CN102878033A - 一种太阳能热发电系统及其热电转化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能热发电系统的热电转化装置，包括发电机(5)、压气机、涡轮机和固定连接于所述压气机和所述涡轮机之间的中间体(12)；所述中间体(12)的内部可转动连接有传动轴(28)，所述传动轴(28)与所述发电机(5)的转轴固定连接，且所述压气机的压气机叶轮(7)、所述涡轮机的涡轮机叶轮(18)均安装于所述传动轴(28)上；所述发电机(5)还连接有用于输入电流的导线(3)。上述热电转化装置无需外加启动设备，具有良好的启动性能，且其结构简单紧凑，外形尺寸较小。本发明还公开一种太阳能热发电系统，包括集热器和上述热电转化装置，所述热电转化装置的压气机处于集热器上游，涡轮机处于所述集热器的下游。

Description

一种太阳能热发电系统及其热电转化装置

技术领域

本发明涉及太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种用于太阳能热发电系统的热电转化装置。此外，本发明还涉及一种包括上述热电转化装置的太阳能热发电系统。

背景技术

太阳能是最具发展前景、最能解决未来社会发展能源需求不断增长的新能源之一，其具有储量无限性、分布普遍性、利用清洁性以及经济性等特点。太阳能热发电具有与电网负荷的适配性较好、光电转化效率高、容易产生规模效应、耗材的制造过程更加环保、电力可调性更好等特点，是未来太阳能发电利用的重要发展方向。

太阳能热发电的基本技术思路是：通过集热器将阳光汇聚，提高光能的能量密度，通过吸热装置将汇聚后的光能吸收，并转化为热能，将热能传递给工质，使工质内能升高，然后通过热机将工质中的内能转化为机械能，并驱动发电机，将机械能再转化为电能输出。能量的整个转化过程中，将热能转化为机械能是其中最为关键的一环。

目前适合太阳能热发电系统的热机主要有三种，分别为：基于郎肯循环的蒸汽轮机、基于斯特林循环的斯特林发动机，以及基于布雷顿循环的小型燃气轮机。其中，蒸汽轮机可用低沸点、热稳定性好的烃类物质(卤代烃)或水作为工质，但因工质承受的温度不高，所以其热效率不高，一般多用于集热温度不高的槽式发电系统；斯特林发动机在工作时需要动密封压力高达15MPa以上的氢气或氦气工质，致使其工作的可靠性、稳定性、寿命都受到一定的限制；小型燃气轮机可直接采用空气作为工质，即空气经压气机压缩后，在工质加热装置中吸热升温，然后进入涡轮机膨胀、做功，机械功反过来驱动压气机及发电机，对外输出电流。其设计简单、没有苛刻的密封条件，且工质直接来自大气、排入大气，可靠性及稳定性较好。

然而，小型燃气轮机用于太阳能热发电装备的热机除了高效率的压气机及涡轮机叶轮、高速发电机不易设计之外，还有几个方面的问题需要克服：

1)系统启动性能：因涡轮机和压气机之间相互耦合，只有压气机驱动高压气流进入集热器中才能吸收集热器产生的热量，形成高温高压的气流才能通过涡轮机对外输出机械功并驱动压气机及发电机，因此系统启动时，需外加的启动装置给压气机一个初始的转速，才能使整个系统顺利起动，导致热电转化装置的结构较复杂。

2)高速发电机寿命与可靠性：因小型燃气轮机的工作转速高达10～20万转/分钟，对发电机的散热要求极为苛刻，必须很好地解决发电机的散热问题，否则发电机影响寿命及可靠性。

3)系统的运转稳定性与鲁棒性：当由于阳光辐射波动等原因导致进入涡轮机进气口的高温空气偏离涡轮机设计的工作温度及压力时，涡轮机叶轮的转速会较大的波动，导致涡轮机叶轮的转速随之波动，进入工质加热装置的空气流量及压力也会波动，进一步导致涡轮机叶轮的转速波动，致使系统失去稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种用于太阳能热发电系统的热电转化装置，其在启动时无需外加的启动装置驱动压气机转动，具有较好的启动性，在热电转化过程中发电机的散热较好，并且具有稳定性较好的优点。本发明要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述热电转化装置的太阳能热发电系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于太阳能热发电系统的热电转化装置，包括发电机、压气机、涡轮机和固定连接于所述压气机和所述涡轮机之间的中间体；所述中间体的内部可转动连接有传动轴，所述传动轴与所述发电机的转轴固定连接，且所述压气机的压气机叶轮、所述涡轮机的涡轮机叶轮均安装于所述传动轴上；所述发电机还连接有用于输入电流的导线，系统启动时，所述发电机作为电动机使用；系统正常工作时，所述发电机作为发电机使用。

优选地，所述发电机设于所述压气机内部的进气流道中。

优选地，所述中间体的后侧法兰与所述涡轮机的涡轮机蜗壳之间设有隔热盘，所述隔热盘与所述涡轮机蜗壳的竖直后侧壁之间形成环状喷管。

优选地，所述喷管内设有至少一个可调节气流在所述喷管内的喷张比的气流导叶。

优选地，所述隔热盘上设有前后方向的通孔，所述气流导叶的外端枢接于所述通孔中，所述气流导叶的内端随所述外端在所述通孔内转动而摆动。

优选地，所述中间体的后侧壁设有弧形孔，所述弧形孔内插装有可沿其弧度滑行的拨杆，所述拨杆穿过所述中间体的后端连接有随其在端面转动的滑动球；所述隔热盘的前侧设有拨叉，所述气流导叶的外端固定连接于所述拨叉的两叉形部之间，所述拨叉的直杆部可滑动地插装于所述滑动球的通孔中。

优选地，所述压气机的扩压管为所述中间体的前侧法兰上的定位凸台端面与压气机蜗壳对应部位之间形成的环状空间。

优选地，所述中间体通过浮动轴承与所述传动轴可转动连接，所述浮动轴承前侧设有止推轴承；所述中间体顶端设有进油孔，所述进油孔的底端设有通向两个所述浮动轴承、所述止推轴承的润滑通道，所述中间体的底端还设有排油孔；所述止推轴承的前侧的过渡环下端还设有挡油板，所述挡油板向所述排油孔侧倾斜设置。

优选地，所述过渡环前端与所述止推轴承的轴承压盖接触处设有密封部件，所述过渡环在所述密封部件和所述挡油板之间还设有向所述传动轴外侧凸起的甩油盘。

优选地，所述传动轴的后浮动轴承的后侧设有凸起环，所述凸起环后端与所述中间体侧壁的接触处设有所述密封部件。

本发明所提供的太阳能热发电系统的热电转化装置，其中间体的内部可转动连接有传动轴，传动轴与发电机的转轴固定连接，且压气机的压气机叶轮、涡轮机的涡轮机叶轮均安装于传动轴上；发电机还连接有用于输入电流的导线，系统启动时，所述发电机作为电动机使用；系统正常工作时，所述发电机作为发电机使用。

采用这种结构形式的热电转化装置，系统启动时，通过导线向发电机输入外部电流驱动其转轴转动，此时发电机被当作电动机使用，发电机带动压气机叶轮转动，在压气机叶轮的作用下，来自大气环境下的空气从压气机入口进入，流经空气流道进入压气机叶轮，空气在压气机叶轮的叶片流道中获取能量，流速、温度和压力均升高，然后进入扩压管，在扩压管中降低流速，温度和压力进一步升高，形成高压空气经压气机蜗壳、压气机出气口输出；上述高压空气通过带保温层的管道进入换热器，然后通入工质加热装置，在其中定压加热，形成高温空气，再经涡轮机进气口进入涡轮机蜗壳中，然后流过喷管，在喷管中膨胀实现降压、降温、增速，部分压力能转化为动能，由喷管流出的高速气流冲击涡轮机叶轮，在涡轮机叶轮的流道内进一步膨胀做功，实现降压、降温、增速，并推动涡轮机叶轮转动，最后从涡轮机的排气管中排出，形成做功后的空气，再经带有保温层的管道进入换热器，在换热器中将剩余的热量传递给来自压缩机的空气，将其中的部分能量回收，完成整个循环过程。

随着发电机作为电动机驱动压气机叶轮的转速增加，涡轮机发出的功率越来越大，所需发电机发出的驱动功率越来越小，直至涡轮机发出的功率超过压气机所需的功率，此时电动机成为发电机，开始对外输出电能。

由上述工作过程可以看出，在上述结构的热电转化装置中，发电机除输出电能之外，还在系统启动初期作为电动机驱动压气机转动，从而将常温空气转化为高温高压气流，相比现有技术，无需外加的启动设备驱动压气机转动，具有良好的启动性能，使得热电转化装置的结构简单紧凑，其外形尺寸也可相对减小、占用空间也较小。

本发明还提供一种太阳能热发电系统，包括集热器；还包括如上所述的热电转化装置，所述热电转化装置设于所述集热器的输出端。

由于上述热电转化装置具有上述技术效果，因此包括该热电转化装置的太阳能热发电系统也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1是本发明所提供热电转化装置的一种具体实施方式的部分结构剖视图；

图2为包括图1的热电转化装置的整体外形图；

图3是图1中A-A向剖视图；

图4是图1中B-B向剖视图；

图5是图4中Ⅲ处局部放大视图；

图6是图1中Ⅱ处局部放大视图；

图7是图6中C-C向剖视图；

图8是图1中F向视图；

图9是图1中I处局部放大视图；

图10是中间体的纵向剖视图示意图。

其中，图1至图10中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

具体实施方式

本发明的核心为提供一种用于太阳能热发电系统的热电转化装置，该热电转化装置在启动时无需外加的启动装置驱动压气机转动，具有较好的启动性，在热电转化过程中发电机的散热较好，并且具有稳定性较好的优点。本发明的另一个核心为提供一种包括上述热电转化装置的太阳能热发电系统。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1是本发明所提供热电转化装置的一种具体实施方式的部分结构剖视图，图2为包括图1的热电转化装置的整体外形图。

在一种具体实施方式中，如图1和图2所示，本发明所提供的热电转化装置主要包括压气机、中间体12、涡轮机、换热器57、工质加热装置58和发电机5等几大部分；压气机是利用高速旋转的叶片给常温空气32做功以提高空气压力的部件，涡轮机是利用流体冲击叶轮转动而产生动力的发动机，中间体12是连接压气机和涡轮机的中间部件，其前侧法兰11、后侧法兰24分别与压气机、涡轮机固定连接，中间体12的内部可转动连接有传动轴28，传动轴28与发电机转轴固定连接，且压气机叶轮7和涡轮机叶轮18均安装于传动轴28上，发电机5还连接有用于输入电流的导线3，系统启动时，发电机5作为电动机使用；系统正常工作时，发电机5作为发电机使用。

采用这种结构形式的热电转化装置，系统启动时，通过导线3向发电机5输入外部电流驱动其转轴转动，此时发电机5被当作电动机使用，发电机5带动压气机叶轮7转动，在压气机叶轮7的作用下，来自大气环境下的空气从压气机入口进入，流经空气流道进入压气机叶轮7，空气在压气机叶轮7的叶片流道中获取能量，流速、温度和压力均升高，然后进入扩压管27，在扩压管27中降低流速，温度和压力进一步升高，形成高压空气10经压气机蜗壳8、压气机出气口9输出；上述高压空气10通过带保温层的管道进入换热器57，然后通入工质加热装置58，在其中定压加热，形成高温空气23，再经涡轮机进气口22进入涡轮机蜗壳17中，然后流过喷管16，在喷管16中膨胀实现降压、降温、增速，部分压力能转化为动能，由喷管16流出的高速气流冲击涡轮机叶轮18，在涡轮机叶轮18的流道内进一步膨胀做功，实现降压、降温、增速，并推动涡轮机叶轮18转动，最后从涡轮机的排气管19中排出，形成做功后的空气20，再经带有保温层的管道进入换热器57，在换热器57中将剩余的热量传递给来自压缩机的空气，将其中的部分能量回收，完成整个循环过程。

随着发电机5作为电动机驱动压气机叶轮7的转速增加，涡轮机发出的功率越来越大，所需发电机5发出的驱动功率越来越小，直至涡轮机发出的功率超过压气机所需的功率，此时电动机成为发电机5，开始对外输出电能。

由上述工作过程可以看出，在上述结构的热电转化装置中，发电机5除输出电能之外，还在系统启动初期作为电动机驱动压气机转动，从而将常温空气32转化为高温高压气流，相比现有技术，无需外加的启动设备驱动压气机转动，具有良好的启动性能，使得热电转化装置的结构简单紧凑，其外形尺寸也可相对减小、占用空间也较小。

需要说明的是，上述具体实施方式并未限定发电机5的具体安装位置，凡是发电机5上设有用于输入电流的导线3，发电机5同时作为启动设备的热电转化装置，均应当属于本发明的保护范围内。

此外，本文中所出现的方位词“后”指的是常温气体从压气机入口进入后的流向，即图1中从左至右的方向，方位词“前”则相反，即图1中从右至左的方向；应当理解，这些方位词是以本文中的附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

还可以进一步设置上述发电机5的安装位置。

在另一种具体实施方式中，如图1所示，上述发电机5可以设于压气机内部的进气流道4中。采用这种结构形式，在机组正常工作时，部分常温空气32从发电机5的散热肋片之间流过，对发电机5进行强制散热，保证发电机5的工作温度维持在合理范围内，保证了发电机5的使用寿命；相比现有技术来说，无需额外设置电驱动的散热风扇，在较好地解决了散热问题的同时，还具有节省散热电能损耗的优点。

具体的方案中，如图3所示，该图是图1中A-A向剖视图，在压气机的进气管6的内部还可以设有电机支座2，电机支座2的进气侧还可以设有导流罩31，导流罩31的内部可以设有轴承组件30，轴承组件30和发电机5均安装于电机支座2上，发电机5的导线3依次从设在电机支座2的一条支腿的内部通道、进气管6上的导线孔中穿出，与发电机5外的其他部件对接。当然，上述发电机及其导线并不限于上述安装方式，还可以为其他的具体结构形式。

更近一步地，上述涡轮机叶轮18可以通过压紧螺栓21固定连接于传动轴28的后端，上述压气机叶轮7可以通过压紧螺母29固定连接与传动轴28的前端部，上述发电机5的转轴也通过螺母连接于传动轴的最前端；当然，上述发动机5、压气机叶轮7、涡轮机叶轮18还可以通过其他方式与传动轴28固定连接。上述压气机的进气管6的进口部位还可以设有空气过滤组件1，以便对常温空气32进行初步过滤，防止空气中灰尘或杂质进入压气机，保证热电装置的工作稳定性和可靠性。

上述压气机的扩压管27为中间体12的前侧法兰11上的定位凸台56端面与压气机蜗壳8对应部位之间形成的环状空间。采用这种结构形状的扩压管27，能够使进入压气机的空气更快地降低流速，温度和升高压力，形成高压空气10。

还可以进一步设置上述热电转化装置中的其他具体结构形式。

在另一种具体实施方式中，上述中间体12的后侧法兰24与涡轮机蜗壳17之间设有隔热盘46，后侧法兰24上可以设有定位压环54，定位压环54将隔热盘46固定在涡轮机蜗壳17上，隔热盘46与涡轮机蜗壳17的竖直后侧壁之间形成环状喷管16。由于进入环形喷管16中的是高温气流，其在喷管16中膨胀实现降温、降压和增速，因此在中间体12与涡轮机蜗壳17之间设置隔热盘46能够避免高温气体的热量扩散至蜗壳外，造成不必要的热量损失，从而充分利用高温气体的热量，增加了热电转化装置的转化率和工作可靠性。

当然，这里并未限定隔热盘46的具体结构形式，例如，可以在隔热盘46上设置隔热槽、隔热缝、隔热涂层等措施，或者采用多层隔热等结构形式，凡是设于中间体12的后侧法兰24与涡轮机蜗壳17之间，能够起到隔热作用的隔热盘46均应当属于本发明的保护范围内。

进一步的方案中，请参考图4和图5，图4是图1中B-B向剖视图；图5是图4中Ⅲ处局部放大视图；喷管16内设有至少一个气流导叶49，该气流导叶49可以调节气流在喷管16的喷张比。具体地，上述隔热盘46上可以设有前后方向的通孔，气流导叶49的外端枢接于通孔中，气流导叶49的内端随外端在通孔内转动而摆动。

采用这种结构形式，当热电转化装置正常工作时，导叶49处于b位置；当进入涡轮机进气口22的高温空气23的压力和流量低于设计值时，可以转动枢接于隔热盘46的气流导叶49外端，带动气流导叶49内端摆动到a位置，缩小喷管16的出口截面积，增加空气进入涡轮机叶轮18时的流速，使涡轮机转速随之升高，进而使得压气机的增压压力及供气量都会相应增加，从而进入涡轮机的空气流速及压力增加；当进入涡轮机进气口22的高温气体压力和流量高于设计值时，可以将气流导叶49转动到c位置，增加喷管16的出口截面积，降低高温空气23的流速，使涡轮机转速随之降低，进而使压气机的供气压力和供气流量减少，从而使得进入涡轮机的空气流速和压力减少，避免系统超速。

通过上述调节过程可以看出，安装上述气流导叶49能够调节涡轮机叶轮18的转动速度，使系统运行的转速处于设计范围，避免由于阳光辐射波动较大等原因导致涡轮机叶轮18的转速产生过大的波动，相比现有技术来说，大大提高了热电转化装置的工作稳定性和鲁棒性，使其具有较好的抗干扰性。

上述具体实施方式并未限定气流导叶49的前后厚度和外端至内端的长度，其在前后厚度可以占满上述隔热盘46和涡轮机蜗壳18竖直侧壁之间的空间，也可以只占据部分空间，其外端至内端的长度可以略大于环形喷管16的径向宽度，还可以小于喷管16的径向宽度，用户可以根据拨动角度大小和目标调节量的大小自行选择。

当然，上述气流导叶49并不限于上述方式，还可以为其他的方式，例如也可以将气流导叶49的内端固定枢接于隔热盘46，通过气流导叶49的外端来调节气流在喷管16中的喷张比；再例如，还可以将气流导叶49前后方向可滑动地插装于隔热盘46中，当转速波动较大时驱动气流导叶49前后方向滑动，通过改变其前后厚度来调节涡轮机叶轮18的转速；除此之外，上述调节流量的气流导叶49还可以采用其他具体结构形式。

需要说明的是，本文中出现的方位词“外”指的是在蜗壳的端面由所述涡轮机叶轮18的中心向外扩散的方向，即附图5中从下到上的方向；方位词“内”则相反，即附图5中从上到下的方向，“端面”指的是附图1中上下方向的平面；应当理解这些方位词是以本文的附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

请参考图6、图7和图8，图6是图1中Ⅱ处局部放大视图；图7是图6中C-C向剖视图；图8是图1中F向视图。

更具体的方案中，如图6、图7和图8所示，上述中间体12的后侧壁设有弧形孔53，弧形孔53内插装有可沿其弧度滑行的拨杆15，拨杆15穿过中间体12的后端连接有随其在端面转动的滑动球42；隔热盘46的前侧设有拨叉48，气流导叶49的外端固定连接于拨叉48的两叉形部之间，拨叉48的直杆部可滑动地插装于滑动球42的通孔中。

采用这种结构形式，当进入涡轮机进气口22的高温空气23的压力和流量高于或低于设计值时，只需转动拨杆15，使其在上述弧形孔53中滑行，带动其后端的滑动球42相应转动，由于拨叉48的叉形部固定连接气流叶片，其直杆部可滑动地插装于滑动球42的通孔中，因此滑动球42在端面内的转动可以带动拨叉48的叉形部适当转动，从而带动与之固定连接的气流导叶49外端转动，最终实现对气流在喷管16内喷张比的调节。

由此可见，采用上述操纵结构，当需要调节气流导叶49的角度时，操作人员只需拨动拨杆15，使其在弧形孔53中滑行即可实现气流导叶49的角度调节，这使得调节其流通量的操作简单，当遇到太阳辐射波动较大时，能够迅速完成调节过程，具有较好的响应性。

当然，上述具体实施方式并未限定拨叉48外端的叉形部与气流导叶49外端的固定连接方式，其可以通过销轴组件51与气流导叶49插装于隔热盘46通孔中的转轴50固定连接，上述隔热盘46通孔与气流导叶49转轴50之间还可以设置挡套52，挡套52也和拨叉48的叉形部固定连接，这里设置挡套52能够对气流导叶49的转轴50起到一定的保护作用，避免其因为旋转过多而受到较大的磨损，从而引起热气泄漏等现象。

上述具体实施方式也并未限定拨杆15带动滑动球42转动的具体结构形式，具体地，可以在拨杆15后端固定连接夹座结构，夹座结构中夹放滑动球42，使其能自由转动，但不能内外方向的移动，更具体地，可以在滑动球42两侧分别设置夹座主片43和夹座副片47，二者通过紧固组件44连为一体，夹座主片43的内端还可以设有挡圈45，该挡圈45将夹座组件压紧于隔热盘46前侧，使得夹座结构能够在端面饶其内端转动。

综上所述，上述调节喷管16内喷张比的操作可以完整表述为：首先操纵拨杆15使其在弧形孔53中滑行，从而带动夹座结构的外端饶其内端转动，夹座组件中的滑动球42随之滚动，进而带动拨叉48的直杆部在滑动球42中滑行，其叉形部带动气流导叶49的转轴50转动，从而实现气流导叶49的位置发生变化，起到调节喷管16内喷张比的功能，最终实现调节涡轮机叶轮18的转速的目的。

由此可见，上述拨杆15-夹座结构—滑动球42-拨叉48-气流导叶49依次传递的操纵装置具有操纵简单，控制方便且调节精确的技术效果。当然，上述气流导叶49的操纵装置并不限于上述具体结构形式，还可以为其他多种操纵方式。

还可以进一步设置上述热电转化装置中的润滑和冷却系统。

请结合图1并参考图9和图10，图9是图1中I处局部放大视图，图10是中间体12的纵向剖视图示意图。

在另一种具体实施方式中，上述中间体12通过浮动轴承37与传动轴28可转动连接，浮动轴承37前侧设有止推轴承35；中间体12顶端设有进油孔13，进油孔13的底端设有通向两个浮动轴承37和止推轴承35的润滑通道36，中间体12的底端还设有排油孔25；止推轴承35的前侧还设有止推环38和过渡环39，止推环38与传动轴28的轴肩及推力轴承35的止推面配合，过渡环39与压气机涡轮7及止推轴承35的止推面配合；过渡环39的下端设有挡油板26，挡油板26下端向排油孔25的一侧倾斜设置。

采用这种结构形式，润滑油14从中间体12的进油孔13进入，通过润滑通道36分别送至浮动轴承37和推力轴承的摩擦副上，对摩擦面进行润滑的同时，带走转动摩擦产生的热量，温度升高后的润滑油14从设在中间体12下部分的排油孔25流出；除此之外，从前侧止推轴承35出来的润滑油14绝大部分会滴落至挡油板26上，顺着挡油板26滑落至排油孔25流出。

由此可见，采用这种结构可以将大部分润滑油14输入中间体12，润滑和冷却各个轴承，再通过挡油板26的导流作用排出中间体12，具有结构简单、加工制作方便的技术效果。具体地，上述止推轴承35上还可以开设油孔，该油孔与润滑油道36对齐，从而对润滑油24起到导流作用，达到更好的润滑效果；当然，上述止推轴承35与润滑通道36还可以采用其他具体连通方式。

进一步的方案中，上述过渡环39前端与止推轴承35前设有轴承压盖41，该轴承压盖41通过卡圈33与止推轴承35轴向固定，接触处设有密封部件34，过渡环39在密封部件34和挡油板26之间还设有向传动轴28外侧凸起的甩油盘40。

采用这种结构，润滑和冷却轴承后的润滑油14的一部分流向过渡环39后，被甩油盘40切断，并在离心力的作用下被甩向轴承压盖41的侧壁流下，形成动密封；而装置工作时少量的润滑油14浸润过甩油盘40之后，会被密封组件34静密封封住。综上，通过挡油板26、过渡环39上的甩油盘40、密封组件34可以保证润滑油14不会从中间体12靠近压气机的一侧泄漏，具有良好的密封性能。

相类似地，为了保证润滑油14不会从中间体12靠近涡轮机的一侧泄漏，传动轴28的后浮动轴承37的后侧设有凸起环，凸起环与中间体12侧壁的接触处设有上述密封部件34。

采用这种结构，从涡轮机侧浮动轴承37出来的润滑油14首先会直接掉落至中间体12的侧壁上并流向排油孔25，即使有少量润滑油14沿着传动轴28向涡轮机侧浸润，也会被传动轴28上的凸起环甩向四周，阻止润滑油14向外泄漏。系统不工作时，少量润滑油14沿着传动轴28向涡轮机侧浸润，会被密封组件34静密封，从而保证润滑油14不会从涡轮机侧泄漏。

在另一种具体实施方式中，如图10所示，中间体12为一空腔结构，中间设有两个同轴布置的轴承座孔55，其前侧法兰11上设有定位环56，用于与压气机定位连接；其后侧法兰24上设有定位压紧环54，用于与涡轮机压紧定位；其中间位置上方设有上述进油孔13，进油孔13分成3路，其中2路分别通往两个轴承座孔55，另一路通往安装止推轴承35的孔，中间位置下方设有上述排油孔25。当然，上述进油孔13、排油孔25并不限设于中间体的中间位置，上述中间体12并非限于上述结构，还可以采用其他结构形式。

本发明还提供一种太阳能热发电系统，包括集热器；还包括如上所述的热电转化装置，热电转化装置连接集热器的输出端。

由于上述热电转化装置具有上述技术效果，因此包括该热电转化装置的太阳能热发电系统也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种太阳能热发电系统及其热电转化装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于太阳能热发电系统的热电转化装置，包括发电机(5)、压气机、涡轮机和固定连接于所述压气机和所述涡轮机之间的中间体(12)；其特征在于，所述中间体(12)的内部可转动连接有传动轴(28)，所述传动轴(28)与所述发电机(5)的转轴固定连接，且所述压气机的压气机叶轮(7)、所述涡轮机的涡轮机叶轮(18)均安装于所述传动轴(28)上；所述发电机(5)还连接有用于输入电流的导线(3)，系统启动时，所述发电机(5)作为电动机使用；系统正常工作时，所述发电机(5)作为发电机使用。

2.根据权利要求1所述的热电转化装置，其特征在于，所述发电机(5)设于所述压气机内部的进气流道(4)中。

3.根据权利要求1所述的热电转化装置，其特征在于，所述中间体(12)的后侧法兰(24)与所述涡轮机的涡轮机蜗壳(17)之间设有隔热盘(46)，所述隔热盘(46)与所述涡轮机蜗壳(17)的竖直后侧壁之间形成环状喷管(16)。

4.根据权利要求3所述的热电转化装置，其特征在于，所述喷管(16)内设有至少一个可调节气流在所述喷管(16)内的喷张比的气流导叶(49)。

5.根据权利要求4所述的热电转化装置，其特征在于，所述隔热盘(46)上设有前后方向的通孔，所述气流导叶(49)的外端枢接于所述通孔中，所述气流导叶(49)的内端随所述外端在所述通孔内转动而摆动。

6.根据权利要求5所述的热电转化装置，其特征在于，所述中间体(12)的后侧壁设有弧形孔(53)，所述弧形孔(53)内插装有可沿其弧度滑行的拨杆(15)，所述拨杆(15)穿过所述中间体(12)的后端连接有随其在端面转动的滑动球(42)；所述隔热盘(46)的前侧设有拨叉(48)，所述气流导叶(49)的外端固定连接于所述拨叉(48)的两叉形部之间，所述拨叉(48)的直杆部可滑动地插装于所述滑动球(42)的通孔中。

7.根据权利要求1-6任一项所述的热电转化装置，其特征在于，所述压气机的扩压管(27)为所述中间体(12)的前侧法兰(11)上的定位凸台(56)端面与压气机蜗壳(8)对应部位之间形成的环状空间。

8.根据权利要求1-6任一项所述的热电转化装置，其特征在于，所述中间体(12)通过浮动轴承(37)与所述传动轴(28)可转动连接，所述浮动轴承(37)前侧设有止推轴承(35)；所述中间体(12)顶端设有进油孔(13)，所述进油孔(13)的底端设有通向两个所述浮动轴承(37)、所述止推轴承(35)的润滑通道(36)，所述中间体(12)的底端还设有排油孔(25)；所述止推轴承(35)的前侧的过渡环(39)下端还设有挡油板(26)，所述挡油板(26)向所述排油孔(25)侧倾斜设置。

9.根据权利要求8所述的热电转化装置，其特征在于，所述过渡环(39)前端与所述止推轴承(35)的轴承压盖(41)接触处设有密封部件(34)，所述过渡环(39)在所述密封部件(34)和所述挡油板(26)之间还设有向所述传动轴(28)外侧凸起的甩油盘(40)。

10.根据权利要求9所述的热电转化装置，其特征在于，所述传动轴(28)的后浮动轴承(37)的后侧设有凸起环，所述凸起环后端与所述中间体(12)侧壁的接触处设有所述密封部件(34)。

11.一种太阳能热发电系统，包括集热器；其特征在于，还包括如权利要求1-10任一项所述的热电转化装置，所述热电转化装置的压气机处于集热器上游，涡轮机处于所述集热器的下游。

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