一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法与装置与流程

1.本技术属于火力发电工程技术领域，具体涉及一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法与装置。


背景技术：

2.近年来，人们对风能、太阳能的开发可说突飞猛进，然而由于风能存在风大风小、太阳能存在天晴和下雨等不确定性因素，所以风力发电站和太阳能发电站所发出来的电很不稳定，都被戏称为“垃圾电”，无法很好地接入输电网络。前不久有发明(申请号：2022101025759)设计了将“垃圾电”通过电解水制氢，然后再通过把氢气燃烧来推动一种燃氢汽轮发电机发电，把“垃圾电”+水
→
氢
→
水+稳定电能的循环；该系统确实有很强的实用价值，然而由于汽轮发电机效率非常低，有的甚至只有35％，这样务必造成成本问题，使上述发明无法实施。针对现有技术的不足，本发明提供了“一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法与装置”。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法与装置，能够解决背景技术中提到的目前汽轮发电机效率低的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.本发明说明书和权利要求书中的术语“燃氢汽轮发电机”是普通的燃烧天然气或者煤气的燃气轮机发电机，把气源换成氢气即可。“汽轮发电机”和“水轮发电机”就是目前市面上成熟的汽轮发电机和水轮发电机。
6.一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的装置，包括：一级燃氢汽轮发电机、二级汽轮发电机、三级汽轮发电机以及顺次连接的若干级汽轮发电机，汽轮发电机数量大于3，中间水汽调节器，一级水轮发电机、二级水轮发电机以及顺次连接的若干级水轮发电机，水轮发电机数量大于3。
7.根据如上所述的一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的装置，其特征在于：一级燃氢汽轮发电机有两个入口和一个出口，二、三、四
…
到最后一级汽轮发电机都各有一个入口和一个出口，中间水汽调节器有一个入口和一个出口，一、二、三
…
一直到倒数第二个水轮发电机都各有一个入口和一个出口，最后一级水轮发电机有一个入口和二个出口；第一级燃氢汽轮发电机通过管路与第二、三
…
一直到最后一级汽轮发电机连接起来，然后通过管路与中间水汽调节器连通起来，然后再通过管路与后面的一、二..到最后一级水轮发电机连接起来。
8.一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法，其特征在于：所述方法把燃氢汽轮发电机、汽轮发电机、水轮发电机都集成到了一个整体装置中，该方法把燃气汽轮机发电技术和蒸汽汽轮机发电技术以及水轮机发电技术融合到了一个系统中。
9.根据如上所述的一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法，其特征在于：氢气和空
气通过外部装置被压入到本发明系统中的第一级燃氢汽轮发电机中，充分燃烧后产生高温高压的水蒸气与剩余空气的混合气体(以下简称“混合蒸汽”)推动第一级燃氢汽轮发电机做功发电后，出来的能量有所降低的“混合蒸汽”再进入到二级汽轮发电机中进行做功发电，然后出来的能量再次降低的“混合蒸汽”再进入到三级、四级
…
以此类推，一直到最后一级汽轮发电机中做功发电；当“混合蒸汽”能量降低到快形成液态水时，该“混合蒸汽”被设计成由管路前端压力自然送入到本装置的中间水汽调节器中，在该调节器中把剩余空气和液态水充分混合，然后再被设计成由管路前端压力自然送入到后面的一级、二级
…
一直到最后一级水轮发电机中做功发电；上述过程所有的动能都来自本装置前段氢气燃烧产生的能量。
10.根据如上所述的一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法，其特征在于：该方法对每一级发电机的功率设计为：一级燃氢汽轮发电机为最大功率的汽轮发电机，二级汽轮发电机为第二大功率汽轮发电机，三级汽轮发电机为第三大功率汽轮发电机
…
以此类推，最后一级汽轮发电机为最小功率的汽轮发电机；同样，一级水轮发电机为最大功率的汽轮发电机、二级水轮发电机为第二大功率水轮发电机
…
以此类推，最后一级水轮发电机为最小功率的水轮发电机。上述发电机的功率设计与选型方法是按照第一级燃氢汽轮发电机前面输入的氢气和空气量燃烧所产生的动能来设计，以能够推动每一级发电机正常运行为原则。
11.根据如上所述的一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法，其特征在于：所述整个装置的管路和设备都采用保温处理，避免能量损失，让“混合蒸汽”的能量逐渐在本装置的各个发电机中转化为电能，保证热电转换的效率最大化。
12.本发明的有益效果在于：本发明公开的一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的方法与装置实现了以下技术创新：
13.1、本发明方法创新性地把燃气汽轮机发电技术和蒸汽汽轮机发电技术以及水轮机发电技术融合到了一个系统装置中，实现了燃烧氢气发电工艺的热电能效转换的最大化。
14.2、本发明装置的结构创新性地把几个功率大小不一的燃氢汽轮发电机、汽轮发电机以及水轮发电机串联起来，形成多级联动，充分利用氢气燃烧时产生的能量，使其能量转化效率达到最大化。
附图说明
15.图1是本发明装置的结构示意图。
16.附图标记说明：
17.一级燃氢汽轮发电机1、二级汽轮发电机2、三级汽轮发电机3
…
最后一级汽轮发电机6，中间水汽调节器7，一级水轮发电机4、二级水轮发电机5
…
最后一极水轮发电机8。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
19.如图1所示，本发明的“一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的装置”，包括，一级燃氢汽轮发电机1、二级汽轮发电机2、三级汽轮发电机3
…
最后一级汽轮发电机6，中间水汽调节
器7，一级水轮发电机4、二级水轮发电机5
…
最后一极水轮发电机8组成。
20.作为本发明的进一步方案，所述一级燃氢汽轮发电机1有两个入口和一个出口，二、三、
…
到最后一级汽轮发电机6都各有一个入口和一个出口，中间水汽调节器7有一个入口和一个出口，一、二、三
…
一直到倒数第二个水轮发电机都各有一个入口和一个出口，最后一级水轮发电机8有一个入口和二个出口；第一级燃氢汽轮发电机1通过管路与第二、三
…
一直到最后一级汽轮发电机6连接起来，然后通过管路与中间水汽调节器7连通起来，然后再通过管路与后面的一、二..到最后一级水轮发电机8连接起来。
21.作为本发明的进一步方案，所述一级燃氢汽轮发电机1为最大功率的汽轮发电机，二级汽轮发电机2为第二大功率汽轮发电机，三级汽轮发电机3为第三大功率汽轮发电机
…
以此类推，最后一级汽轮发电机6为最小功率的汽轮发电机；同样，一级水轮发电机4为最大功率的汽轮发电机、二级水轮发电机5为第二大功率水轮发电机
…
以此类推，最后一级水轮发电机8为最小功率的水轮发电机。
22.本发明的“一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的装置”的工作过程包括：将如上所述本发明装置前段的两个入口端，一个输入氢气，另外一个输入空气，氢气和空气通过外部装置被压入到本发明系统中的第一级燃氢汽轮发电机1中，充分燃烧后产生高温高压的水蒸气与剩余空气的混合气体(以下简称“混合蒸汽”)推动第一级燃氢汽轮发电机1做功发电后，出来的能量有所降低的“混合蒸汽”再进入到二级汽轮发电机2中进行做功发电，然后出来的能量再次降低的“混合蒸汽”再进入到三级、四级
…
以此类推，一直到最后一级汽轮发电机6中做功发电；当“混合蒸汽”能量降低到快形成液态水时，该“混合蒸汽”由管路前端气体压力自然送入到本装置的中间水汽调节器7中，在该调节器中把剩余空气和液态水充分混合，然后再由管路前端压力自然送入到后面的一级、二级
…
一直到最后一级水轮发电机8中做功发电；上述过程所有的动能都来自本装置前段氢气燃烧产生的能量，通过燃气轮机、汽轮机和水轮机的联动，充分利用氢气燃烧时产生的能量，使其能量转化效率达到最大化。
23.实施例一
24.本发明提供了“一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的装置”，包括，一级燃氢汽轮发电机1、二级汽轮发电机2、三级汽轮发电机3、四级汽轮发电机6，中间水汽调节器7，一级水轮发电机4、二级水轮发电机5、三级水轮发电机8组成。其中，一级燃氢汽轮发电机1的功率是5000kw/h、二级汽轮发电机2的功率是1000kw/h、三级汽轮发电机3的功率是200kw/h、四级汽轮发电机6的功率是50kw/h，中间水汽调节器7，一级水轮发电机4的功率是20kw/h、二级水轮发电机5的功率是10kw/h、三级水轮发电机8的功率是5kw/h。
25.实施例二
26.本发明提供了“一种燃氢汽轮机、水轮机串联发电的装置”，包括，一级燃氢汽轮发电机1、二级汽轮发电机2、三级汽轮发电机3、四级汽轮发电机6，中间水汽调节器7，一级水轮发电机4、二级水轮发电机5、三级水轮发电机8组成。其中，一级燃氢汽轮发电机1的功率是8000kw/h、二级汽轮发电机2的功率是3000kw/h、三级汽轮发电机3的功率是500kw/h、四级汽轮发电机6的功率是100kw/h，中间水汽调节器7，一级水轮发电机4的功率是50kw/h、二级水轮发电机5的功率是30kw/h、三级水轮发电机8的功率是10kw/h。
27.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的个别实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。