一种利用爆轰能量的涡轮发电系统.pdf

摘要
申请专利号：	CN201010177729.8	申请日：	2010.05.20
公开号：	CN101871368A	公开日：	2010.10.27
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F01D 15/10申请公布日:20101027\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F01D 15/10申请日:20100520\|\|\|公开
IPC分类号：	F01D15/10; F02C3/26; F01D25/30	主分类号：	F01D15/10
申请人：	郑鲁生
发明人：	郑鲁生
地址：	250014 山东省济南市历下区和平路29号5号楼1单元102号
优先权：
专利代理机构：	济南泉城专利商标事务所 37218	代理人：	李桂存
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明属于能源技术领域，基于涡轮发电基本原理，利用爆轰产生的能量作为发电机涡轮运转的动力，通过控制系统调节能量发生量和传递方式实现连续发电。本发明涉及的发电系统，由爆轰室(1)、涡轮工作室(2)、汽化室(3)、涡轮发电机和控制系统组成，爆轰室(1)分别通过热管(5)与涡轮工作室(2)和汽化室(3)连通，涡轮工作室(2)中的涡轮轴(6)与发电机的涡轮轴(7)相连，涡轮工作室(2)通过热管(5)与汽化室(3)连通；汽化室(3)与发电机涡轮工作室(4)连通。本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统属于绿色能源，与成熟技术配套，安全性好，成本低，污染小。本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统可有效利用废弃含能材料，对节约能源具有显著作用。

权利要求书

1.一种利用爆炸能量连续发电系统，由爆轰室(1)、涡轮工作室(2)、汽化室(3)、涡轮发电机和控制系统组成，爆轰室(1)分别通过热管(5)与涡轮工作室(2)和汽化室(3)连通；涡轮工作室(2)中的涡轮轴(6)与发电j机的涡轮轴(7)相连，涡轮工作室(2)通过热管(5)与汽化室(3)连通；汽化室(3)与涡轮发电机的涡轮工作室(4)连通；涡轮工作室(2)由共轴涡轮组和管状气室组成，涡轮组与管状气室同轴。2.权利要求1涉及的利用爆炸能量连续发电系统，由爆轰室(1)、涡轮工作室(2)、汽化室(3)、涡轮发电机和控制系统组成，其特征在于：涡轮发电机的涡轮工作室(4)依次与热交换器(8)压缩室(9)、汽化室(3)连通。3.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组的首组叶片厚度不小于200mm。4.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组的首组叶片表面为凹凸结构。5.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组的叶片组数为10～20。6.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组首组叶片直径最大。7.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述爆轰室为夹层结构，内胆为钢板，外层为钢筋水泥层，夹层填充储热材料。8.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述涡轮工作室为夹层结构，内胆为钢管，外层为钢筋水泥层，夹层填充储热材料。9.权利要求1或2涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于所述汽化系统为外敷保温材料的超高压临界锅炉箱。

说明书

一种利用爆轰能量的涡轮发电系统

一、技术领域

本发明属于能源技术领域，涉及发电技术，特别涉及利用爆轰能量发电技术。

二、背景技术

电力是现代工业的基本能源，按能源分类主要有火电、核电、风电、水电等，能源短缺对发电技术领域的新能源开发提出了新的需求。

火力发电的工作原理是，燃料在锅炉里燃烧，将水加热成温度和压力都很高的蒸汽，高温高压的蒸汽在蒸汽轮机中做功带动发电机发电。火力发电依然是目前电力工业的主力军，但燃料资源的不可再生性制约着火发技术的发展。

核电是利用核反应的能量，产生高温高压蒸汽，在蒸汽轮机中做功。

近年来，利用自然资源的水电和风电得到长足发展，但两种发电方式均受自然条件的制约。

CN 200810249816.2介绍了一种利用铁电体做容器，在爆轰合成金刚石的同时，剩余能量转化为电能的发电方法。该方案充分利用反应能量，但难以实现连续发电。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种利用爆炸能量实现连续发电目的的系统。

本发明的目的是这样实现的，基于涡轮发电基本原理，利用爆轰产生的冲击波推动涡轮转动，同时，剩余热量引入汽化室，汽化汽化室中的液体，作为涡轮发电机涡轮运转的辅助动力；利用含能材料爆炸释放的能量将汽化室中的液体气化，产生的高压气体作为涡轮发电机涡轮运转的持续动力；通过控制系统调节能量发生量和传递方式实现连续发电；涡轮发电机的涡轮工作室产生的尾气通过冷却、压缩得到的液化工作介质回用。

本发明涉及的利用爆炸能量连续发电系统，由爆轰室1、涡轮工作室2、汽化室3、涡轮发电机和控制系统组成，爆轰室1分别通过热管5与涡轮工作室2和汽化室3连通；涡轮工作室2中的涡轮轴6与涡轮发电机的涡轮轴7相连，涡轮工作室2通过热管5与汽化室3连通；汽化室3与涡轮发电机的涡轮工作室4连通；涡轮工作室2由共轴涡轮组和管状气室组成，共轴涡轮组与管状气室同轴。发电系统结构框图如附图1所示，涡轮工作室2结构如附图2所示。

本发明涉及的利用爆炸能量连续发电系统，由爆轰室1、涡轮工作室2、汽化室3、涡轮发电机和控制系统组成，其特征在于：涡轮发电机的涡轮工作室4依次与热交换器8、压缩室9、汽化室3连通。结构框图如附图3所示。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组的首组叶片厚度不小于200mm。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组的首组叶片表面为凹凸结构。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组的叶片组数为10～20。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述共轴涡轮组首组叶片直径最大。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述爆轰室为夹层结构，内胆为钢板，外层为钢筋水泥层，夹层填充储热材料。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于：所述涡轮工作室为夹层结构，内胆为钢管，外层为钢筋水泥层，夹层填充储热材料。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统，其特征在于所述汽化室为外敷保温材料的超高压临界锅炉箱。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统属于绿色能源，与成熟技术配套，安全性好，成本低，污染小。

本发明涉及的利用爆轰能量连续发电系统可有效利用火药、炸药以及废弃火炸药等含能材料，对节约能源具有显著作用。

四、附图说明

图1本发明涉及的发电系统结构框图

图2本发明涉及的涡轮工作室结构示意图

图3本发明涉及的发电系统结构框图

其中：1-爆轰室，2-涡轮工作室，3-汽化室，4-发电机涡轮工作室，5-热管，6-涡轮轴，7-发电机涡轮轴，8-热交换器，9-压缩室，10-共轴涡轮叶片，11-支撑结构

五、具体实施方式

下面结合具体实例对发明涉及的技术方案进行进一步说明，但不作为对发明内容的限制。

爆轰室为9m³的密闭容器，采用100mm钢板作为内胆，内壁覆有碳纤维蜂窝材料；外包钢筋水泥层，内胆与水泥层间填充复合硬脂酸相变材料。

涡轮工作室2由壁厚70mm、外径380mm的Cr25Ni20耐热无缝钢管外包储热材料，用水泥包覆形成工作室，内置15组叶片10的共轴涡轮，首组叶片厚度200mm、直径210mm，倾角13°，正面为凹凸结构，固定安装在轴的前端(结构示意如图3所示)，以磁悬浮方式支撑。

汽化室为不锈钢内胆的密闭保温容器，容积4m³，每个汽化室内装填约三分之一体积的异丁烷作为工作介质。

爆轰室1与汽化室3、发电机涡轮工作室4及爆轰室1与涡轮工作室2、汽化室3间通过保温热管5连通；共轴涡轮机组涡轮轴6的另一端与发电机组涡轮轴7连接，配置成套控制系统得到本发明涉及的发电系统。

根据发电机组功率设计，爆轰室1、汽化室2均可为多室并联结构。

该发电系统可连接尾气回收系统，工作介质通过热交换器8、压缩室9返回汽化室3。结构框图如图3所示。