CN101532476A - 太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置 - Google Patents

太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置 Download PDF

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Abstract

一种太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉－汽轮机发电装置。它是在电站周围的地面上排列安装A×B个由柱面反光板、带吸热体的金属直通真空管、太阳追踪传感器及其电机减速控制机构组成的太阳光集热阵列板，把阳光的热能收集并存储在储热罐里，再利用存储的热能加热蒸汽锅炉产生压力蒸汽，驱动汽轮机转动带动发电机发出交流电并入电网使用。

Description

太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置
所属技术领域
本发明涉及一种太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置，尤其是在阳光下装置能大面积利用太阳光聚焦加热高温导热油，由高温导热油再加热储热物并把热存储起来，再利用高温导热油把存储的热量加热蒸汽锅炉产生蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电，能获得太阳能存储热量大、运行方便的汽轮机—发电机发电。
背景技术
目前，公知的太阳能发电装置，其构造或是由半导体光生伏特效应在阳光下产生直流电的太阳能电池板；或是由真空管组成整体太阳能集热器(常见的太阳能热水器)、或是由球面聚焦板组成整体太阳能集热器(常见的太阳灶)，固定安放在地面上接受阳光产生热水或开水，无法获得和存储的较大的热量以产生压力蒸汽推动汽轮机—发电机发电；公知的这些太阳能电池板发电装置，所获得电能的效率低、稳定性差、造价高，需逆变成交流电才可与电力网并网使用。
发明内容
为了克服现有的太阳能发电装置所获得电能的效率低、稳定性差、造价高、需逆变成交流电才可并网使用的不足，本发明提供了A行和B列共A×B个太阳光柱面反光集热阵列板，本阵列板每组均能在阳光下把太阳光反射聚焦到安装在柱面反光板焦点的带吸热体的金属直通真空管处，加热真空管金属直管内的高温导热油，由储热油泵通过循环高温导热油把真空管金属直管内的热量送至储热罐与储热罐里的储热石头进行热交换，使储热罐里的储热石头温度升高而达到把太阳能的热量存储起来的目的。需要发电的时候，驱动发电油泵通过循环高温导热油把储热罐里石头的热量送至蒸汽锅炉与蒸汽锅炉里的水进行热交换，以使蒸汽锅炉里的水产生压力蒸汽，压力蒸汽驱动汽轮机转动，再带动发电机发出我们需要的交流电来。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据具体地形和热电的容量要求排列安装A行和B列由柱面反光板、带吸热体的金属直通真空管组成为每一单元的共A×B个太阳光柱面集热阵列板，结合太阳追踪传感器(专利申请号：200720147527.2，专利名称：《一种五级自动测光的太阳追踪传感器》，稍作改动：把原双轴测光简单化为单轴测光)及其控制机构组成的太阳能柱面集热单元(专利申请号：200820006953.9，专利名称：《一种阵列式柱面反光聚焦太阳能高温储热装置》)。在阳光下，各太阳能柱面集热单元各自自动跟踪太阳，使得把不同位置的太阳光线均反射到焦点—金属直管真空管的吸热体处。焦点处的温度可达350-450℃，加热了真空管金属直管内的高温导热油，由储热油泵通过循环高温导热油把真空管金属直管内的热量送至储热罐，高温导热油与储热罐里的石头进行热交换，储热罐里的石头温度升高使之把太阳能的热量存储在储热罐里。可根据电站容量的要求设置柱面反光集热阵列板的数量及储热罐的容量。需要发电的时候，驱动发电油泵通过循环高温导热油把储热罐里石头的热量带出送至蒸汽锅炉与蒸汽锅炉里的水进行热交换，以使蒸汽锅炉里的水产生压力蒸汽，压力蒸汽驱动汽轮机转动，汽轮机再带动发电机发出我们需要的交流电来。交流电经断路器，由变压器变压并入电力网使用。汽轮发电机及其附属设备是常规的煤电汽轮机发电设备，推动汽轮机使用后的水蒸汽经管道流至冷凝塔凝结成水再重复回收使用。从而达到太阳能储热—蒸汽锅炉—汽轮机—发电机发电的目的。
本发明的有益效果是，在阳光下利用A×B个由柱面反光板、带吸热体的金属直通真空管及高温导热油把阳光变成热能存储在储热罐的石头里的同时，在需要用电时把储热罐的石头里的热量由导热油带出通过蒸汽锅炉转换为锅炉蒸汽，驱动汽轮机带动发电机发出交流电来。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的总体直观构造图。
图2是本发明的太阳能柱面反光集热单元构造图。
图3是本发明的太阳能柱面反光集热单元南北(冬秋季节)方向跟踪太阳时的正面构造图。
图4是本发明的储热罐及管道配置图。
图5是本发明的蒸汽锅炉结构图。
图6是本发明的储热及管道系统图。
图1中，(A)部分是排列安装的A×B个柱面反光阵列板，(B)部分是太阳能储热及蒸汽发生锅炉系统，(C)部分是发电站示意图。图2、图3中，1.带吸热体的金属直通真空管，2.保温油管，3.柱面反光板，4.太阳追踪传感器，5.电机减速控制机构，6.联动杆。在图4、图5、图6中，7.储热回油管，8.储热供油管，9.循环储热油泵，10.锅炉供热油管，11.锅炉回油管，12.储热罐，13.储热石头，14.高温导热油，15.锅炉供热油泵，16.蒸汽发生锅炉，17.蒸汽输送管，18.阀门，19.锅炉蒸汽发生管，20.锅炉水。
具体实施方式
本发明主要由(A)部分排列安装的A×B个由柱面反光板、带吸热体的金属直通真空管、太阳追踪传感器及其电机减速控制机构组成的太阳光集热阵列板，(B)部分太阳能储热系统及蒸汽发生锅炉组成，(C)部分是常规的蒸汽轮机发电厂(其原理和结构在此不再重述)。(A)部分的各个由柱面反光板如图1、图2、图3所示：在南北方向每三个太阳柱面反光板(3)焦点处安置带吸热体的金属直通真空管(1)连成一组集热单元，在东西方向再由多组这种集热单元同轴串联连接组成长槽状的柱面反光板固定在钢架上，在太阳追踪传感器(4)、电机减速控制机构(5)、联动杆(6)的作用下，每组长槽状的柱面反光板均能自动跟踪太阳(该技术已在另实用新型专利申请中说明，这里不再重述)，使得连接起来的柱面反光板(3)把不同位置的太阳光线均反射到焦点处—串联连接的带吸热体的金属直通真空管(1)上，焦点处串联连接的带吸热体的金属直通真空管(1)获得较高的阳光温度。带吸热体的金属直通真空管(1)是一根带吸热板的直通金属管外套着玻璃真空管的金属吸热体，金属直通管是阳光的吸热体，外套着的真空玻璃管起保温作用。根据电站的装机容量大小设置多组这样的长槽状的柱面反光板。(B)部分是太阳能储热及蒸汽发生锅炉：油泵(9)驱动导热油(14)由储热供油管(8)经分支保温油管(2)进入串联连接的带吸热体的金属直通真空管(1)中，经带吸热体的金属直通真空管(1)进行太阳的热交换升温后由储热回油管(7)返回储热罐(12)，与储热罐(12)内的导热油(14)再进行热交换。储热罐(12)内的导热油(14)升温后，又与储热罐(12)内的储热石头(13)再进行热交换。使储热石头(13)的温度得到升高(如图4、图6所示)。这样一来，随着日照时间增长，通过A×B个太阳光反射集热阵列板、相互串联的带吸热体的金属直通真空管及导热油的反复循环载热，就把阳光的热量收集并存储在储热罐的储热石头里。根据电站的装机容量大小决定储热罐及储热石头的多少。太阳能蒸汽锅炉的工作结构是这样的：在上下两端封闭、方桶形状、中间两隔板间密布连接锅炉蒸汽发生管(19)的蒸汽发生锅炉(16)中装有一定水位的锅炉水(20)，蒸汽发生锅炉(16)的上部设有蒸汽输送管(17)，蒸汽发生锅炉(16)的下部设有补充供水管补充锅炉用水，蒸汽发生锅炉(16)的内侧设置有锅炉供热油管(10)，外侧设置有锅炉回油管(11)及锅炉供热油泵(15)。蒸汽发生锅炉(16)是利用太阳能存储的热量转换为驱动汽轮机所需要压力蒸汽的必要部件(如图5所示)。
在实施例中，利用太阳热能使蒸汽锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电是这样工作的：当储热罐(12)中导热油(14)的温度达到发电所需的温度时，关闭阀门(18)切断与其它储热罐的连通(先用一个已储好的储热罐的热，其它储热罐继续储热，如图4所示)，启动锅炉供热油泵(15)，使储热罐中高温的导热油带着储热石头的从储热罐上部侧的管口流出，经锅炉供热油管(10)流向蒸汽发生锅炉(16)的热进口，进入蒸汽发生锅炉(16)中的锅炉蒸汽发生管(19)排管间，导热油带着的热与锅炉蒸汽发生管(19)进行热交换，加热锅炉蒸汽发生管(19)中的锅炉水(20)使之沸腾产生压力蒸汽(如图5所示)，压力蒸汽经蒸汽输送管(17)送至(C)部分常规的蒸汽轮机发电厂中驱动汽轮机，使汽轮机带动发电机发出交流电来。与锅炉水(20)进行热交换已降低了些温度的导热油，在锅炉供热油泵(15)的驱动下流出锅炉蒸汽发生管经锅炉回油管(11)从储热罐底部返回储热罐，再与储热罐中的储热石头(13)的热进行热交换(如图4中循环箭头所示)。锅炉供热油泵(15)不停地驱动储热罐中的导热油循环流动，使之蒸汽发生锅炉(16)不断地产生压力蒸汽，汽轮机带动发电机不断地发出交流电来。直到此储热罐中的储热石头的温度下降、发电效率降低时，再转用其它储热罐存储的热同理继续发电，一直到多个储热罐的热能用完为止。也可白天储热晚上发电。这就达到太阳能柱面反光聚焦阵列板集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电的目的。

Claims (3)

1.一种太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置，在地面上排列安装A行和B列共A×B个太阳光柱面反光集热阵列板，各自把阳光聚焦到焦点处加热串联循环的高温导热油把阳光的热能存储在储热罐里，其特征是：通过油泵和高温导热油把储热罐里的热能加热锅炉产生压力蒸汽，驱动常规的汽轮发电机组发电。
2.根据权利要求1所述的太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置，其特征是：储热油泵通过循环高温导热油把阳光的热能送至储热罐与储热罐里的储热石头进行热交换，使储热石头存储太阳的热能。
3.根据权利要求1所述的太阳能柱面聚焦集热储热蒸汽锅炉—汽轮机发电装置，其特征是A×B个太阳光柱面反光集热阵列板分组同轴串联组成长槽状东西方向排列接受阳光。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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