[发明专利]一种利用热气流上升进行发电的系统

说明书

技术领域

本发明属于发电系统技术领域，尤其涉及一种通过热气流上升到高处，然后冷凝成液体，利用高处势能发电的系统。

背景技术

能源是世界性的问题，是人类文明能否延续的问题，人类需要可再生能源技术的开发利用。而太阳能的高效利用，是人类一直研究的课题。除了太阳光的光伏电能，风能、水利势能等也是间接来自太阳能。自从人类开发的电能的利用，电能得到了广泛的应用，是现代文明的表现形式。把各种其他能源转换成电能，仍是人类的努力方向。

太阳能光伏的能量转换效率现还只有20%左右。但水利发电的效率可以达到75%以上，这一数据来自于《小型水电站技术改造规范》，GBT50700-2011，第6章。

目前的发电系统有利用带压力的水蒸汽通过膨胀机进行发电，也有利用液体的重力势能进行发电。其中蒸汽机发电需要高温，高压蒸汽，一般发电效率只有30%左右；而典型的重力势能发电一般需要建设大坝，水资源是一次性利用的。总体存在发电效率低，浪费资源的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用热气流上升进行发电的系统，利用了现有的热气流的能量使热能转换成电能，承载热气流的物质（气体或液体）还能循环使用，节约资源。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用热气流进行发电的系统，包括有热气流系统、冷凝系统以及发电系统，位于低处的热气流系统通过气流通道上升至位于高处的冷凝系统，冷凝系统将热气流冷凝成液体，此液体通过液体通道落入存储箱，存储箱的液体落入发电系统产生的重力势能，带动发电系统进行发电，同时落入发电系统的液体又通过回流通道回流入热气流系统；其中所述的冷凝系统所在的温度低于热气流系统所在的温度。

所述的热气流系统包括加热完的热气流。

所述的热气流系统包括有加热装置和待加热液体。

所述的热气流系统所在的高度比存储箱所在的高度低2-10米。

所述的热气流系统中设置有吸水棉。

所述的热气流系统与冷凝系统之间设置有蒸汽轮机发电系统。

所述的热气流系统与冷凝系统之间还设置有抽风系统。

所述的存储箱中设置有开关装置。

本发明还提供了一种利用热气流进行发电的系统构成的多级系统，包括有至少两个利用热气流进行发电的系统，还包括有余热传导系统，余热传导系统将位于低处的利用热气流进行发电的系统中的冷凝系统的余热传导给位于高处的利用热气流进行发电的系统中的热气流系统。

本发明具有的优点是：

本发明通过热气流上升至高处，由于高处的温度比低处的低，热气（流）会上升，上升冷却下来的气体可以在高处冷却为液体，这个液体就有重力势能，下落到低处时，就能带动发电机发电，完成从热能到电能的转换过程，其中液体还重新回流至热气流系统，循环使用，节约资源。

热气流的来源可以是：直接从燃料（可再生的生物质，或不可再生的煤炭，石油，等），或废热（如火力发电厂的），或太阳能等等，废热利用，既节约资源还能转换电能，利用率高。

所述的蒸汽轮机发电系统预先把部分热能转换成电能，抽风系统能够补足热气流上升到冷凝系统的高度，从而提高整体系统的发电效率。

本发明还可设置为多级发电系统，充分利用热源，节约资源。

附图说明

图1是本发明的发电原理示意图；

图2是热气流系统的一种原理图；

图3是热气流系统的另一种原理图；

图4是实施例一的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是实施例二的发电原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种利用热气流进行发电的系统，包括有热气流系统、冷凝系统以及发电系统，位于低处的热气流系统通过气流通道上升至位于高处的冷凝系统，冷凝系统将热气流冷凝成液体，此液体通过液体通道落入发电系统产生的重力势能，带动发电系统进行发电，同时落入发电系统的液体又通过回流通道回流入热气流系统；其中所述的冷凝系统所在的温度低于热气流系统所在的温度。

其中所述的热气流系统可以是加热完的热气流，例如直接来自火力，核能发电厂，或其他供热、发热设施的废热水蒸汽；有机物（如酒精，汽油）的蒸发产生的气体或其他加热过的热气源。加热完的热气流直接通过水蒸气管道输出热的水蒸气，如图2所示。

其中所述的热气流系统也可以是加热装置和待加热液体，加热装置可以是太阳能加热装置、煤炭加热装置等，待加热液体经过加热后输出热气，如图3所示。