发电设备及低温过热反应装置

技术领域

本公开实施例涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种发电设备及低温过热反应装置。

背景技术

目前随着生活水平的提高和工业生产的发展，人们对能源的需求日益增长，传统的石油资源和化石燃料不可再生，且它们消耗的增加会造成严重的环境问题，例如温室效应和酸雨等。因此寻找清洁高效的新能源来满足能源需求已迫在眉睫。

氢气作为一种清洁无毒、燃烧热值高，可再生的燃料，被认为是最有前途的能源载体之一。然而，要在工业中利用氢能源如利用氢能发电，需要安全高效的方法及技术，目前的热核聚变发电反应温度极高，安全性要求极高，对设备的性能要求也极高导致成本极大。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种低温过热反应装置及发电设备。

第一方面，本公开实施例提供了一种低温过热反应装置，包括：

反应腔体，所述反应腔体上设有物料入口以及密封所述物料入口的密封盖；

电加热器，包括加热棒，所述加热棒伸入所述反应腔体内；

氢气供给器，所述氢气供给器通过第一管道连接第二管道的第一端，所述第二管道上与所述第一端相对的第二端与所述反应腔体连通；

抽真空装置，所述抽真空装置通过第三管道与所述第二管道的第一端连接，所述第二管道的第一端处设有分流阀；

控制装置，与所述电加热器、所述氢气供给器、所述抽真空装置以及所述分流阀连接，用于在所述物料入口加入反应物料并关闭所述密封盖之后，控制所述分流阀以关闭所述第一管道而打开所述第三管道，然后控制所述抽真空装置工作以对所述反应腔体抽真空至预设真空度条件，之后控制所述分流阀以打开所述第一管道而关闭所述第三管道，同时控制所述氢气供给器向所述反应腔体内供给氢气，所述电加热器工作加热以使所述反应物料和所述氢气发生冷核聚变反应产生热量；其中，所述反应物料是包含镍粉和氢化铝锂的混合物，所述镍粉是经过预处理之后的镍粉，所述预处理之后的镍粉用于提升所述混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能。

可选的，在一个实施例中，所述电加热器工作时将所述反应腔体内的温度控制在200~1300℃。

可选的，在一个实施例中，所述电加热器工作时将所述反应腔体内的温度控制在200~600℃，或者800~1000℃，或者1000~1300℃。

可选的，在一个实施例中，所述预设真空度条件包括：所述反应腔体抽真空后的真空度小于或等于10

可选的，在一个实施例中，所述反应腔体内壁设有温度传感器，所述温度传感器通过数据线与所述控制装置连接，所述控制装置还用于基于所述温度传感器输出的温度数据控制调整所述电加热器的工作功率。

可选的，在一个实施例中，所述预处理包括：将镍粉放到加热器中在室温下抽真空至所述预设真空度条件，然后在所述预设真空度条件下对所述镍粉进行加热，加热温度在120-180℃之间，之后再抽真空至所述预设真空度条件，然后通入高纯氢气保温保压20-40min；对保温保压后的镍粉在120-180℃的温度下再次抽真空至所述预设真空度条件，然后在所述预设真空度条件下继续升温至800-1000℃，再在此温度下进行抽真空至所述预设真空度条件，之后将镍粉进行降温至室温；将降温处理后的镍粉与氢化铝锂混合均匀得到氢化铝锂与镍粉混合物。

第二方面，本公开实施例提供一种发电设备，包括热产生装置、热传输装置和热电转换装置：

所述热产生装置是上述任一实施例所述的低温过热反应装置；

所述热传输装置，与所述低温过热反应装置连接，用于将所述低温过热反应装置产生的热量转移传输至所述热电转换装置；

所述热电转换装置，用于将接收的热量的至少部分转换为电能输出。

可选的，在一个实施例中，所述热传输装置包括液体热传输装置。

可选的，在一个实施例中，所述液体热传输装置包括液体供给部、热传导部以及液体循环流动管道；

其中，所述液体供给部，与所述液体循环流动管道连接，用于向所述液体循环流动管道供给冷却水以使所述冷却水在所述液体循环流动管道中流动；

所述热传导部，与所述低温过热反应装置的反应腔体的外壁接触，并与所述液体循环流动管道连接，用于基于所述低温过热反应装置产生的热量加热所述液体循环流动管道中的冷却水；

所述液体循环流动管道，与所述热电转换装置连接，其中所述液体循环流动管道中加热后的冷却水循环流动以将热量转移传输至所述热电转换装置。

可选的，在一个实施例中，所述热传导部包括环状管道，所述环状管道与所述液体循环流动管道连通。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的低温过热反应装置及包含其的发电设备，低温过热反应装置包括：反应腔体，所述反应腔体上设有物料入口以及密封所述物料入口的密封盖；电加热器，包括加热棒，所述加热棒伸入所述反应腔体内；氢气供给器，所述氢气供给器通过第一管道连接第二管道的第一端，所述第二管道上与所述第一端相对的第二端与所述反应腔体连通；抽真空装置，所述抽真空装置通过第三管道与所述第二管道的第一端连接，所述第二管道的第一端处设有分流阀；控制装置，与所述电加热器、所述氢气供给器、所述抽真空装置以及所述分流阀连接，用于在所述物料入口加入反应物料并关闭所述密封盖之后，控制所述分流阀以关闭所述第一管道而打开所述第三管道，然后控制所述抽真空装置工作以对所述反应腔体抽真空至预设真空度条件，之后控制所述分流阀以打开所述第一管道而关闭所述第三管道，同时控制所述氢气供给器向所述反应腔体内供给氢气，所述电加热器工作加热以使所述反应物料和所述氢气发生冷核聚变反应产生热量；其中，所述反应物料是包含镍粉和氢化铝锂的混合物，所述镍粉是经过预处理之后的镍粉，所述预处理之后的镍粉用于提升所述混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能。这样，本实施例中对镍粉经过预处理之后与氢化铝锂混合均匀得到混合物作为反应物料，可以提升该混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能，使得该混合物可以在相对低的温度下发生冷核聚变反应产生热量，如此可以降低反应所需的该装置的各单元结构及材料的性能要求，从而大大节省装置的成本，且生产安全性更好，更加环保，易于大范围实施。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例低温过热反应装置的结构示意图；

图2为本公开实施例发电设备的结构示意图。

实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

应当理解，在下文中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

发明人研究发现，氢化铝锂LiAlH

图1为本公开实施例的一种低温过热反应装置的结构示意图，该低温过热反应装置可以包括反应腔体101、电加热器102、氢气供给器103、抽真空装置104和控制装置110。其中，所述反应腔体101上设有物料入口以及密封所述物料入口的密封盖1011。示例性的，物料入口可以是圆心、椭圆形、或者矩形等，本实施例中对此不作限制。反应腔体101可以由耐高温材料如陶瓷制成密闭腔体，其上可以开设物料入口并安装密封盖1011，密封盖也可以是耐高温材料如陶瓷制成。电加热器102可以包括加热棒如硅钼棒、硅碳棒等，所述加热棒伸入所述反应腔体101内，例如反应腔体101的侧壁上可以设有开口，加热棒从该开口深入反应腔体101内，加热棒与该侧壁接触的表面可以设有保温材料层以及保护外壳等附属结构（图未示）。氢气供给器103可以是储存氢气的气瓶，所述氢气供给器103如气瓶可以通过第一管道105连接第二管道106的第一端，所述第二管道106上与所述第一端相对的第二端与所述反应腔体101连通。抽真空装置104可以是例如真空泵，所述抽真空装置104如真空泵可通过第三管道107与所述第二管道106的第一端连接，所述第二管道106的第一端处设有分流阀109如电控分流阀。控制装置110如PLC控制器可以与所述电加热器102、所述氢气供给器103、所述抽真空装置104以及所述分流阀109连接，用于在所述物料入口加入反应物料并关闭所述密封盖1011之后，控制所述分流阀109以关闭所述第一管道105而打开所述第三管道107，然后控制所述抽真空装置104工作以对所述反应腔体101抽真空至预设真空度条件，之后控制所述分流阀109以打开所述第一管道105而关闭所述第三管道107，同时控制所述氢气供给器103向所述反应腔体101内供给氢气，控制所述电加热器102工作加热以使所述反应物料和所述氢气发生冷核聚变（Low Energy Nuclear Reactions，LENR）反应产生热量。其中，所述反应物料是包含镍粉和氢化铝锂（LiAlH

本实施例中的上述低温过热反应装置，由于对镍粉经过预处理之后与氢化铝锂混合均匀得到混合物作为反应物料，可以提升该混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能，使得该混合物可以在相对低的温度下发生冷核聚变反应产生热量，冷核聚变的反应温度相对于热核聚变非常低，如此可以降低反应所需的该装置的各单元结构及材料的性能要求，从而大大节省装置的成本，且生产安全性更好，更加环保，操作易控制，易于大范围实施。

可选的，在一个实施例中，所述电加热器工作时将所述反应腔体内的温度控制在200~1300℃。本实施例中，由于对镍粉经过预处理之后与氢化铝锂混合均匀得到混合物作为反应物料，可以提升该混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能，使得反应腔体内的温度也即冷核聚变的反应温度可以控制在200~1300℃，相对于热核聚变其反应温度较低，该混合物可以在相对低的温度下发生冷核聚变反应产生热量，如此可以降低反应所需的该装置的各单元结构及材料的性能要求，从而大大节省装置的成本，且生产安全性更好，更加环保，操作易控制，易于大范围实施。

可选的，在上述实施例的基础上，于在一个实施例中，所述电加热器工作时将所述反应腔体内的温度控制在200~600℃，或者800~1000℃，或者1000~1300℃。也即冷核聚变的反应温度可以控制在200~600℃，或者800~1000℃，或者1000~1300℃。较佳的，冷核聚变的反应温度可以控制在200~600℃，该反应温度越低，可以进一步降低反应所需的该装置的各单元结构及材料的性能要求，从而大大节省装置的成本，且生产安全性更好，更加环保，易于大范围实施。

可选的，在一个实施例中，所述预设真空度条件包括：所述反应腔体抽真空后的真空度小于或等于10

可选的，在一个实施例中，所述反应腔体内壁可以设有温度传感器，所述温度传感器通过数据线与所述控制装置如PLC控制器连接，所述控制装置还用于基于所述温度传感器输出的温度数据T控制调整所述电加热器的工作功率，也即控制装置可以根据实时监测的冷核聚变的反应温度变化调整电加热器的工作功率，以使反应腔体内的温度控制在适宜冷核聚变反应的温度范围内，从而可以使得冷核聚变反应稳定持续的进行。示例性的，温度传感器输出的温度数据与电加热器的工作功率呈反比例关系，如温度数据指示的温度大于预设温度时，则控制降低电加热器的工作功率。

可选的，在一个实施例中，所述镍粉的预处理可以包括：将镍粉放到加热器中在室温下抽真空至所述预设真空度条件，然后在所述预设真空度条件下对所述镍粉进行加热，加热温度在120-180℃之间，之后再抽真空至所述预设真空度条件，然后通入高纯氢气保温保压20-40min；对保温保压后的镍粉在120-180℃的温度下再次抽真空至所述预设真空度条件，然后在所述预设真空度条件下继续升温至800-1000℃，再在此温度下进行抽真空至所述预设真空度条件，之后将镍粉进行降温至室温；将降温处理后的镍粉与氢化铝锂混合均匀得到氢化铝锂与镍粉混合物。本实施例中经试验镍粉经过如此具体的预处理之后，可以显著提升所述混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能，从而使得反应腔体内的温度也即冷核聚变的反应温度可以相对更低，该混合物可以在相对更低的温度下发生冷核聚变反应产生热量，如此可以进一步降低反应所需的该装置的各单元结构及材料的性能要求，从而大大节省装置的成本，且生产安全性更好，更加环保，易于大范围实施。

如图2所示，本公开实施例提供一种发电设备，包括热产生装置、热传输装置和热电转换装置：

其中，所述热产生装置是上述任一实施例例如1所示的低温过热反应装置；所述热传输装置，与所述低温过热反应装置连接，用于将所述低温过热反应装置产生的热量转移传输至所述热电转换装置；所述热电转换装置，用于将接收的热量的至少部分转换为电能输出。

可以理解的是，关于热传输装置以及热电转换装置的具体结构等可以参考现有技术理解，本实施例中可以采用现有的各种热传输装置以及热电转换装置来实施。

本实施例中的上述发电设备采用上述低温过热反应装置作为热源进行热发电，由于对镍粉经过预处理之后与氢化铝锂混合均匀得到混合物作为反应物料，可以提升该混合物的吸放氢性能和/或高温过热性能，使得反应腔体内的温度也即冷核聚变的反应温度相对于热核聚变非常低，该混合物可以在相对低的温度下发生冷核聚变反应产生热量，如此可以降低反应所需的该装置的各单元结构及材料的性能要求，从而大大节省装置的成本，且生产安全性更好，更加环保，操作易控制，易于大范围实施。另外，也同时使得发电设备可以安全环保地运行，发电设备成本也大为降低，可以大范围推广实施。

可选的，在一个实施例中，所述热传输装置包括液体热传输装置。 液体热传输装置可以是基于水导热的热传输装置，以最大程度地提高导热效率，进而提升发电设备的热发电效率。

示例性的，在一个实施例中，所述液体热传输装置可以包括液体供给部如水泵、热传导部以及液体循环流动管道。其中，所述液体供给部与所述液体循环流动管道连接，液体循环流动管道可以包括进水口和出水口，液体供给部如水泵通过水管连接进水口，出水口流出的水可以容器储存冷却后由水泵再次利用，液体供给部如水泵用于向所述液体循环流动管道供给冷却水以使所述冷却水在所述液体循环流动管道中流动；所述热传导部如导热系数高的材料制成的热传导部与所述低温过热反应装置的反应腔体的外壁接触，并与所述液体循环流动管道连接如紧贴连接，用于基于所述低温过热反应装置产生的热量加热所述液体循环流动管道中的冷却水；所述液体循环流动管道与所述热电转换装置连接，其中所述液体循环流动管道中加热后的冷却水循环流动以将热量转移传输至所述热电转换装置。

可选的，在一个实施例中，所述热传导部包括环状管道，环状管道可以套设于反应腔体外壁，所述环状管道与所述液体循环流动管道连通。例如环状管道可以包括两个开口，该液体循环流动管道可以是“U”形管道结构，“U”形管道的底部外侧与所述热电转换装置连接，“U”形管道的开口两侧管道端部与两个开口对应连通（图未示），“U”形管道上可以设置进水口和吹水口，进水口客与液体供给部如水泵。如此液体可以进入环状管道进行热传导，可以高效地进行热传输，进而提升该发电设备的热发电效率。

需要说明的是，在本文的附图中均未示意图，不用于限定各单元的具体结构。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。