專利名稱：一種太陽能蒸汽發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蒸汽發(fā)生裝置，尤其涉及一種利用太陽能的熱來產(chǎn)生蒸汽的 裝置，更具體是涉及一種通過導(dǎo)熱介質(zhì)吸收太陽能的熱來產(chǎn)生蒸汽的太陽能蒸汽發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源提出越來越高的要求，尋找新能源成為 當(dāng)前人類面臨的迫切課題。太陽能由于無污染、安全、且可持續(xù)使用，已被作為一種最理想 的新能源逐步得到應(yīng)用。利用太陽能的熱來產(chǎn)生熱水的太陽能熱水器已得到廣泛應(yīng)用，而 利用太陽能的熱來產(chǎn)生蒸汽以代替現(xiàn)有采用燃料加熱的蒸汽鍋爐，正在逐步得到應(yīng)用?，F(xiàn) 有利用太陽能的熱來產(chǎn)生蒸汽的蒸汽鍋爐有兩種形式，一種是直接用水做傳熱工質(zhì)，水吸 收太陽能的熱后升溫變?yōu)檎羝?；另一種形式是通過導(dǎo)熱介質(zhì)吸收太陽能的熱，導(dǎo)熱介質(zhì)通 過蒸汽發(fā)生器與水發(fā)生熱交換，水受熱再變?yōu)檎羝囊压_的文獻(xiàn)中可以看出，現(xiàn)有的太 陽能蒸汽鍋爐，不管是直接用水做傳熱工質(zhì)或以導(dǎo)熱介質(zhì)做傳熱工質(zhì)，其輸送蒸汽的方式 一般都是間斷式的，如果需要連續(xù)供汽，其結(jié)構(gòu)都是在蒸汽輸出的同時(shí)進(jìn)行水分的補(bǔ)充，由 于蒸汽的產(chǎn)生必然增加管道和腔體內(nèi)的壓力，因而為管道和腔體提供水源的供水泵，功率 必需非常大，這樣節(jié)約燃料得到的能源必須大部分用來為水泵提供動(dòng)力，勢(shì)必造成能源的 利用效率非常低。
發(fā)明內(nèi)容為克服以上存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、能 源利用率高，且能連續(xù)供應(yīng)蒸汽的太陽能蒸汽發(fā)生裝置。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，包括集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系 統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其特征在于所述集熱系統(tǒng)包括填充有導(dǎo)熱油的太陽能集熱器和位于太 陽能集熱器之上的導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器，太陽能集熱器通過輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器連 接，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器設(shè)有與輸油泵連接的出油口 ；所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的 蒸汽發(fā)生器構(gòu)成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有用于進(jìn)行熱交換的盤管，盤管的進(jìn)油端口通過控 制閥與輸油泵連接、出油端口通過輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器連接，每個(gè)蒸汽發(fā)生器通過 蒸汽輸出口所設(shè)的控制閥向外輸送蒸汽，每個(gè)蒸汽發(fā)生器還設(shè)有與供水泵連接的進(jìn)水口 ； 所述控制系統(tǒng)包括設(shè)置于蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器。為了消除導(dǎo)熱油熱膨脹產(chǎn)生的壓力對(duì)罐壁造成的影響，上述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器頂 部設(shè)有用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)油器體積的膨脹器。上述太陽能集熱器為多個(gè)，每個(gè)集熱器均由多根真空鍍膜玻璃管并聯(lián)構(gòu)成，每根 真空鍍膜玻璃管底部均設(shè)有弧形鏡面，玻璃管一端封閉，另一端與通向?qū)嵊透呶粌?chǔ)油器 的輸油管連接。上述設(shè)置于蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器為壓力傳感器和液位傳感器。[0008]上述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與所述控制系統(tǒng)連接。為了保證導(dǎo)熱油在蒸汽發(fā)生器內(nèi)有足夠長的行程，使熱交換更加充分，上述蒸汽 發(fā)生器內(nèi)的盤管從上至下設(shè)有若干層，每層從里到外環(huán)繞有若干圈。為了使蒸汽發(fā)生器內(nèi)的進(jìn)水更加順暢，上述蒸汽發(fā)生器還設(shè)有空氣排氣口，該排 氣口通過排氣管與循環(huán)水預(yù)熱器連接，排氣管上設(shè)有控制閥。為了減少熱量的散失，更好提高太陽能的熱電轉(zhuǎn)換效率，上述集熱器中真空鍍膜 玻璃管與輸油管的連接處、輸油泵、輸油管、供水泵、輸水管、導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器和蒸汽發(fā)生 器的外圍均設(shè)有保溫材料層。為了保證從蒸汽發(fā)生器出來的導(dǎo)熱油進(jìn)入導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器后能迅速得到加熱， 上述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器與太陽能集熱器輸油管連接的進(jìn)出油口位于儲(chǔ)油器的底部、與蒸 汽發(fā)生器盤管出油端口連接的進(jìn)液口位于儲(chǔ)油器的下部、與輸油泵連接的進(jìn)油口位于儲(chǔ)油 器的上部。上述蒸汽發(fā)生器的蒸汽輸出口和空氣排氣口位于蒸汽發(fā)生器的上部，進(jìn)水口位于 空氣排氣口之下。本實(shí)用新型的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，采用導(dǎo)熱油作為熱傳遞的介質(zhì)，在集熱系統(tǒng) 中利用溫度高的導(dǎo)熱油向外向上擴(kuò)散，溫度低的導(dǎo)熱油向下向內(nèi)滲透，兩者形成自然對(duì)流， 從而減少集熱系統(tǒng)導(dǎo)熱油循環(huán)所需的動(dòng)力；而采用兩個(gè)獨(dú)立的蒸汽發(fā)生器進(jìn)行輪換工作， 即在一個(gè)蒸汽發(fā)生器輸出高壓蒸汽的時(shí)候，另一個(gè)蒸汽發(fā)生器在較低壓力下進(jìn)行補(bǔ)水和加 熱，當(dāng)水蒸汽壓力達(dá)到一定時(shí)才開始輸出蒸汽，這樣不僅能減少供水泵動(dòng)力的輸出，而且可 保證蒸汽連續(xù)不間斷的輸出；在蒸汽發(fā)生器內(nèi)采用盤管作為熱交換器，并采用輸油泵向盤 管輸送導(dǎo)熱油，既可以增加導(dǎo)熱油在蒸汽發(fā)生器內(nèi)的行程，又可以加速導(dǎo)熱油循環(huán)的速度， 保證盤管外的水或蒸汽得到均勻快速的加熱，可以在很短的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生大量高溫、高壓的 蒸汽。本實(shí)用新型的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，結(jié)構(gòu)合理，制造成本低，能源利用率高，特別適合 為供暖裝置或發(fā)電裝置提供連續(xù)不斷的高溫、高壓蒸汽。

圖1是本實(shí)用新型太陽能蒸汽發(fā)生裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是集熱器剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的太陽能蒸汽發(fā)生裝置由集熱系統(tǒng)1、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2和 控制系統(tǒng)(圖中沒有標(biāo)出)三個(gè)部分構(gòu)成；集熱系統(tǒng)1由多個(gè)太陽能集熱器并聯(lián)構(gòu)成集熱器總成和位于太陽能集熱器總成 之上的導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器13構(gòu)成，(為了節(jié)省篇幅，此處只畫出兩個(gè)左右設(shè)置的太陽能集 熱器11、12)，該集熱器由多根真空鍍膜玻璃管111、121橫向并聯(lián)構(gòu)成，每根真空鍍膜玻璃 管底部均設(shè)有弧形鏡面101，弧形鏡面可手動(dòng)或自動(dòng)跟蹤太陽光，玻璃管一端封閉，另一端 與輸油管112、122連接，真空鍍膜玻璃管和輸油管內(nèi)充滿導(dǎo)熱油，高位儲(chǔ)油器頂部設(shè)有膨脹器131，膨脹器用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)油器的體積，以減少導(dǎo)熱油熱膨脹時(shí)對(duì)儲(chǔ)油器壁產(chǎn)生的壓力， 高位儲(chǔ)油器底部?jī)蓚?cè)設(shè)有進(jìn)出油口 132、133，分別與兩個(gè)太陽能集熱器的輸油管112、122 連接，高位儲(chǔ)油器的下部?jī)蓚?cè)設(shè)有進(jìn)油口 134、135，上部設(shè)有出油口 136，該出油口通過輸 油管與一輸油泵14連接，如圖1、2、3所示；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2由兩個(gè)相互獨(dú)立的蒸汽發(fā)生器21、22構(gòu)成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè) 有用于進(jìn)行熱交換的盤管211、221，盤管從上至下設(shè)有五層，每層從里到外環(huán)繞三圈，盤管 的進(jìn)油端口通過三通管141與輸油泵連接，在進(jìn)油端口和三通管之間設(shè)置有控制閥212、 222，盤管出油端口通過輸油管213、223與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器的進(jìn)油口 134、135連接，每個(gè) 蒸汽發(fā)生器的上部設(shè)有蒸汽出口 214、224，蒸汽出口通過控制閥217、227與蒸汽接收系統(tǒng) 連接，每個(gè)蒸汽發(fā)生器上部還設(shè)于空氣排氣口 215、225，排氣口經(jīng)控制閥219、229向外排 氣，位于空氣排氣口之下設(shè)有進(jìn)水口 216、226，進(jìn)水口通過供水管連接一供水泵43，在供水 泵和進(jìn)水口之間設(shè)有控制閥218、228，如圖1、4所示；控制系統(tǒng)包括設(shè)置于上述各個(gè)系統(tǒng)中的傳感器和中央處理器(圖中沒有標(biāo)出)， 為了保證導(dǎo)熱油在一定的溫度下才進(jìn)入蒸汽發(fā)生器進(jìn)行熱交換，高位儲(chǔ)油器設(shè)有溫度傳感 器，中央處理器根據(jù)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的油溫對(duì)輸油泵14及控制閥212、222進(jìn)行控制；為 了保證輸出的蒸汽壓力達(dá)到一定大氣壓后才輸出，蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，中央處 理器根據(jù)壓力傳感器監(jiān)測(cè)到的蒸汽壓力對(duì)蒸汽輸出口的控制閥217、227進(jìn)行控制，而為 了及時(shí)補(bǔ)水，蒸汽發(fā)生器內(nèi)還設(shè)有液位傳感器及液位探針，中央處理器通過液位傳感器對(duì) 供水泵43的開關(guān)、進(jìn)水口的控制閥218、228及排氣口的控制閥219、229進(jìn)行控制；另外，本 發(fā)明太陽能蒸汽發(fā)生裝置的電路設(shè)計(jì)是，兩個(gè)蒸汽發(fā)生器蒸汽輸出口的控制閥是一開一閉 輪換工作的，即當(dāng)左側(cè)蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口控制閥處于打開狀態(tài)，右側(cè)蒸汽發(fā)生器的蒸 汽出口控制閥就處于關(guān)閉狀態(tài)，反之也然。在真空鍍膜玻璃管與輸油管的連接處、導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器、輸油泵、輸油管、蒸汽 發(fā)生器、供水泵、輸水管和輸氣管的外圍均設(shè)有保溫材料層5。本實(shí)用新型太陽能蒸汽發(fā)生裝置的工作原理是當(dāng)太陽升起的時(shí)候，真空鍍膜玻 璃管受光照射吸收熱量使管內(nèi)的導(dǎo)熱油迅速升溫，由于熱的導(dǎo)熱油向外向上運(yùn)動(dòng)，未受熱 的導(dǎo)熱油向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，兩者互相滲透，形成自然對(duì)流，溫度高的導(dǎo)熱油不斷進(jìn)入高位儲(chǔ)油 器，溫度低的導(dǎo)熱油流向真空鍍膜玻璃管，與此同時(shí)，兩個(gè)蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水口控制閥和排 氣口控制閥同時(shí)打開，供水泵同時(shí)向兩個(gè)蒸汽發(fā)生器加水，當(dāng)蒸汽發(fā)生器中的液位傳感器 監(jiān)測(cè)到預(yù)定的液位值時(shí)，進(jìn)水口控制閥和排氣口控制閥同時(shí)關(guān)閉，供水泵停止工作；當(dāng)高位 儲(chǔ)油器內(nèi)導(dǎo)熱油的溫度達(dá)到160°C時(shí)，輸油泵開始工作，兩個(gè)蒸汽發(fā)生器盤管進(jìn)油端口的控 制閥同時(shí)打開，溫度達(dá)到160°C的導(dǎo)熱油不斷流入盤管后對(duì)蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水進(jìn)行加熱，當(dāng) 蒸汽發(fā)生器內(nèi)的壓力傳感器監(jiān)測(cè)到蒸汽的壓力達(dá)到3個(gè)大氣壓時(shí)，左側(cè)蒸汽發(fā)生器的蒸汽 輸出口、盤管進(jìn)油端口的控制閥同時(shí)關(guān)閉，右側(cè)蒸汽發(fā)生器蒸汽輸出口的控制閥打開，向外 輸送蒸汽；當(dāng)右側(cè)蒸汽發(fā)生器的壓力傳感器監(jiān)測(cè)到蒸汽的壓力小于3個(gè)大氣壓時(shí)，蒸汽發(fā) 生器蒸汽輸出口的控制閥、盤管進(jìn)油端口的控制閥同時(shí)關(guān)閉，左側(cè)蒸汽發(fā)生器蒸汽輸出口 的控制閥、盤管進(jìn)油端口的控制閥同時(shí)打開，由左側(cè)蒸汽發(fā)生器向外輸送蒸汽；與此同時(shí)， 右側(cè)蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水口控制閥和排氣口控制閥同時(shí)打開，供水泵啟動(dòng)，當(dāng)液位傳感器監(jiān) 測(cè)到預(yù)定的液位值時(shí)，進(jìn)水口控制閥和排氣口控制閥同時(shí)關(guān)閉，盤管進(jìn)油端口的控制閥打開，高溫導(dǎo)熱油進(jìn)入盤管對(duì)蒸汽發(fā)生器的水加熱，當(dāng)壓力傳感器監(jiān)測(cè)到蒸汽的壓力達(dá)到3 個(gè)大氣壓時(shí)，盤管進(jìn)油端口的控制閥關(guān)閉；這樣左右蒸汽發(fā)生器一個(gè)輸送蒸汽，一個(gè)進(jìn)行補(bǔ) 水加熱，兩個(gè)輪換工作，反復(fù)循環(huán)完成整個(gè)蒸汽輸送的過程。
權(quán)利要求一種太陽能蒸汽發(fā)生裝置，包括集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其特征在于所述集熱系統(tǒng)包括填充有導(dǎo)熱油的太陽能集熱器和位于太陽能集熱器之上的導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器，太陽能集熱器通過輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器連接，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器設(shè)有與輸油泵連接的出油口；所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的蒸汽發(fā)生器構(gòu)成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有用于進(jìn)行熱交換的盤管，盤管的進(jìn)油端口通過控制閥與輸油泵連接、出油端口通過輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器連接，每個(gè)蒸汽發(fā)生器通過蒸汽輸出口所設(shè)的控制閥向外輸送蒸汽，每個(gè)蒸汽發(fā)生器還設(shè)有與供水泵連接的進(jìn)水口；所述控制系統(tǒng)包括設(shè)置于蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器 頂部設(shè)有用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)油器體積的膨脹器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述太陽能集熱器為多 個(gè)，每個(gè)集熱器均由多根真空鍍膜玻璃管并聯(lián)構(gòu)成，每根真空鍍膜玻璃管的底部均設(shè)有弧 形鏡面，玻璃管一端封閉，另一端與通向?qū)嵊透呶粌?chǔ)油器的輸油管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述設(shè)置于蒸汽發(fā)生器 內(nèi)的傳感器為壓力傳感器和液位傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器 設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與所述控制系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述蒸汽發(fā)生器內(nèi) 的盤管從上至下設(shè)有若干層，每層從里到外環(huán)繞有若干圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述蒸汽發(fā)生器還 設(shè)有空氣排氣口，該排氣口通過控制閥與排氣管連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述集熱器中真空 鍍膜玻璃管與輸油管的連接處、輸油泵、輸油管、供水泵、供水管、導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器、蒸汽 發(fā)生器的外圍均設(shè)有保溫材料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ) 油器與太陽能集熱器輸油管連接的進(jìn)出油口位于儲(chǔ)油器的底部、與蒸汽發(fā)生器盤管出油端 口連接的進(jìn)液口位于儲(chǔ)油器的下部、與輸油泵連接的進(jìn)油口位于儲(chǔ)油器上部。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述蒸汽發(fā)生器的 蒸汽輸出口和空氣排氣口位于蒸汽發(fā)生器的上部，進(jìn)水口位于空氣排氣口之下。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，能源利用率高，且能連續(xù)供應(yīng)蒸汽的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，該裝置包括集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；集熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器和導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器設(shè)有與輸油泵連接的出油口；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的蒸汽發(fā)生器構(gòu)成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有用于進(jìn)行熱交換的盤管，盤管的進(jìn)油端口通過控制閥與輸油泵連接，出油端口與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器連接，每個(gè)蒸汽發(fā)生器通過設(shè)置于蒸汽輸出口的控制閥向外輸送蒸汽，控制系統(tǒng)包括設(shè)置于蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器。本實(shí)用新型的太陽能蒸汽發(fā)生裝置，采用兩個(gè)蒸汽發(fā)生器輪換輸送蒸汽的工作方式，不僅大大減少供水泵動(dòng)力的輸出，而且可保證蒸汽輸出的連續(xù)性，結(jié)構(gòu)合理，制造成本低，能源利用率高，特別適合為供暖裝置或發(fā)電裝置提供連續(xù)不斷的高溫、高壓蒸汽。
文檔編號(hào)F24J2/30GK201724193SQ201020139128
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者王承輝 申請(qǐng)人:王承輝