[发明专利]一种人造密度差发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，特别是涉及一种人造密度差发电系统。

背景技术

随着经济社会的发展和科学技术水平的不断进步，与人们生活密切相关的电力发电技术也日益发展，例如浮力发电、地热发电、太阳能发电等，但传统的发电技术及相关系统均存在各种问题和缺陷。

现有的浮力发电技术系统复杂，大多利用多种形式的容器或特殊装置，通过在装置中蓄积气体，排开相应体积的水产生浮力，推动发电装置旋转并带动发电机发电。地热发电大多是直接利用地热蒸汽、通过闪蒸器产生低压蒸汽或加热低沸点工质产生工质蒸汽后再推动汽轮机发电。太阳能光热利用是利用太阳能集热器将太阳光聚焦在一点(如塔式或蝶式发电装置)或一条线上(槽式太阳能发电装置)，由集热器聚焦产生的高温加热导热工质，再将工质输入热交换器产生水蒸气推动汽轮机发电，或者直接加热水产生水蒸气，部分的太阳能光热发电装置利用蓄热装置对太阳能进行储存以增加装置的发电时间。上述的热能利用方式均需要利用汽轮机做功进行发电，为了提高发电效果不得不增加热源的温度，这样也会相应的限制中低温地热和普通小型的中低温太阳能发电装置的开发，不利于清洁能源的利用与发展，且由于中低温热源与冷却水的温差不大，对应的系统发电效率不高，这也是目前在中低温地热发电无法应用以及中低温太阳能集热器仅用于加热的原因。

鉴于以上各种发电装置所存在的缺陷，本发明主要克服目前中低温热源无法高效利用，类似中低温太阳能、地热、工业余热无法高效利用，风力发电装置投资成本高、运行维护难度大，且风力发电受天气影响较大，不具备大功率蓄能等缺点，海洋温差能发电效率极低，且发电装置运行过程中需要消耗大量的厂用电。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种人造密度差发电系统，它能利用现有的常规热源如地热、太阳能、工业余热、海洋温差能等中低温热源，还可以利用风能、压缩气体、液化天然气(石油气)、中低压(温)水蒸气、内燃机排气等气体中含有的内能，通过形成人造密度差的方式将工质气体含有的内能转化成为工作流体的机械能并利用水轮机发电，此外利用该技术还可以实现风力发电的同时进行抽水蓄能增加风力发电的稳定性，或者在发电的同时进行海水淡化，以增加发电厂的效益。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种人造密度差发电系统，其特征在于包括：

工质气体发生装置，其用于产生和/或处理各种工质气体；

密度差形成装置，所述密度差形成装置与所述工质气体发生装置相连接，密度差形成装置内盛装有流体，且为一连通结构，所述工质气体微溶或不溶于所述流体，所述工质气体连续不断地通入该密度差形成装置内的流体中，形成稳定的气液两相流和不含工质气体的单相流，从而在两者之间形成密度差；

发电机组，所述发电机组设置于密度差形成装置的底部；

在气液两相流和单相流之间密度差作用下，流体持续不断地在所述连通结构中流动从而带动所述发电机组发电。

作为对上述方案的进一步改进，所述工质气体发生装置包括若干组空气压缩机，所述空气压缩机上安装有风轮，所述若干组空气压缩机的出口通过集气母管相连后与所述密度差形成装置的进气口相连，所述集气母管中还设置有控制气流的单向阀。

进一步，所述密度差形成装置包括第一竖塔主体，所述第一竖塔主体内安装有多组喷嘴，所述喷嘴与工质气体发生装置的输出端连接，且位于所述发电机组的上方。

进一步，所述第一竖塔主体包括左竖管和右竖管，所述左竖管和右竖管相连通，形成一循环流道结构，所述循环流道结构的顶部连通有一向下弯折的储冰容器，所述储冰容器内安装有加热盘管，所述左竖管的顶部开口处设置有格栅，所述工质气体发生装置的高压输出端与储冰容器内的加热盘管相连，其输入端通过汽水分离器与右竖管的顶部开口相连，所述循环流道结构的底部还连接有海水预处理装置，将预处理后的海水作为流体输入到第一竖塔主体中。

进一步，所述工质气体发生装置包括一直通式竖管装置，所述直通式竖管装置上安装有预热盘管，所述预热盘管的输入端通入液化石油气，其输出端与密度差形成装置相连，所述直通式竖管装置的底部设置有空气压缩机，所述空气压缩机的输入端连接一空气过滤器，其输出端与直通式竖管装置底部的喷气嘴相连。

进一步，所述直通式竖管装置的底部海设置有用于直接驱动空气压缩机的水轮压缩机。