CN101934856B - 太阳能与常规动力船舶双动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能与常规动力船舶双动力系统，由太阳能与常规动力两个系统组成，采用定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，将太阳光反射到位于高塔上的吸热器，吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能，利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热熔盐介质中，利用蒸汽驱动燃气轮机发电机组发电；当不利用定日镜系统时，用常规动力系统中的燃烧器产生热能，加热水产生蒸汽，驱动燃气轮机轮发电机组发电工作。本发明的系统具有结构设计合理、适用范围广、无碳的特点。

Description

太阳能与常规动力船舶双动力系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能与常规动力船舶双动力系统，用在大型船舶上。
背景技术
目前，石油、煤炭储藏量有限，价格上涨，以石油煤炭为燃料燃烧产生的CO2、SO2对环境产生很大的危害，危极人类的生存。本发明利用太阳能和常规动力两种动力方式相结合船舶动力系统，一个可以利用太阳能没有废气排放，燃气轮机功率大，体积小，可靠性好，发电效率高的特点，其次，在太阳能无法利用时，还是可以利用常规动力，不影响船舶功能。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种太阳能与常规动力船舶双动力系统，本发明具有系统效率高，结构设计合理，由于采用了2套动力系统，无论什么情况下，都能运转，不受客观条件限制的动力系统。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种太阳能与常规动力船舶双动力系统，由太阳能与常规动力两个系统组成，采用定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，将太阳光反射到位于高塔上的吸热器，吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能，利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热熔盐介质中，白天将多余热量储存在高温蓄热罐中，晚上或没有太阳时利用高温熔盐介质加热蒸汽发生器中的水产生蒸汽，利用蒸汽驱动燃气轮机发电机组发电；以冷却水为低温源，低温工质在燃气轮机内膨胀作功后的气体由冷凝器冷凝成气液混合体，由三级轴流式压气机压缩成液体送回到蒸汽发生器，采用回热再热中冷循环，完成一个工作；当不利用定日镜系统时，用常规动力系统中的燃烧器产生热能，加热水产生蒸汽，驱动燃气轮机轮发电机组发电工作。
所述的燃气轮机发电机组采用三级压缩机系统和三级涡轮机膨胀作功驱动发电机发电。
所述的回热再热中冷循环中，再热是指一级涡轮机膨胀作功后气体再由二级太阳能聚集器加热，回热是指二级涡轮机膨胀作功后气体与二级压缩机出来的气体进行热交换，中冷是指一级压缩机出来的气体由冷却水冷却后进入二级压缩机。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种结构设计合理的太阳能与常规动力船舶双动力系统。本发明由太阳能聚热换热系统，常规动力柴油燃烧器系统，燃气轮机系统三部分组成。平时，在甲板上固定定日镜系统，动力由太阳能动力系统工作，由装在甲板上的定日镜系统、吸热与热能传递系统(热流体系统)、燃气轮机动力系统组成。甲板上定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，将太阳光反射到吸热器。位于塔台上的吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能。高温流体通过管道传递到蒸汽发生器，产生高压过热蒸汽，推动燃气轮机工作。为提高工作效率，由三级轴流式压气机压缩成液体送回到换热器，采用回热再热中冷循环的三级涡轮机作功，由于不消耗燃油，大大增大了续航力。当有特殊情况无法利用太阳能时，用常规动力系统中的燃烧器产生热能，加热水产生蒸汽，驱动燃气轮机轮发电机组发电工作。本发明具有系统效率高，结构设计合理，由于采用了2套动力系统，无论什么情况下，都能运转，不受客观条件限制的船舶动力系统。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释但本发明不局限于以下实施例。
实施例1
一种太阳能与常规动力船舶双动力系统，由太阳能与常规动力两个系统组成，采用定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，将太阳光反射到位于高塔上的吸热器，吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能，利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热熔盐介质中，白天将多余热量储存在高温蓄热罐中，晚上或没有太阳时利用高温熔盐介质加热蒸汽发生器中的水产生蒸汽，利用蒸汽驱动燃气轮机发电机组发电；以冷却水为低温源，低温工质在燃气轮机内膨胀作功后的气体由冷凝器冷凝成气液混合体，由三级轴流式压气机压缩成液体送回到蒸汽发生器，采用回热再热中冷循环，完成一个工作；当不利用定日镜系统时，用常规动力系统中的燃烧器产生热能，加热水产生蒸汽，驱动燃气轮机轮发电机组发电工作。所述的燃气轮机发电机组采用三级压缩机系统和三级涡轮机膨胀作功驱动发电机发电。所述的回热再热中冷循环中，再热是指一级涡轮机膨胀作功后气体再由二级太阳能聚集器加热，回热是指二级涡轮机膨胀作功后气体与二级压缩机出来的气体进行热交换，中冷是指一级压缩机出来的气体由冷却水冷却后进入二级压缩机。
本实施例的太阳能与常规动力船舶双动力系统可以安装在用在大型船舶上，如图1所示，由定日镜系统L，吸热器R，高温蓄热罐S，三级涡轮机T1、T2、T3，三级压缩机C1、C2、C3，发电机D，换热器R5、R6、R7，低温换热器R3、中冷器R1和R2，冷却塔C管路，燃烧器B，阀门，控制系统组成，工作原理如下：平时，定日镜系统L实现对太阳的实时跟踪，将太阳光反射到吸热器R。位于高塔上的吸热器R吸收由定日镜系统L反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热熔盐介质中，白天将多余热量储存在高温蓄热罐S1中，晚上或没有太阳时发电。太阳能聚集器R出来的高温液体在换热器R5、R6、R7换热，高温气体推动三级涡轮机T1、T2、T3作功，带动发电机D发电，工质在燃气轮机内膨胀作功后的气体到回热器R4冷凝成气液混合体，将余热传给经三级压缩机C3的气体，回气由低温换热器R3冷却回到一级压气机C1，从一级压缩机C1出来的气体再次由中冷器R1冷却到二级压气机C2，从二级压缩机C2出来的气体再次由中冷器R2冷却到三级压气机C3，由轴流式压气机C3压缩成液体送回到，回热器R4，送到高温换热器R5，加热后送到一级涡轮机，内完成一个工作。低温换热器R3、中冷器R1和R2的冷却水由冷却塔C循环。
当有特殊情况无法利用太阳能时，将甲板上的定日镜系统降到库房，关闭太阳能集热装置阀，接上柴油燃烧器B，打开其阀门，从柴油燃烧器B，出来的高温液体在换热器R5、R6、R7换热，高温气体推动三级涡轮机T1、T2、T3作功，带动发电机D发电，工质在燃气轮机内膨胀作功后的气体到回热器R4冷凝成气液混合体，将余热传给经三级压缩机C3的气体，回气由低温换热器R3冷却回到一级压气机C1，从一级压缩机C1出来的气体再次由中冷器R1冷却到二级压气机C2，从二级压缩机C2出来的气体再次由中冷器R2冷却到三级压气机C3，由轴流式压气机C3压缩成液体送回到，回热器R4，送到高温换热器R5，加热后送到一级涡轮机，内完成一个工作。低温换热器R3、中冷器R1和R2的冷却水由冷却塔C循环。

Claims (2)

1.一种太阳能与常规动力船舶双动力系统，其特征在于：由太阳能与常规动力两个系统组成，采用定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，将太阳光反射到位于高塔上的吸热器，吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能，利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热熔盐介质中，白天将多余热量储存在高温蓄热罐中，晚上或没有太阳时利用高温熔盐介质加热蒸汽发生器中的水产生蒸汽，利用蒸汽驱动燃气轮机发电机组发电；以冷却水为低温源，低温工质在燃气轮机内膨胀作功后的气体由冷凝器冷凝成气液混合体，由三级轴流式压气机压缩成液体送回到蒸汽发生器，采用回热再热中冷循环，完成一个工作；当不利用定日镜系统时，用常规动力系统中的燃烧器产生热能，加热水产生蒸汽，驱动燃气轮机组工作；所述的回热再热中冷循环中，再热是指一级涡轮机膨胀作功后气体再由二级太阳能聚集器加热，回热是指二级涡轮机膨胀作功后气体与二级压缩机出来的气体进行热交换，中冷是指一级压缩机出来的气体由冷却水冷却后进入二级压缩机。
2.如权利要求1所述的太阳能与常规动力船舶双动力系统，其特征在于：所述的燃气轮机发电机组采用三级压缩机系统和三级涡轮机膨胀作功驱动发电机发电。
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