的启停，并控制所述第一至第十二阀门的启闭以使其中所述第一、第四阀门的启闭与第一输送泵的启停状态相同，所述第五、第六阀门的启闭与第三输送泵的启停状态相同，所述第七、第十阀门的启闭与第二输送泵的启停状态相同，所述第十一、第十二阀门的启闭与第四输送泵的启停状态相同，所述第二、第九阀门的启闭状态相同，所述第三、第八阀门的启闭状态相同，且所述第一、第四阀门的启闭以及第一输送泵的启停状态与所述第五、第六阀门的启闭以及第三输送泵的启停状态相反，所述第七、第十阀门的启闭以及第二输送泵的启停状态与所述第十一、第十二阀门的启闭以及第四输送泵的启停状态相反，所述第二、第九阀门的启闭状态与所述第三、第八阀门的启闭状态相反，所述控制装置还接收所述压力传感器输出的压力数值信号，并将其与预设阈值比较，当所述超临界流体态低沸点工作介质的压力数值达到预设阈值时切换所述第一至第十二阀门以及第一至第四输送泵的启闭状态；其中，所述第一压力容器和第二压力容器在初始状态下内部容置有超临界流体态低沸点 工作介质，该超临界流体态低沸点工作介质可以为临界温度以下时的气液混合态，也可以直接为超临界流体态，且所述控制装置在该初始状态下控制所述热泵、第一热交换器、制冷机组、第二热交换器、第一、第四、第七、第十阀门以及第一、第二输送泵开启。