CN209483443U - 一种蒸汽发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及供电技术领域，其目的在于提供一种蒸汽发电系统。所采用的技术方案是：一种蒸汽发电系统，包括蒸汽发生装置、汽轮机、发电机、蓄电池、补液装置和燃料炉；所述蒸汽发生装置包括加热罐和设置在加热罐顶部的聚光罩，所述加热罐内装有液态工质，所述加热罐的顶部密封设置有隔板，所述隔板为透明板，所述加热罐的顶部通过气管与汽轮机的输入端连接，所述汽轮机的输出端与发电机连接，所述发电机与蓄电池电连接；所述补液装置与加热罐的顶部连通，所述燃料炉设置在加热罐的底部。本实用新型能够利用太阳能进行发电，同时在不同日照条件下均可发电。

Description

一种蒸汽发电系统

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，特别是涉及一种蒸汽发电系统。

背景技术

现有技术中的发电系统，通常采用火力、核变、水力等能源进行发电，其中火力、核变等能源为不可再生能源，其不利于生态可持续发展。而太阳能是一种清洁、无污染、且永不衰竭的能源，利用太阳能进行发电安全可靠无污染。因而有必要研究一种利用太阳能进行发电的蒸汽发电系统。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种蒸汽发电系统，其能够利用太阳能进行发电，同时在不同日照条件下均可发电。

本实用新型采用的技术方案是：

一种蒸汽发电系统，包括蒸汽发生装置、汽轮机、发电机、蓄电池、补液装置和燃料炉；所述蒸汽发生装置包括加热罐和设置在加热罐顶部的聚光罩，所述加热罐内装有液态工质，所述加热罐的顶部密封设置有隔板，所述隔板为透明板，所述加热罐的顶部通过气管与汽轮机的输入端连接，所述汽轮机的输出端与发电机连接，所述发电机与蓄电池电连接；所述补液装置与加热罐的顶部连通，所述燃料炉设置在加热罐的底部。

优选的，所述聚光罩为方型，所述聚光罩由多个第一密封板拼接而成，所述第一密封板为正六边形，每个所述第一密封板均包括第一内圈和环绕第一内圈设置的第一外圈，所述第一内圈为凸透镜，所述第一外圈为平面玻璃。

优选的，所述补液装置包括储液罐和换热器，所述换热器的一端通过气管与汽轮机的排气端连接，所述换热器的另一端通过液管与储液罐连接，所述储液罐内存储有液态工质，所述储液罐通过液管与加热罐连通。

优选的，还包括控制器、进液阀门、第一液位开关和第二液位开关，所述进液阀门、第一液位开关和第二液位开关均与控制器电连接，所述进液阀门设置在储液罐与加热罐之间的液管上，所述第一液位开关和第二液位开关分别设置在加热罐的内壁上，所述第一液位开关位于加热罐的最高要求液面处，所述第二液位开关位于加热罐的最低要求液面处。

优选的，还包括燃气净化箱和排气管，所述排气管的一端与燃料炉的排气口连通，所述排气管另一端通入燃气净化箱内。

优选的，所述加热罐内设置有导热丝，所述导热丝为螺旋状。

本实用新型的有益效果集中体现在：

1)能够充分利用太阳能进行发电；具体来说，在日照条件好，如日间的晴天情况下，可将太阳光通过聚光罩汇聚至加热罐内，加热罐内的液态工质受热蒸发，产生蒸汽，待蒸汽汇聚到一定程度时，可通过气管进入汽轮机内，高压蒸汽可驱动汽轮机运转，汽轮机再带动发电机运行，从而产生电能，最后将由发电机产生的电能通过蓄电池进行储存，从而实现太阳能的充分利用，利于生态环境平衡发展。

2)在不同日照条件下均可发电，避免断电，发电效果好；具体来说，在日照条件好的情况下，能够利用太阳能发电；在日照条件差的情况下，如夜晚，可通过燃料炉对加热罐进行加热，以产生高压蒸汽，并驱动发电机发电。

3)可实现自动灌水，自动化程度高；具体来说，在使用过程中，当加热罐内的液位到达最低要求液面处时，第二液位开关闭合，控制器驱动进液阀门打开，储液罐向加热罐内灌液，待加热罐内的液位到达最高要求液面处时，第一液位开关闭合，控制器驱动进液阀门关闭，停止灌液。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是图1中聚光罩的俯视图；

图3是本实用新型的另一种实施例的结构示意图；

图4是图2中聚光罩的俯视图；

图5是控制器、进液阀门、第一液位开关和第二液位开关的原理框图。

图中：1-汽轮机；2-发电机；3-蓄电池；4-燃料炉；5-加热罐；6-聚光罩；61-第一密封板；611-第一内圈；612-第一外圈；62-第二密封板；621-第二内圈；622-第二外圈；63-第三密封板；631-第三内圈；632-第三外圈；7-隔板；8-储液罐；9-换热器；10-控制器；11-进液阀门；12-第一液位开关；13-第二液位开关；14-燃气净化箱；15-排气管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面结合附图1～5进一步阐述本实用新型。

实施例：

本实施例提供一种蒸汽发电系统，如图1至5所示，包括蒸汽发生装置、汽轮机1、发电机2、蓄电池3、补液装置和燃料炉4；所述蒸汽发生装置包括加热罐5和设置在加热罐5顶部的聚光罩6，所述加热罐5内装有液态工质，所述加热罐5的顶部密封设置有隔板7，所述隔板7为透明板，应当理解的是，聚光罩6可采用螺栓连接、卡接等方式与加热罐5固定连接，聚光罩6起到汇聚太阳光的作用，从而使加热灌5内的液态工质加热至沸腾状态，由此可使加热罐5内的液态工质气化，产生大量蒸汽，所述聚光罩6也可采用太阳灶实现，采用聚光罩6可使发电系统整体结构更为紧凑；另外，所述隔板7起到将加热罐5内的液态工质与聚光罩6隔离的作用，避免液态工质受热蒸发得到的蒸汽粘附在聚光罩6上，造成聚光罩6的聚光效果减弱；最好所述液态工质可以采用水，还可采用沸点较水低的其他液体。所述加热罐5的顶部通过气管与汽轮机1的输入端连接，所述汽轮机1的输出端与发电机2连接，所述发电机2与蓄电池3电连接；优选设置的，加热罐5通过高压输气管与汽轮机1连接，液态工质产生的蒸汽流推动汽轮机1运转，汽轮机1内的叶轮可通过联轴带动发电机2转动，以使发电机发电。所述补液装置与加热罐5的顶部连通，所述燃料炉4设置在加热罐5的底部，需要说明的是，所述燃料炉4用于对加热罐5内的液态工质进行加热，以产生蒸汽，所述加热罐5可以但不仅限于采用高硼硅玻璃、不锈钢等材料。还应当理解的是，所述蒸汽发生装置还可采用现有的太阳能透镜蒸汽发生器实现，采用本实施例中的设置可同时实现利用太阳能和燃料能源的作用。

本实施例在使用过程中，在日照条件好，如日间的晴天情况下，可将太阳光通过聚光罩6汇聚至加热罐5内，加热罐5内的液态工质受热蒸发，产生蒸汽，待蒸汽汇聚到一定程度时，可通过气管进入汽轮机1内，高压蒸汽可驱动汽轮机1运转，汽轮机1再带动发电机2运行，从而产生电能，最后将由发电机产生的电能通过蓄电池3进行储存，从而实现太阳能的充分利用，利于生态环境平衡发展。另外，在日照条件差的情况下，如夜晚，可通过燃料炉4对加热罐5进行加热，以产生高压蒸汽，并驱动发电机2发电。本实施例极为适用于日照时间长的沙漠和戈壁地区，能够充分利用太阳能，并在不同日照条件下均可发电，发电效果好。

进一步的，如图1和2所示，所述聚光罩6为方型，所述聚光罩6由多个第一密封板61拼接而成，所述第一密封板61为正六边形，每个所述第一密封板61均包括第一内圈611和环绕第一内圈611设置的第一外圈612，所述第一内圈611为凸透镜，所述第一外圈612为平面玻璃。应当理解的是，应当理解的是，所述第一密封板61也可设置为三角形、正方形等，设置为正六边形可使得第一内圈611的面积占第一密封板61的面积的比例最大；聚光罩6的设置，可使得增加聚光罩6的聚光点数目，达到多点位加热的效果，由此可增加加热罐5内液态工质的加热速度，更快地产生大量蒸汽，提升发电效果。

需要说明的是，所述聚光罩6还可设置为半球型，如图3和4所示，所述聚光罩6由多个第二密封板62和多个第三密封板63拼接而成，所述第二密封板62为正六边形，所述第三密封板63为正五边形，每个所述第二密封板62均包括第二内圈621和环绕第二内圈621设置的第二外圈622，所述第三密封板63包括第三内圈631和环绕第三内圈631设置的第三外圈632，所述第二内圈621和第三内圈631均为凸透镜，所述第二外圈622和第三外圈632均为平面玻璃。应当理解的是，所述聚光罩6设置为半球型，可进一步提升加热罐5内液态工质的加热速度。

进一步的，所述补液装置包括储液罐8和换热器9，所述换热器9的一端通过气管与汽轮机1的排气端连接，所述换热器9的另一端通过液管与储液罐8连接，所述储液罐8内存储有液态工质，所述储液罐8通过液管与加热罐5连通。应当理解的是，本实施例中，当由液态工质气化产生的蒸汽通过汽轮机1到达换热器9后，散热器9内的散热翅片吸收蒸汽中的热量，从而使得蒸汽液化为回流液，回流液再通过液管流入储液罐8内，由此实现液态工质的重复利用，避免能源的浪费。

进一步的，如图5所示，还包括控制器10、进液阀门11、第一液位开关12和第二液位开关13，所述进液阀门11、第一液位开关12和第二液位开关13均与控制器10电连接，所述进液阀门11设置在储液罐8与加热罐5之间的液管上，所述第一液位开关12和第二液位开关13分别设置在加热罐5的内壁上，所述第一液位开关12位于加热罐5的最高要求液面处，所述第二液位开关13位于加热罐5的最低要求液面处。应当理解的是，所述控制器10可以但不仅限于采用型号为STM32F107的微控制器实现，所述第一液位开关12和第二液位开关13可以但不仅限于采用型号为LJK22-4015KH的耐高温浮球开关实现，在使用过程中，当加热罐5内的液位到达最低要求液面处时，第二液位开关13闭合，控制器10驱动进液阀门11打开，储液罐8向加热罐5内灌液，待加热罐5内的液位到达最高要求液面处时，第一液位开关12闭合，控制器10驱动进液阀门11关闭，停止灌液。本实施例通过自动控制灌液情况，实现了自动化操作，在使用过程中不需人工值守。

进一步的，还包括燃气净化箱14和排气管15，所述排气管15的一端与燃料炉4的排气口连通，所述排气管15另一端通入燃气净化箱14内。应当理解的是，净化箱14内可灌装水，燃料炉4使用过程中，废气可通过排气管15排入燃气净化箱14内，燃气净化箱14内的水可滤除废气内的烟尘等固体废料，避免环境污染。

进一步的，所述加热罐5内设置有导热丝16，所述导热丝16为螺旋状。应当理解的是，在采用燃料炉4对加热罐5进行加热的过程中，所述导热丝16通过热传导对加热罐5中的水进行加热蒸发，导热丝16传递热量使内部水吸热蒸发，循环开始，加热罐5内高温蒸汽膨胀，压力增大，热蒸汽溢出，经管道通向汽轮机1。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种蒸汽发电系统，其特征在于：包括蒸汽发生装置、汽轮机(1)、发电机(2)、蓄电池(3)、补液装置和燃料炉(4)；所述蒸汽发生装置包括加热罐(5)和设置在加热罐(5)顶部的聚光罩(6)，所述加热罐(5)内装有液态工质，所述加热罐(5)的顶部密封设置有隔板(7)，所述隔板(7)为透明板，所述加热罐(5)的顶部通过气管与汽轮机(1)的输入端连接，所述汽轮机(1)的输出端与发电机(2)连接，所述发电机(2)与蓄电池(3)电连接；所述补液装置与加热罐(5)的顶部连通，所述燃料炉(4)设置在加热罐(5)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发电系统，其特征在于：所述聚光罩(6)为方型，所述聚光罩(6)由多个第一密封板(61)拼接而成，所述第一密封板(61)为正六边形，每个所述第一密封板(61)均包括第一内圈(611)和环绕第一内圈(611)设置的第一外圈(612)，所述第一内圈(611)为凸透镜，所述第一外圈(612)为平面玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种蒸汽发电系统，其特征在于：所述补液装置包括储液罐(8)和换热器(9)，所述换热器(9)的一端通过气管与汽轮机(1)的排气端连接，所述换热器(9)的另一端通过液管与储液罐(8)连接，所述储液罐(8)内存储有液态工质，所述储液罐(8)通过液管与加热罐(5)连通。

4.根据权利要求3所述的一种蒸汽发电系统，其特征在于：还包括控制器(10)、进液阀门(11)、第一液位开关(12)和第二液位开关(13)，所述进液阀门(11)、第一液位开关(12)和第二液位开关(13)均与控制器(10)电连接，所述进液阀门(11)设置在储液罐(8)与加热罐(5)之间的液管上，所述第一液位开关(12)和第二液位开关(13)分别设置在加热罐(5)的内壁上，所述第一液位开关(12)位于加热罐(5)的最高要求液面处，所述第二液位开关(13)位于加热罐(5)的最低要求液面处。

5.根据权利要求1所述的一种蒸汽发电系统，其特征在于：还包括燃气净化箱(14)和排气管(15)，所述排气管(15)的一端与燃料炉(4)的排气口连通，所述排气管(15)另一端通入燃气净化箱(14)内。

6.根据权利要求1所述的一种蒸汽发电系统，其特征在于：所述加热罐(5)内设置有导热丝(16)，所述导热丝(16)为螺旋状。