CN107061202A - 一种利用太阳能的发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种利用太阳能的发电装置，以通过使冷却塔、储蓄罐、管道泵、逆止阀、油热交换器、蓄压罐和气动马达或汽轮机以及发电机经过联通管路的联接所制作的发电设施，来实现利用太阳能聚光镜照射油热交换器来使蒸发器内的低于常温下水沸点(100℃)的低沸点液体(如乙醚等)气化膨胀产生的动压通过气动马达或汽轮机带动发电机运转来发电的新技术。

Description

一种利用太阳能的发电装置
技术领域
本发明公开的一种利用太阳能的发电装置，属于新型能源开发与利用加工技术领域。
背景技术
现有技术中，太阳能发电系统是利用日光反射装置将太阳光反射到接收面上，然后借助传热工质将太阳辐射能转变为接收面输出的热能。然而单纯的太阳能热发电系统由于投资与发电成本较高，在经济性上无法与常规能源发电相比，并且还存在效率低、不连续与不稳定等问题。
将装有低于常温下水沸点(100℃)的低沸点液体(如乙醚等)装入塑料瓶子内密封后内放入温度为60℃的热水中，其受热后气化膨胀就能产生的动压。利用太阳能热来气化低沸点液体使之膨胀产生动压，一样的能够推动汽轮机带动发电机运转进行发电。本发明人经过一系列的实验，提出了如下发明。
发明内容
本发明公开的一种利用太阳能的发电装置，以通过使冷却塔、储蓄罐、管道泵、逆止阀、油热交换器、蓄压罐和气动马达或汽轮机以及发电机经过联通管路的联接所制作的发电设施，来实现利用太阳能聚光镜照射油热交换器来使蒸发器内的低于常温下水沸点(100℃)的低沸点液体(如乙醚等)气化膨胀产生的动压通过气动马达或汽轮机带动发电机运转来发电的技术。
具体来说，本发明采用以下技术方案：
一种利用太阳能的发电装置，该发电装置主要包括冷却塔、储蓄罐、管道泵、逆止阀、聚光镜、支架、油热交换器、蓄压罐、气动马达或汽轮机以及发电机，其特征在于：其中冷却塔内最下层的球状分流缸通过冷凝液体回流管路与储蓄罐连通，冷却后的冷凝液体通过管道泵和逆止阀后连通到第一软管上，在能够跟踪太阳光的聚光镜上方聚光点处的支架上面设置有油热交换器，油热交换器的玻璃瓶内装入导热油和蒸发管，油热交换器下方联接的输送管沿与支架联接的下支撑臂延伸到聚光镜下部之后与第一软管连通，油热交换器上方联接的输出管沿与支架联接的上支撑臂延伸到聚光镜下部之后与第二软管连通，第二软管与蓄压罐接通，蓄压罐上方还设置有通过气压输送管路连接的气动马达或汽轮机，该气压输送管路上设置有蓄压罐输出管道阀门和温度及压力传感器，经过太阳能加热的导热油与油热交换器内通过的低沸点液体进行热交换之后，所产生的气体通过蓄压罐和气压输送管路输送给气动马达或汽轮机来带动发电进行发电，做功后释放了压力的气体经由冷却塔冷凝还原成液体，以此循环。
作为本发明的一个方面，所述冷却塔结构如下，利用预埋在冷却塔墙体内的预埋螺栓和螺母固定有若干个分流缸托架，通过第二螺栓将横向焊接在球状分流缸底部的固定板固定在分流缸托架上面，利用第一螺栓使分流缸接口法兰与冷凝管法兰固定对接，则在上一个球状分流缸与下一个球状分流缸之间顺向交错的安装有若干个冷凝管。
作为本发明的一个方面，冷却塔中最下层或最上层的球状分流缸通过分流缸外接管法兰联接与气动马达或汽轮机连通的冷凝联通管路，在上下球状分流缸之间通过联通管连通，该联通管通过冷凝液体回流管路将冷凝液体汇集回联通储蓄罐，其作用是以冷却塔向上抽取空气形成的气流来带走冷凝管散发出来的热量，从而使冷凝管内的气体得到冷凝后回流到储蓄罐内继续使用。
作为本发明的一个方面，当蓄压罐内的气体超压时经由安全阀联通管所联通的冷凝联通管路可以排放到冷凝管内，而在蓄压罐上方还设置有与气动马达或汽轮机联通的气压输送管路及蓄压罐输出管道阀门和温度及压力传感器。
采用上述技术方案后，取得如下有益效果：
1)提出一种利用太阳能聚光镜照射油热交换器发电装置，较为详细展示其结构细节，其部件之间紧密配合协同作用，利用低沸点液体可以最大程度利用太阳能进行发电，增加发电系统的环境友好性，节约能源；
2)设计关键部件包括冷却塔、热交换器等组件，其结构独特性增加了其应用上的效能，例如冷却塔内部结构设计使得其既增大了冷却塔的冷却效率又节省了建造空间，使得在有限空间内最大效度发挥冷却性能。
附图说明
附图1为本发明公开的一种利用太阳能聚光镜照射油热交换器发电装置的示意图；
附图2为附图1的K部位放大示意图；
附图3为附图1的K3部位放大示意图；
附图4为附图1的冷凝管部位放大示意图。
附图标记：1为冷却塔；1-1为预埋螺栓；2为球状分流缸；2-1为分流缸接口法兰；2-2为固定板；2-3为联通管，3为冷凝管；3-1为冷凝管法兰；3-2钢管；3-3为支撑固定板；3-4为冷凝管翅片管；4为第一螺栓；5为分流缸托架；6为第二螺栓；7为螺母；8为分流缸外接管法兰；9为冷凝联通管路；10为气动马达或汽轮机；11为联轴器；12为发电机；13为气压输送管路；14为安全阀联通管；15为冷凝液体回流管路；17为储蓄罐；18为热水输入管道接口；20为蓄压罐输出管道阀门；21为温度及压力传感器；24为蓄压罐；25为蒸发器；30为管道泵；31为逆止阀；35为聚光镜；36为支架；37为玻璃瓶；38为导热油；39为输出管；40为油热交换器；41为输送管；42为第一软管；43为第二软管。
具体实施方式
参见图1所示，本发明的利用太阳能的发电装置，该发电装置主要包括冷却塔1、储蓄罐17、管道泵30、逆止阀31、聚光镜35、支架36、油热交换器40、蓄压罐24、气动马达或汽轮机10以及发电机12，其特征在于：其中冷却塔1内最下层的球状分流缸2通过冷凝液体回流管路15与储蓄罐17连通，冷却后的冷凝液体通过管道泵30和逆止阀31后连通到第一软管42上，在能够跟踪太阳光的聚光镜35上方聚光点处的支架36上面设置有油热交换器40，油热交换器40的玻璃瓶37内装入导热油38和蒸发管25，油热交换器40下方联接的输送管41沿与支架36联接的下支撑臂延伸到聚光镜35下部之后与第一软管42连通，油热交换器40上方联接的输出管39沿与支架36联接的上支撑臂延伸到聚光镜35下部之后与第二软管43连通，第二软管43与蓄压罐24接通，蓄压罐24上方还设置有通过气压输送管路13连接的气动马达或汽轮机10，该气压输送管路13上设置有蓄压罐输出管道阀门20和温度及压力传感器21，经过太阳能加热的导热油38与油热交换器40内通过的低沸点液体进行热交换之后，所产生的气体通过蓄压罐24和气压输送管路13输送给气动马达或汽轮机10来带动发电12进行发电，做功后释放了压力的气体经由冷却塔1冷凝还原成液体，以此循环。
以上即利用太阳能热来使油热交换器40内的低于常温下水沸点(100℃)的低沸点液体(如乙醚等)气化膨胀产生的动压，相应地，利用管道泵30加压和逆止阀31的逆向止流将低沸点液体由储蓄罐17内抽出后供给油热交换器40内设置的蒸发器25内，经过热交换，使低沸点液体在蒸发器25气化膨胀产生的动压集聚在蓄压罐24内通过气压输送管路13输送给气动马达或汽轮机10，使通过联轴器11与气动马达或汽轮机10联接的发电机12转动进行发电，或者在常年光照强烈的地区，对于油热交换器40内的低沸点液体可以换成水，而将水蒸气产生的动压通过气压输送管路13输送给气动马达或汽轮机10来带动发电机12进行发电，而对于做功后释放压力的水蒸气可以直接排放，也就可省略冷却塔。
其中，所涉及到的冷却塔、储蓄罐、管道泵、逆止阀、水热交换器、蓄压罐、气动马达或汽轮机、发电机的设计结构及联通形式和运行模式详细描述如下。
作为本发明重点方面之一，本发明的太阳能发电装置用冷却塔1或类似于冷却塔1的设施，外形如烟囱或通风井，可设置在地面、水面、山顶、楼顶或随建筑物一体建造，在其内部，参见图1-2，利用预埋在冷却塔1墙体内的预埋螺栓1-1和螺母7固定有若干个分流缸托架5，通过第二螺栓6将横向焊接在球状分流缸2底部的固定板2-2固定在分流缸托架5上面，利用第一螺栓4使分流缸接口法兰2-1与冷凝管法兰3-1固定对接，则在上一个球状分流缸与下一个球状分流缸之间顺向交错的安装有若干个冷凝管3，参见图4，该冷凝管3是由若干个钢管3-2和若干个支撑固定板3-3所固定的若干个冷凝管翅片管3-4并使其两端穿过冷凝管法兰3-1经过焊接而制成。最下层或最上层的球状分流缸2通过分流缸外接管法兰8联接与气动马达或汽轮机10连通的冷凝联通管路9，在上下分流缸2之间连通有联通管2-3，联通管2-3通过冷凝液体回流管路15将冷凝液体汇集回联通储蓄罐17，其作用是以冷却塔1向上抽取空气形成的气流来带走冷凝管3散发出来的热量，从而使冷凝管3内的气体得到冷凝后回流到储蓄罐17内继续使用，这样的冷却塔构造既增大了冷却塔的有效冷却面积，而提升器冷却效率，同时又节省了建造空间，使得在有限空间内最大效度发挥冷却塔性能。
在稳定性的控制设计方面，通过设置在气压输送管路13上面的温度及压力传感器21检测到的数据来控制供给参与热交换的热水(或热油)量，即以在保障供给油热交换器40的蒸发器25流通量稳定的前提下，通过保障热水(或热油)参与热交换的热容量的稳定来保障供给气动马达或汽轮机10动压的稳定，从而来保障通过联轴器11与气动马达或汽轮机10联接的发电机12输出电流功率的稳定。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用太阳能的发电装置，该发电装置主要包括冷却塔(1)、储蓄罐(17)、管道泵(30)、逆止阀(31)、聚光镜(35)、支架(36)、油热交换器(40)、蓄压罐(24)、气动马达或汽轮机(10)以及发电机(12)，其特征在于：其中冷却塔(1)内最下层的球状分流缸(2)通过冷凝液体回流管路(15)与储蓄罐(17)连通，冷却后的冷凝液体通过管道泵(30)和逆止阀(31)后连通到第一软管(42)上，在能够跟踪太阳光的聚光镜(35)上方聚光点处的支架(36)上面设置有油热交换器(40)，油热交换器(40)的玻璃瓶(37)内装入导热油(38)和蒸发管(25)，油热交换器(40)下方联接的输送管(41)沿与支架(36)联接的下支撑臂延伸到聚光镜(35)下部之后与第一软管(42)连通，油热交换器(40)上方联接的输出管(39)沿与支架(36)联接的上支撑臂延伸到聚光镜(35)下部之后与第二软管(43)连通，第二软管(43)与蓄压罐(24)接通，蓄压罐(24)上方还设置有通过气压输送管路(13)连接的气动马达或汽轮机(10)，该气压输送管路(13)上设置有蓄压罐输出管道阀门(20)和温度及压力传感器(21)，经过太阳能加热的导热油(38)与油热交换器(40)内通过的低沸点液体进行热交换之后，所产生的气体通过蓄压罐(24)和气压输送管路(13)输送给气动马达或汽轮机(10)来带动发电(12)进行发电，做功后释放了压力的气体经由冷却塔(1)冷凝还原成液体，以此循环。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述冷却塔(1)结构如下，利用预埋在冷却塔(1)墙体内的预埋螺栓(1-1)和螺母(7)固定有若干个分流缸托架(5)，通过第二螺栓(6)将横向焊接在球状分流缸(2)底部的固定板(2-2)固定在分流缸托架(5)上面，利用第一螺栓(4)使分流缸接口法兰(2-1)与冷凝管法兰(3-1)固定对接，则在上一个球状分流缸与下一个球状分流缸之间顺向交错的安装有若干个冷凝管(3)。
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