专利摘要

本实用新型公开了一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，包括吸附‑朗肯循环发电循环模块和液态金属磁流体发电循环模块；所述吸附‑朗肯循环发电循环模块包括发电机、膨胀机、吸附床a和吸附床b和曝气管；所述液态金属磁流体发电循环模块由环形通道结构和液态金属组成。本实用新型采用吸附床交替工作代替工质循环泵，工质循环泵的输入功率最高可占膨胀机输出功率的45％，取消工质循环泵，降低了系统的本身的能量消耗，提高了系统的净输出功率。本实用新型利用吸附床的吸附过程降低吸附‑朗肯循环中膨胀机的出口压力，进一步提高了系统的净输出功率。本实用新型在环形通道结构里的液态金属温度更均衡，有利于液态金属的流动。

权利要求

1.一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，其特征在于：包括吸附-朗肯循环发电循环模块和液态金属磁流体发电循环模块；

所述吸附-朗肯循环发电循环模块包括发电机(19)、膨胀机(18)、吸附床a(7)和吸附床b(8)和曝气管(11)；

所述发电机(19)与膨胀机(18)相连；

所述吸附床a(7)的工质进口通过管路经工质进口阀a(5)与膨胀机(18)连接；所述吸附床a(7)的工质出口通过管路经工质出口阀a(6)与曝气管(11)连接；

所述吸附床a(7)的淡水进口经热水阀a(1)与热源连接、经冷水阀a(2)与冷源连接，淡水出口连接冷热水排出系统；

所述吸附床b(8)的工质进口通过管路经工质进口阀b(9)与膨胀机(18)连接；所述吸附床b(8)的工质出口通过管路经工质出口阀b(10)与曝气管(11)连接；

所述吸附床b(8)的淡水进口经热水阀b(3)与热源连接、经冷水阀b(4)与冷源连接，淡水出口连接冷热水排出系统；

所述膨胀机(18)的进口通过管路与气液分离管(13)连接，所述膨胀机(18)的出口通过管路分别与吸附床a(7)和吸附床b(8)连接；

所述吸附床a(7)和吸附床b(8)中填充高性能吸附材料；

所述液态金属磁流体发电循环模块由环形通道结构和液态金属组成，所述液态金属位于环形通道结构内，所述环形通道结构由依次相连的曝气腔、两相流上升管(12)、气液分离管(13)、下降管(14)和回流管(17)组成；所述的曝气管(11)安装在环形通道结构的两相流上升管(12)与回流管(17)之间的曝气腔内；所述的气液分离管(13)上设置出口，所述的出口与膨胀机(18)连接；所述环形通道结构的横截面为矩形；

所述下降管(14)的中段(20)横截面尺寸小于上段和下段的横截面尺寸，中段(20)外两侧分别设置永磁铁a(15)和永磁铁b(16)；中段(20)内两侧设置用于输出感应电能的电极板(21)；

所述永磁铁a(15)和永磁铁b(16)相对极的极性相反；

所述下降管(14)的中段(20)、电极板(21)、永磁铁a(15)和永磁铁b(16)构成发电单元。

2.根据权利要求1所述的一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，其特征在于：所述高性能吸附材料包括金属-有机框架MOFs、金属氯化物、活性炭或硅胶。

3.根据权利要求1所述的一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，其特征在于：所述吸附-朗肯循环发电循环模块的工质包括水、二氧化碳、氨、碳氢化合物或有机工质。

4.根据权利要求1所述的一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，其特征在于：所述液态金属为低熔点液态金属，包括液态镓、液态锡或水银。

5.根据权利要求1所述的一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，其特征在于：所述永磁铁a(15)和永磁铁b(16)安装在下降管(14)的中段(20)外的左右两侧；所述电极板(21)分别安装在下降管(14)的中段(20)内的前后两侧。

说明书

技术领域

本实用新型属于余热发电技术领域，特别涉及一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统。

背景技术

能源危机和环境污染日益加重，低品位能源利用技术越来越受到关注。中国专利CN205558983U公开了《一种朗肯循环与液态金属自然循环联合发电系统》，该系统可将多种形式的热能转换为电能。但是，该系统采用工质循环泵完成工质的循环流动，降低了该系统的净输出功率。这样极大地影响了该系统的经济性。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种能提高经济性的无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，包括吸附-朗肯循环发电循环模块和液态金属磁流体发电循环模块；

所述吸附-朗肯循环发电循环模块包括发电机、膨胀机、吸附床a和吸附床b和曝气管；

所述发电机与膨胀机相连；

所述吸附床a的工质进口通过管路经工质进口阀a与膨胀机连接；所述吸附床a的工质出口通过管路经工质出口阀a与曝气管连接；

所述吸附床a的淡水进口经热水阀a与热源连接、经冷水阀a与冷源连接，淡水出口连接冷热水排出系统；

所述吸附床b的工质进口通过管路经工质进口阀b与膨胀机连接；所述吸附床b的工质出口通过管路经工质出口阀b与曝气管连接；

所述吸附床b的淡水进口经热水阀b与热源连接、经冷水阀b与冷源连接，淡水出口连接冷热水排出系统；

所述膨胀机的进口通过管路与气液分离管连接，所述膨胀机的出口通过管路分别与吸附床a和吸附床b连接；

所述吸附床a和吸附床b中填充高性能吸附材料；

所述液态金属磁流体发电循环模块由环形通道结构和液态金属组成，所述液态金属位于环形通道结构内，所述环形通道结构由依次相连的曝气腔、两相流上升管、气液分离管、下降管和回流管组成；所述的曝气管安装在环形通道结构的两相流上升管与回流管之间的曝气腔内；所述的气液分离管上设置出口，所述的出口与膨胀机连接；所述环形通道结构的横截面为矩形；

所述下降管的中段横截面尺寸小于上段和下段的横截面尺寸，中段外两侧分别设置永磁铁a和永磁铁b；中段内两侧设置用于输出感应电能的电极板；

所述永磁铁a和永磁铁b相对极的极性相反；

所述下降管的中段、电极板、永磁铁a和永磁铁b构成发电单元。

进一步地，所述高性能吸附材料包括金属-有机框架MOFs、金属氯化物、活性炭或硅胶。

进一步地，所述吸附-朗肯循环发电循环模块的工质包括水、二氧化碳、氨、碳氢化合物或有机工质。

进一步地，所述液态金属为低熔点液态金属，包括液态镓、液态锡或水银。

进一步地，所述永磁铁a和永磁铁b安装在下降管的中段外的左右两侧；所述电极板分别安装在下降管的中段内的前后两侧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用吸附床交替工作代替工质循环泵，工质循环泵的输入功率最高可占膨胀机输出功率的45％，取消工质循环泵，降低了系统的本身的能量消耗，提高了系统的净输出功率。

2、本实用新型利用吸附床的吸附过程降低吸附-朗肯循环中膨胀机的出口压力，进一步提高了系统的净输出功率。

3、本实用新型液态金属磁流体发电循环模块中由于工质与液态金属混合前就是气态，减少了液态金属的温度损失，因此在环形通道结构里的液态金属温度更均衡，有利于液态金属的流动。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

图2为发电单元的前后方向中心剖视图。

图3为发电单元的左右方向中心剖视图。

图中：1、热水阀a，2、冷水阀a，3、热水阀b，4、冷水阀b，5、工质进口阀a，6、工质出口阀a，7、吸附床a，8、吸附床b，9、工质进口阀b，10、工质出口阀b，11、曝气管，12、两相流上升管，13、气液分离管，14、下降管，15、永磁铁a，16、永磁铁b，17、回流管，18、膨胀机，19、发电机，20、中段，21、电极板。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。如图1-3所示，一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统，包括吸附-朗肯循环发电循环模块和液态金属磁流体发电循环模块；

所述吸附-朗肯循环发电循环模块包括发电机19、膨胀机18、吸附床a7和吸附床b8和曝气管11；

所述发电机19与膨胀机18相连；

所述吸附床a7的工质进口通过管路经工质进口阀a5与膨胀机18连接；所述吸附床a7的工质出口通过管路经工质出口阀a6与曝气管11连接；

所述吸附床a7的淡水进口经热水阀a1与热源连接、经冷水阀a2与冷源连接，淡水出口连接冷热水排出系统；

所述吸附床b8的工质进口通过管路经工质进口阀b9与膨胀机18连接；所述吸附床b8的工质出口通过管路经工质出口阀b10与曝气管11连接；

所述吸附床b8的淡水进口经热水阀b3与热源连接、经冷水阀b4与冷源连接，淡水出口连接冷热水排出系统；

所述膨胀机18的进口通过管路与气液分离管13连接，所述膨胀机18的出口通过管路分别与吸附床a7和吸附床b8连接；

所述吸附床a7和吸附床b8中填充高性能吸附材料；

所述液态金属磁流体发电循环模块由环形通道结构和液态金属组成，所述液态金属位于环形通道结构内，所述环形通道结构由依次相连的曝气腔、两相流上升管12、气液分离管13、下降管14和回流管17组成；所述的曝气管11安装在环形通道结构的两相流上升管12与回流管17之间的曝气腔内；所述的气液分离管13上设置出口，所述的出口与膨胀机18连接；所述环形通道结构的横截面为矩形；

所述下降管14的中段20横截面尺寸小于上段和下段的横截面尺寸，中段20外两侧分别设置永磁铁a15和永磁铁b16；中段20内两侧设置用于输出感应电能的电极板21；

所述永磁铁a15和永磁铁b16相对极的极性相反；

所述下降管14的中段20、电极板21、永磁铁a15和永磁铁b16构成发电单元。

进一步地，所述高性能吸附材料包括金属-有机框架MOFs、金属氯化物、活性炭或硅胶。

进一步地，所述吸附-朗肯循环发电循环模块的工质包括水、二氧化碳、氨、碳氢化合物或有机工质。

进一步地，所述液态金属为低熔点液态金属，包括液态镓、液态锡或水银。

进一步地，所述永磁铁a15和永磁铁b16安装在下降管14的中段20外的左右两侧；所述电极板21分别安装在下降管14的中段20内的前后两侧。

本实用新型的工作过程如下：

参见图1，系统开始工作，热水阀a1、冷水阀b4、工质出口阀a6、工质进口阀b9开，热水阀b3、冷水阀a2、工质进口阀a5、工质出口阀b10关。热水经热水阀a1进入吸附床a7，与吸附床a7充分换热后排出系统。冷水经冷水阀b4进入吸附床b8不断冷却吸附床b8中的高性能吸附材料后排出系统。吸附床a7中的高性能吸附材料吸热解析出吸附的工质，这些高压的气态工质从曝气管11内喷出与高温的液态金属混合形成大量的气泡，气态工质与液态金属在两相流上升管12内形成气液两相流并利用气泡的驱动带动液态金属上升，气液混合物经气液分离管13分离成液态金属和气态工质，气态工质从出口离开，液态金属则经过下降管14流经发电单元，发电单元包括下降管14的中段、永磁铁a15、永磁铁b16、两块电极板21和电极引线，下降管14的中段为矩形，其截面积恒定，使得感生电流在液态金属内均匀分布，在下降管14的中段两个宽的侧壁方向上分别有永磁铁a15、永磁铁b16，二者的N极与S极相对，产生磁场。液态金属在循环运动中，在发电单元处切割磁场的磁力线，从而产生电能，产生的电能通过与电极板14相连的电极引线输送给外部电路。离开液态金属磁流体发电循环模块的气态工质则进入膨胀机18膨胀做功并带动发电机19旋转发电，低压的气态工质通过工质进口阀b9进入吸附床b8并吸附在受冷水不断冷却的吸附床b8中的高性能吸附材料上完成循环。

当吸附床a7中的工质的含量不足时，切换阀门状态使热水阀b3、冷水阀a2、工质进口阀a5、工质出口阀b10开，热水阀a1、冷水阀b4、工质出口阀a6、工质进口阀b9关。热水经热水阀b3进入吸附床b8，与吸附床b8充分换热后排出系统。冷水经冷水阀a2进入吸附床a7不断冷却吸附床a7中的高性能吸附材料后排出系统。吸附床b8中的高性能吸附材料吸热解析出吸附的工质，这些高压的气态工质从曝气管11内喷出与高温的液态金属混合形成大量的气泡，气态工质与液态金属在两相流上升管12内形成气液两相流并利用气泡的驱动带动液态金属上升，气液混合物经气液分离管13分离成液态金属和气态工质，气态工质从出口离开，液态金属则经过下降管14流经发电单元，液态金属在循环运动中，在发电单元处切割磁场的磁力线，从而产生电能，产生的电能通过与电极板21相连的电极引线输送给外部电路。离开液态金属磁流体发电循环模块的气态工质则进入膨胀机18膨胀做功并带动发电机19旋转发电，低压的气态工质通过工质进口阀a5进入吸附床a7并吸附在受冷水不断冷却的吸附床a7中的高性能吸附材料上完成循环

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但本领域内的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实用新型中的实施方式做出多种变更和修改，而不背离本实用新型的原理和实质。

一种无泵型朗肯循环与液态金属联合发电系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。