CN112682284A - 一种利用沙漠温差能发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种利用沙漠温差能发电系统，包括储热模块、蓄冷模块、分离器、透平和发电机，储热模块通过储热砖搭建堆砌而成，储热砖包括储热材料，储热砖换热管均匀穿插安装于储热模块内的所有储热砖内，储热砖内填充沙子，储热砖换热管与沙子均匀接触；蓄冷模块与储热模块结构类似；分离器、透平、蓄冷砖换热管、介质循环泵、蓄热砖换热管依次相连，蓄热砖换热管的出口连接分离器，发电机与透平同轴相连。本发明根据沙漠地区热量资源变化情况，可合理实现沙漠热量的高效合理利用，通过储热模块吸收并储存表层沙子热量，通过蓄冷模块储存深层沙漠的冷量，通过介质吹动透平带动发电机发电，实现了沙漠温差能的合理利用。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种发电系统，具体地说是沙漠发电系统。
背景技术
沙漠与戈壁等地区日照充足且时间长，沙漠表面热量资源非常丰富，白天日照期间沙漠表面温度一般在50至70℃左右。目前利用沙漠地区太阳能的主要方式为在沙漠地区铺设大量的太阳能光伏板将沙漠地区的太阳能转换为电能，但由于太阳能光伏板发电受天气与日照时长的影响并且造价较为高昂，因此对于沙漠太阳能的合理规划使用目前仍是难题。
沙漠地下5米深度的温度大约在10℃左右，夜间地下温度甚至会降到0℃以下，因此利用沙漠表面与地下深层的沙子温差进行发电是利用沙漠能源进行发电的有效手段。
发明内容
本发明的目的在于提供以表层沙子为热源，以深层沙子为冷源，从而对沙漠温差能充分回收利用的一种利用沙漠温差能发电系统。
本发明的目的是这样实现的：
一种利用沙漠温差能发电系统，其特征是：包括储热模块、蓄冷模块、分离器、透平和发电机，所述储热模块通过储热砖搭建堆砌而成，所述储热砖包括储热材料，储热砖换热管均匀穿插安装于储热模块内的所有储热砖内，储热砖内填充沙子，储热砖换热管与沙子均匀接触；所述蓄冷模块通过蓄冷砖搭建堆砌而成，所述蓄冷砖包括蓄冷材料，蓄冷砖换热管均匀穿插安装于蓄冷模块内的所有蓄冷砖内，蓄冷砖内填充沙子，蓄冷砖换热管与沙子均匀接触；分离器、透平、蓄冷砖换热管、介质循环泵、蓄热砖换热管依次相连，蓄热砖换热管的出口连接分离器，发电机与透平同轴相连；蓄热模块位于沙漠之上，蓄冷模块位于沙漠表面地下深处5米以下。
本发明还可以包括：
1、分离器还通过管路连接蓄冷砖换热管。
2、介质由介质循环泵加压进入储热模块中的储热砖换热管，介质在储热模块中通过储热砖换热管吸收表层沙子热量变为氨蒸汽与氨水溶液的混合物后进入分离器，分离器将氨蒸汽送入透平，氨蒸汽吹动透平，透平旋转从而带动电机发电，做功后的氨蒸汽与从分离器出来的氨水溶液汇集后进入蓄冷模块中的蓄冷砖换热管，通过蓄冷砖换热管被深层低温沙子冷凝为氨水溶液后流回介质循环泵完成卡琳娜循环发电，实现沙漠温差能的供电。
3、储热材料为耐高温的镁、铝或无机盐相变材料，蓄冷材料为无机盐相变材料。
本发明的优势在于：本发明针对沙漠表层与深层的温差能利用将卡琳娜循环发电技术与储热蓄冷技术相结合，根据沙漠地区热量资源变化情况，可合理实现沙漠热量的高效合理利用，提高机组有效运行时长，降低沙漠地区用电成本。
本发明通过以氨水为介质的卡琳娜循环发电系统，设立带有储热模块、蓄冷模块、介质循环管路及发电设备的沙漠温差能发电系统，通过储热模块吸收并储存表层沙子热量，通过蓄冷模块储存深层沙漠的冷量，通过介质吹动透平带动发电机发电，实现了沙漠温差能的合理利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为储热砖内部示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-2，本实施例为利用沙漠温差能发电系统，该系统包括储热模块A、蓄冷模块B、介质循环管路及发电设备。
沙漠温差能发电系统由储热砖1、分离器2、透平3、发电机4、蓄冷砖6、蓄冷砖换热管7、介质循环泵9、储热砖换热管9组成。
储热模块A安装于沙子5表面上，储热模块A由储热砖1搭建堆砌组成，储热砖1由储热材料10、沙子5、储热砖换热管9组成，储热材料10为耐高温的镁、铝或无机盐相变材料。储热砖1吸收并储存沙漠表面沙子的热量并将热量传递给循环介质。
储热砖换热管9均匀穿插安装于储热模块A内的所有储热转1内，与储热砖1内的沙子5均匀接触。储热模块A安装于沙漠表层上，储热模块A在日照充足的情况下，将热量通过储热砖换热管9传递给循环介质将介质从液态加热蒸发为气液混合状态，同时储存一部分热量用于光照条件不足的条件下继续为机组提供热量。
蓄冷模块B安装于沙漠5表面地下深5米处，蓄冷模块B由蓄冷砖6搭建堆砌组成，蓄冷砖6的内部结构搭建方式和储热砖1的方式相同，蓄冷砖6内部所用蓄冷材料为无机盐相变材料。蓄冷砖6吸收并储存沙漠深层沙子的冷量并将冷量传递给循环介质。蓄冷模块B在日常不足的情况下，将冷量通过蓄冷砖换热管7传递给循环介质将介质从气液混合状态降温冷凝为液态，同时储存一部分冷量用于沙漠日照充足深层沙子温度较高的条件下继续为机组提供冷量。
蓄冷砖换热管7均匀穿插安装于蓄冷模块B内的所有蓄冷转6内，与蓄冷砖6内的沙子均匀接触。
分离器2、透平3、蓄冷砖换热管7、介质循环泵8、储热砖换热管9由金属管道依次串联连接；
发电设备包括发电机4、透平3，发电机4与透平3同轴连接；
沙漠温差发电系统的循环介质为氨水。
本实施例中沙漠温差能发电系统的发电方法：氨水由介质循环泵8加压进入储热模块A中的储热砖换热管9，介质在储热模块A中通过储热砖换热管9吸收表层沙子热量变为氨蒸汽与氨水溶液的混合物后进入分离器2，分离器2将氨蒸汽送入透平3，氨蒸汽吹动透平3，透平3旋转从而带动电机4发电。做功后的氨蒸汽与从分离器2出来的氨水溶液汇集后进入蓄冷模块6中的蓄冷砖换热管7，通过蓄冷砖换热管7被深层低温沙子冷凝为氨水溶液后流回工质泵8完成卡琳娜循环发电，实现沙漠温差能的稳定供电。
Claims (4)
1.一种利用沙漠温差能发电系统，其特征是：包括储热模块、蓄冷模块、分离器、透平和发电机，所述储热模块通过储热砖搭建堆砌而成，所述储热砖包括储热材料，储热砖换热管均匀穿插安装于储热模块内的所有储热砖内，储热砖内填充沙子，储热砖换热管与沙子均匀接触；所述蓄冷模块通过蓄冷砖搭建堆砌而成，所述蓄冷砖包括蓄冷材料，蓄冷砖换热管均匀穿插安装于蓄冷模块内的所有蓄冷砖内，蓄冷砖内填充沙子，蓄冷砖换热管与沙子均匀接触；分离器、透平、蓄冷砖换热管、介质循环泵、蓄热砖换热管依次相连，蓄热砖换热管的出口连接分离器，发电机与透平同轴相连；蓄热模块位于沙漠之上，蓄冷模块位于沙漠表面地下深处5米以下。
2.根据权利要求1所述的一种利用沙漠温差能发电系统，其特征是：分离器还通过管路连接蓄冷砖换热管。
3.根据权利要求2所述的一种利用沙漠温差能发电系统，其特征是：介质由介质循环泵加压进入储热模块中的储热砖换热管，介质在储热模块中通过储热砖换热管吸收表层沙子热量变为氨蒸汽与氨水溶液的混合物后进入分离器，分离器将氨蒸汽送入透平，氨蒸汽吹动透平，透平旋转从而带动电机发电，做功后的氨蒸汽与从分离器出来的氨水溶液汇集后进入蓄冷模块中的蓄冷砖换热管，通过蓄冷砖换热管被深层低温沙子冷凝为氨水溶液后流回介质循环泵完成卡琳娜循环发电，实现沙漠温差能的供电。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种利用沙漠温差能发电系统，其特征是：储热材料为耐高温的镁、铝或无机盐相变材料，蓄冷材料为无机盐相变材料。
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