專利名稱：太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，也涉及一種地?zé)崮馨l(fā)電系統(tǒng)，特別 是一種太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)國家發(fā)展和改革委員會公布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》了解到，“能源是 經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)革命以來，世界能源消費(fèi)劇增，煤炭、石油、天然氣 等化石能源資源消耗迅速，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球 氣候變化，人類社會的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。目前，我國已成為世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)大 國，但人均能源消費(fèi)水平還很低。隨著經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展，我國能源需求將持續(xù)增長。 增加能源供應(yīng)、保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展，是我國經(jīng)濟(jì) 和社會發(fā)展的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略任務(wù)。，，當(dāng)今無論從世界還是從我國來看，一次化石能源都是有限的，我國的一次化石能 源儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，大約只有世界總儲量的10%。從長遠(yuǎn)來看，新能源必將是未 來人類的主要能源來源?？稍偕茉促Y源潛力大，環(huán)境污染低，可永續(xù)利用，是有利于人與 自然和諧發(fā)展的重要能源。上世紀(jì)70年代以來，可持續(xù)發(fā)展思想逐步成為國際社會共識， 可再生能源開發(fā)利用受到世界各國高度重視，許多國家將開發(fā)利用可再生能源作為能源戰(zhàn) 略的重要組成部分，提出了明確的可再生能源發(fā)展目標(biāo)，制定了鼓勵可再生能源發(fā)展的法 律和政策，可再生能源得到迅速發(fā)展。當(dāng)人類為化石能源的日漸枯竭和生態(tài)環(huán)境的不斷惡 化而憂心忡忡的時(shí)候，新能源讓我們看到了未來能源的希望之光。加大新能源的開發(fā)和利 用，建設(shè)資源節(jié)約型社會已經(jīng)成為全人類的共識?？稍偕茉粗械奶柲?、風(fēng)能和地?zé)崮芫驮谛履茉搭I(lǐng)域扮演著重要的角色，發(fā)揮 著積極、重要的作用。我國太陽能資源十分豐富，據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻 射能約為1.47X IO8億kWh，相當(dāng)于4. 9萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，我國的西藏、云南、青海、新疆、甘肅、 內(nèi)蒙古等地區(qū)的太陽輻射能量較大，屬于太陽能利用條件較好的地區(qū)。我國風(fēng)能資源具有 良好的開發(fā)前景，發(fā)展?jié)摿薮螅瑩?jù)最新風(fēng)能資源普查初步統(tǒng)計(jì)成果，我國陸上離地IOm高 度風(fēng)能資源總儲量約為43. 5億kW，居世界第1位。其中，技術(shù)可開發(fā)量為2. 5億kW，技術(shù) 可開發(fā)面積約20萬km2，此外，還有潛在技術(shù)可開發(fā)量約為7900萬kW。全國IOm高度可開 發(fā)和利用的風(fēng)能儲量超過10億kW，僅次于美國、俄羅斯居世界第3位，主要分布在西藏、新 疆、青海、內(nèi)蒙古、甘肅及沿海等地區(qū)。另據(jù)初步勘探，我國地?zé)豳Y源豐富，主要分布在藏南、 川西、滇西地區(qū)，可裝機(jī)潛力約為600萬千瓦。初步估算，全國可采地?zé)豳Y源量約為33億噸 標(biāo)準(zhǔn)煤。在地?zé)崮艿拈_采利用方面，20世紀(jì)70年代初，在國家科委的支持下，我國各地涌 現(xiàn)出大量的地?zé)崮茈娬荆欢@些電站所在地區(qū)的地?zé)崴疁囟鹊汀⑺啃?，運(yùn)行效果并不理 想。建于1977年的西藏羊八井地?zé)犭娬疚挥谖覈壳耙烟矫鞯淖畲蟾邷氐責(zé)岬奈鞑匮虬?井地?zé)崽铮虬司０?300米，其地?zé)崽锏叵律?00米，地?zé)嵴羝麥囟雀哌_(dá)172°C。自1977年羊八井電站第一臺機(jī)組投入運(yùn)行，到1986年裝機(jī)容量已達(dá)到1. 3萬千瓦。它由5眼地?zé)?井供水，單井產(chǎn)量為75 160立方米/小時(shí)，水溫為145 170°C。每年二、三季度水量豐 富時(shí)靠水力發(fā)電，一、四季度靠水熱發(fā)電，能源互補(bǔ)。自1977年9月建成試驗(yàn)發(fā)電以來，目 前裝機(jī)容量已達(dá)25. 15MW，占拉薩電網(wǎng)總裝機(jī)容量的41.5%，在冬季枯水季節(jié)，地?zé)岚l(fā)電出 力占拉薩電網(wǎng)的60.0%，成為其主力電網(wǎng)之一。近幾年隨著能源的緊缺，羊八井電站開始發(fā) 揮越來越重要的作用。從世界范圍來看，地?zé)衢_發(fā)利用的步伐從20世紀(jì)70年代初開始加 快，1975 1995年的20年間，全球范圍內(nèi)地?zé)岚l(fā)電每年大約以9%的速率增長，若以此增 長速率來測算，到2020年全球地?zé)岚l(fā)電量將達(dá)到318kWh/a。地?zé)崮茈娬疽肜玫叵聼崮?，首先需要有合適的載熱體將地下的熱能帶到地面 上來。目前，能夠被地?zé)崮茈娬纠玫妮d熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。但是，地?zé)?能電站在利用地下天然蒸汽和熱水的過程中，地?zé)豳Y源中所含的礦物質(zhì)或雜質(zhì)等就會對與 其直接接觸的相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕和破壞作用，不利于設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行，并且不 斷抽取和回灌地?zé)豳Y源，還會影響和破壞其所在區(qū)域的地?zé)豳Y源分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況以及 生態(tài)環(huán)境等，造成系列的問題。另一方面，隨著地下水資源保護(hù)的不斷加強(qiáng)，地?zé)崴Y源的 直接利用也將會受到更多的限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，它結(jié)構(gòu)簡單、自動 化程度高、抗外界干擾性強(qiáng)、操控難度系數(shù)低，不用抽取和回灌地?zé)豳Y源，對太陽能和地?zé)?能均進(jìn)行了有效地利用，運(yùn)維綠色環(huán)保成本低、發(fā)電連續(xù)穩(wěn)定效率高，并且可以在節(jié)能減排 等方面做出實(shí)際的貢獻(xiàn)，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和地?zé)?能熱管發(fā)電系統(tǒng)。所述的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由太陽能煙囪、太陽能集熱棚和渦輪發(fā)電 機(jī)組構(gòu)成；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)由地?zé)崮軣峁芎蜏u輪發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成。所述的太陽能煙囪的煙囪壁為絕熱煙囪壁，煙囪壁的內(nèi)表面為光滑內(nèi)壁，煙囪壁 的外表面設(shè)置有斜拉索網(wǎng)；太陽能煙囪的底部設(shè)置有渦輪發(fā)電機(jī)組，渦輪發(fā)電機(jī)組由渦輪 葉片、渦輪軸和發(fā)電裝置構(gòu)成，渦輪軸的一端與渦輪葉片相連接，另一端與發(fā)電裝置相連 接；太陽能煙 的下部為太陽能集熱棚，太陽能集熱棚由棚頂和支撐機(jī)構(gòu)構(gòu)成，棚頂為高分 子透明材料，支撐機(jī)構(gòu)為混凝土梁或鋼構(gòu)支架，支撐機(jī)構(gòu)上設(shè)置有從地面通往棚頂?shù)能壍溃?太陽能煙 底部和太陽能集熱棚中部之間的收縮流道由規(guī)則流線型曲面光滑過渡連接。所述的地?zé)崮軣峁苁怯蔁峁艿恼舭l(fā)段、絕熱段和冷凝段組成的亞葫蘆型的真空密 閉管。亞葫蘆型熱管的下部為蒸發(fā)段，亞葫蘆型熱管的上部為冷凝段，亞葫蘆型熱管的中部 為絕熱段；亞葫蘆型熱管下部的內(nèi)腔為蒸發(fā)腔，蒸發(fā)腔內(nèi)有適量的液態(tài)工質(zhì)；亞葫蘆型熱 管上部的內(nèi)腔為冷凝腔，是地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能的場所；絕熱段的上部為亞葫蘆型熱管的喉 部；由蒸發(fā)腔到喉部的亞葫蘆型熱管的內(nèi)腔為橫截面積逐漸減小的漸縮型管腔，是地?zé)崮?快速高效傳遞的通道；由喉部到冷凝腔的亞葫蘆型熱管的內(nèi)腔為橫截面積逐漸增大的突放 型管腔，是地?zé)崮芸焖俑咝мD(zhuǎn)化的通道。在地?zé)崮軣峁艿慕^熱段的外管壁的外部設(shè)置有真 空絕熱腔。[0012]所述的渦輪發(fā)電系統(tǒng)由渦輪葉片、渦輪軸、磁流體密封裝置和發(fā)電裝置構(gòu)成。在冷 凝腔的突放型管腔內(nèi)安裝有水平設(shè)置的渦輪葉片，渦輪葉片與渦輪軸的一端相連接，渦輪 軸的另一端通過磁流體密封裝置與設(shè)置于冷凝腔上部的發(fā)電裝置相連接，磁流體密封裝置 設(shè)置在冷凝腔上部的管壁上，渦輪發(fā)電系統(tǒng)的渦輪軸的軸心線與喉部管腔的中心線重合， 渦輪發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電裝置設(shè)置在太陽能集熱棚的上部。本實(shí)用新型的目的還可以通過下述的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)設(shè)置至少為三組，且都以渦輪發(fā)電機(jī)組為中心 在太陽能集熱棚下部的周邊均勻?qū)ΨQ布置。本實(shí)用新型的太陽能煙囪的煙囪筒體為規(guī)則圓柱狀筒體，也可以是由底部往頂部 截面逐漸變小的亞圓臺狀筒體；煙囪內(nèi)部的不同高度水平設(shè)置有圓形輻射狀支撐機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的太陽能煙囪底部的渦輪發(fā)電機(jī)組可以是單臺渦輪發(fā)電機(jī)組，也可以 是多臺呈環(huán)形排列布置的小型渦輪發(fā)電機(jī)組。本實(shí)用新型的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的太陽能集熱棚為傾斜漸縮式太陽能集熱 棚，棚頂與水平面成一定角度呈圓形展開且中部高于邊緣，棚底的地面為呈微錐形的與地 平面成一定角度的平滑地面，可以是水泥地面，也可以是光滑保溫材質(zhì)地面；太陽能集熱棚 棚內(nèi)的軸向?qū)ΨQ垂直有效氣流截面為傾斜漸縮型截面，即太陽能集熱棚下呈微錐形的平滑 地面與地平面所成的最小角度大于棚頂與水平面所成的角度。本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁艿恼舭l(fā)段置于地?zé)峋械牡責(zé)崴虻責(zé)嵴羝幸晕?地?zé)崮?；冷凝段置于太陽能集熱棚?nèi)，其放出潛熱的散熱過程也即是對太陽能集熱棚內(nèi)氣 流的加熱過程；絕熱段置于地?zé)峋?。本?shí)用新型的地?zé)崮軣峁艿墓鼙谟蓛?nèi)管壁和外管壁構(gòu)成。在內(nèi)管壁和外管壁之間 的內(nèi)腔設(shè)置有吸液芯；在蒸發(fā)腔腔體的外管壁的內(nèi)表面設(shè)置有吸液芯，外管壁和吸液芯上 設(shè)置有熱管吸熱鰭片；在冷凝腔腔體的外管壁的內(nèi)表面設(shè)置有吸液芯，外管壁和吸液芯上 設(shè)置有熱管散熱鰭片。本實(shí)用新型設(shè)置在蒸發(fā)腔腔體的外管壁內(nèi)的吸液芯和設(shè)置在冷凝腔腔體的外管 壁內(nèi)的吸液芯均為體積、表面積和滲透率均較大以及毛細(xì)孔有效半徑較小的軸向截面呈彎 月型的吸液芯。本實(shí)用新型設(shè)置在地?zé)崮軣峁芙^熱段的內(nèi)管壁和設(shè)置在地?zé)崮軣峁芾淠蜗虏?的突放型管腔的內(nèi)管壁均為一層薄且光滑的緊貼置于吸液芯的內(nèi)管壁。本實(shí)用新型的渦輪發(fā)電系統(tǒng)的渦輪葉片的直徑略小于其所在平面與突放型管腔 相交處內(nèi)管壁的直徑。與現(xiàn)有相關(guān)的技術(shù)相比，本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果主要體現(xiàn)在以下兩個方首先，本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)的地?zé)崮軣峁芸芍苯游?、傳遞并轉(zhuǎn)化 地?zé)崮埽吹責(zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電過程僅有地?zé)崮芰康奈铡鬟f與轉(zhuǎn)化，沒有物質(zhì)的 交換與傳遞，不影響或破壞其所在區(qū)域的地?zé)豳Y源分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況以及生態(tài)環(huán)境等，因 此其發(fā)電過程是清潔、綠色、環(huán)保和高效的。其次，本實(shí)用新型的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)之間為互補(bǔ)發(fā) 電的關(guān)系，即太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的太陽能集熱棚內(nèi)氣流的快速流動可迅速帶走地?zé)崮?br> 6熱管發(fā)電系統(tǒng)冷凝腔的外管壁和熱管散熱鰭片所散發(fā)的潛熱，進(jìn)而提高地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系 統(tǒng)發(fā)電裝置的發(fā)電效率；同時(shí)，地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)冷凝腔的外管壁和熱管散熱鰭片所散 發(fā)的潛熱又可加熱太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)太陽能集熱棚內(nèi)的氣流，有利于提高太陽能煙囪 底部和太陽能煙 頂部氣流的溫差、壓力和流速，進(jìn)而提高太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)渦輪發(fā) 電機(jī)組的發(fā)電效率。這兩種發(fā)電系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，可有效克服其各自單獨(dú)發(fā)電時(shí)所存在的 不足，擺脫對太陽熱能、氣候狀況以及地理環(huán)境等自然條件的制約和依賴性，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定 的發(fā)電。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示一種太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能熱氣流發(fā)電 系統(tǒng)和地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)。所述的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由太陽能煙囪1、太陽能集熱棚 3和渦輪發(fā)電機(jī)組2構(gòu)成；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)由地?zé)崮軣峁芎蜏u輪發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成。 地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)設(shè)置為至少三組，且都以渦輪發(fā)電機(jī)組為中心在太陽能集熱棚3下部 的周邊均勻?qū)ΨQ布置，以保證地?zé)崮軣峁艿睦淠文苡行岬耐瑫r(shí)太陽能集熱棚3內(nèi)的 熱氣流流速又是最大的。所述的太陽能煙囪1的煙囪壁為絕熱煙囪壁，煙囪壁的內(nèi)表面為光滑內(nèi)壁，通過 優(yōu)化太陽能煙囪1的內(nèi)表面積與容積的比值，以使太陽能煙囪1內(nèi)壁的摩擦阻力最?。粺焽?壁的外表面設(shè)置有斜拉索網(wǎng)19，以保證煙囪的穩(wěn)定性；太陽能煙囪1的底部設(shè)置有渦輪發(fā) 電機(jī)組，渦輪發(fā)電機(jī)組由渦輪葉片2-1、渦輪軸12-1和發(fā)電裝置13-1構(gòu)成。渦輪軸12-1的 一端與渦輪葉片2-1相連接，另一端與發(fā)電裝置13-1相連接；太陽能煙囪1的下部為太陽 能集熱棚3，太陽能集熱棚3由棚頂和支撐機(jī)構(gòu)構(gòu)成。棚頂為高分子透明材料，支撐機(jī)構(gòu)為 混凝土梁或鋼構(gòu)支架，支撐機(jī)構(gòu)上設(shè)置有從地面通往棚頂?shù)能壍溃谂镯敺e滿灰塵或雜物 時(shí)，清潔裝置可以通過軌道由地面運(yùn)動至棚頂，清潔棚頂以保證太陽光的穿透率和太陽能 集熱棚3對太陽能的吸收率。所述的太陽能煙囪1的煙囪筒體為規(guī)則圓柱狀筒體，也可以是由底部往頂部截面 逐漸變小的亞圓臺狀筒體；煙囪內(nèi)部的不同高度水平設(shè)置有圓形輻射狀支撐機(jī)構(gòu)20，以增 加強(qiáng)度防止煙囪扭曲變形。太陽能煙囪1底部的渦輪發(fā)電機(jī)組可以是單臺渦輪發(fā)電機(jī)組， 也可以是多臺呈環(huán)形排列布置的小型渦輪發(fā)電機(jī)組。太陽能煙囪1底部和太陽能集熱棚3 中部之間的收縮流道由規(guī)則流線型曲面光滑過渡連接，以減小熱氣流的流動阻力。所述的太陽能集熱棚3為傾斜漸縮式太陽能集熱棚，棚頂與水平面成一定角度呈 圓形展開且中部高于邊緣。太陽能集熱棚3下的地面為呈微錐形的與地平面成一定角度的 平滑地面，可以是水泥地面，也可以是光滑保溫材質(zhì)地面。太陽能集熱棚3棚內(nèi)的軸向?qū)ΨQ 垂直有效氣流截面為傾斜漸縮型截面，即太陽能集熱棚3下呈微錐形的平滑地面與地平面 所成的最小角度大于棚頂與水平面所成的角度，以提高熱氣流在棚內(nèi)的流動速度。所述的地?zé)崮軣峁苁怯蔁峁艿恼舭l(fā)段、絕熱段和冷凝段組成的亞葫蘆型的真空密閉管。亞葫蘆型熱管的下部為蒸發(fā)段，蒸發(fā)段置于地?zé)峋械牡責(zé)崴虻責(zé)嵴羝幸晕?地?zé)崮?；亞葫蘆型熱管的上部為冷凝段，冷凝段置于太陽能集熱棚1內(nèi)，其放出潛熱的散熱 過程也即是對太陽能集熱棚1內(nèi)氣流的加熱過程；亞葫蘆型熱管的中部為絕熱段，絕熱段 置于地?zé)峋?。亞葫蘆型熱管下部的內(nèi)腔為蒸發(fā)腔10，蒸發(fā)腔10內(nèi)有適量的液態(tài)工質(zhì)14 ； 亞葫蘆型熱管上部的內(nèi)腔為冷凝腔5，是地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能的場所；絕熱段的上部為亞葫 蘆型熱管的喉部7 ；由蒸發(fā)腔10到喉部7的亞葫蘆型熱管的內(nèi)腔為橫截面積逐漸減小的漸 縮型管腔15，是地?zé)崮芸焖俑咝鬟f的通道；由喉部7到冷凝腔5的亞葫蘆型熱管的內(nèi)腔 為橫截面積逐漸增大的突放型管腔，是地?zé)崮芸焖俑咝мD(zhuǎn)化的通道。地?zé)崮軣峁艿墓鼙谟?內(nèi)管壁16和外管壁9構(gòu)成，在內(nèi)管壁16和外管壁9之間的內(nèi)腔設(shè)置有吸液芯4-3 ；在蒸發(fā) 腔10腔體的外管壁9的內(nèi)表面設(shè)置有吸液芯4-2，外管壁9和吸液芯4-2上設(shè)置有熱管吸 熱鰭片11 ；在冷凝腔5腔體的外管壁9的內(nèi)表面設(shè)置有吸液芯4-1，外管壁9和吸液芯4-1 上設(shè)置有熱管散熱鰭片6，因而提高了地?zé)崮軣峁苷舭l(fā)段對地?zé)崮軣崃康奈章屎屠淠?對冷凝腔5內(nèi)放出潛熱蒸汽的散熱率。設(shè)置在蒸發(fā)腔10腔體的外管壁9內(nèi)的吸液芯4-2 和設(shè)置在冷凝腔5腔體的外管壁9內(nèi)的吸液芯4-1均為體積、表面積和滲透率均較大以及 毛細(xì)孔有效半徑較小的軸向截面呈彎月型的吸液芯，這樣，就有效地提高了地?zé)崮軣峁艿?毛細(xì)極限，同時(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的冷凝段吸液芯4-1也增大了冷凝腔5對蒸汽和液態(tài)工質(zhì)14的散 熱率。在絕熱段的外管壁9的外部設(shè)置有真空絕熱腔8，這樣就有效地降低了蒸汽在傳輸過 程中的能量損失，提高了傳遞效率。設(shè)置在地?zé)崮軣峁芙^熱段的內(nèi)管壁16和設(shè)置在地?zé)崮?熱管冷凝段下部的突放型管腔的內(nèi)管壁16均為一層薄且光滑的緊貼置于吸液芯4-3的內(nèi) 管壁，這樣就有效地提高了系統(tǒng)的攜帶極限，在蒸汽的速率足夠高的情況下，仍可以有效地 保證系統(tǒng)工作于攜帶極限以內(nèi)，使冷凝回流的液態(tài)工質(zhì)14不會被蒸汽從吸液芯4-3表面上 扯下來并攜帶走。所述的渦輪發(fā)電系統(tǒng)由渦輪葉片2-2、渦輪軸12-2、磁流體密封裝置17和發(fā)電裝 置13-2構(gòu)成。在冷凝腔5的突放型管腔內(nèi)安裝有水平設(shè)置的渦輪葉片2-2，渦輪葉片2-2 的直徑略小于其所在平面與突放型管腔相交處內(nèi)管壁16的直徑，渦輪葉片2-2與渦輪軸 12-2的一端相連接，渦輪軸12-2的另一端通過磁流體密封裝置17與設(shè)置于冷凝腔5上部 的發(fā)電裝置13-2相連接。磁流體密封裝置17設(shè)置在冷凝腔5上部的管壁上，磁流體密封 裝置具有保持不變的零泄漏特性、不存在污染和停車失效問題，還可以使穿過它的渦輪軸 處于“懸浮”的狀態(tài)，從而大大減小渦輪軸在轉(zhuǎn)動過程中存在的摩擦，以保證其傳動效率并 長期可靠的工作。渦輪軸12-2的軸心線與喉部7管腔的中心線重合。渦輪發(fā)電系統(tǒng)的發(fā) 電裝置13-2設(shè)置在太陽能集熱棚3的上部。本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電過程僅有地?zé)崮芰康奈铡鬟f與轉(zhuǎn) 化，沒有物質(zhì)的交換與傳遞，不影響或破壞其所在區(qū)域的地?zé)豳Y源分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況以及 生態(tài)環(huán)境等，因此其發(fā)電過程是清潔、綠色、環(huán)保和高效的。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、抗外界干擾性強(qiáng)、操控難度系數(shù)低，不用抽 取和回灌地?zé)豳Y源，對太陽能和地?zé)崮芫M(jìn)行了有效地利用，運(yùn)維綠色環(huán)保成本低、發(fā)電連 續(xù)穩(wěn)定效率高，并且可以在節(jié)能減排等方面做出實(shí)際的貢獻(xiàn)，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展 和低碳經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展。
權(quán)利要求1.一種太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和地?zé)崮?熱管發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由太陽能煙囪(1)、太陽能集熱 棚(3)和渦輪發(fā)電機(jī)組構(gòu)成，所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)由地?zé)崮軣峁芎蜏u輪發(fā)電系統(tǒng)構(gòu) 成；所述的太陽能煙囪(1)的煙囪壁為絕熱煙囪壁，煙囪壁的內(nèi)表面為光滑內(nèi)壁，煙囪壁的 外表面設(shè)置有斜拉索網(wǎng)(19)；太陽能煙囪(1)的底部設(shè)置有渦輪發(fā)電機(jī)組，渦輪發(fā)電機(jī)組 由渦輪葉片0-1)、渦輪軸(12-1)和發(fā)電裝置(13-1)構(gòu)成，渦輪軸(12-1)的一端與渦輪葉 片相連接，另一端與發(fā)電裝置(13-1)相連接；太陽能煙囪(1)的下部為太陽能集熱 棚(3)，太陽能集熱棚(3)由棚頂和支撐機(jī)構(gòu)構(gòu)成，棚頂為高分子透明材料，支撐機(jī)構(gòu)為混 凝土梁或鋼構(gòu)支架，支撐機(jī)構(gòu)上設(shè)置有從地面通往棚頂?shù)能壍?，太陽能煙@ (1)底部和太 陽能集熱棚(3)中部之間的收縮流道由規(guī)則流線型曲面光滑過渡連接；所述的地?zé)崮軣峁?是由熱管的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段組成的葫蘆型的真空密閉管，葫蘆型熱管的下部為蒸 發(fā)段，葫蘆型熱管的上部為冷凝段，葫蘆型熱管的中部為絕熱段；葫蘆型熱管下部的內(nèi)腔為 蒸發(fā)腔(10)，蒸發(fā)腔(10)內(nèi)填充有液態(tài)工質(zhì)(14)；葫蘆型熱管上部的內(nèi)腔為冷凝腔(5)， 是地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能的場所；絕熱段的上部為葫蘆型熱管的喉部(7)；由蒸發(fā)腔(10)到喉 部(7)的葫蘆型熱管的內(nèi)腔為橫截面積逐漸減小的漸縮型管腔(1 ；由喉部(7)到冷凝 腔(5)的葫蘆型熱管的內(nèi)腔為橫截面積逐漸增大的突放型管腔；在地?zé)崮軣峁艿慕^熱段的 外管壁(9)的外部設(shè)置有真空絕熱腔(8)；所述的渦輪發(fā)電系統(tǒng)由渦輪葉片0-2)、渦輪軸 (12-2)、磁流體密封裝置(17)和發(fā)電裝置(13- 構(gòu)成，在冷凝腔(5)的突放型管腔內(nèi)安 裝有水平設(shè)置的渦輪葉片0-2)，渦輪葉片(2-2)與渦輪軸(12-2)的一端相連接，渦輪軸 (12-2)的另一端通過磁流體密封裝置(17)與設(shè)置于冷凝腔( 上部的發(fā)電裝置(13-2) 相連接，磁流體密封裝置(17)設(shè)置在冷凝腔( 上部的管壁上，渦輪發(fā)電系統(tǒng)的渦輪軸 (12-2)的軸心線與喉部(7)管腔的中心線重合，渦輪發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電裝置(13-2)設(shè)置在太 陽能集熱棚(3)的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于地?zé)?能熱管發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置至少為三組，且都以渦輪發(fā)電機(jī)組為中心在太陽能集熱棚C3)下部的 周邊均勻?qū)ΨQ布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于太陽 能煙囪(1)的煙囪筒體為規(guī)則圓柱狀筒體，也可以是由底部往頂部截面逐漸變小的圓臺 狀筒體；煙囪內(nèi)部的不同高度水平設(shè)置有圓形輻射狀支撐機(jī)構(gòu)00)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于太陽 能煙囪(1)底部的渦輪發(fā)電機(jī)組可以是單臺渦輪發(fā)電機(jī)組，也可以是多臺呈環(huán)形排列布置 的小型渦輪發(fā)電機(jī)組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于太陽 能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的太陽能集熱棚C3)為傾斜太陽能集熱棚，棚頂與水平面成一定角度呈 圓形展開且中部高于邊緣，棚底的地面為呈微錐形的與地平面成一定角度的平滑地面，可 以是水泥地面，也可以是光滑保溫材質(zhì)地面；太陽能集熱棚C3)棚內(nèi)的軸向?qū)ΨQ垂直有效 氣流截面為傾斜漸縮型截面，即太陽能集熱棚C3)下呈微錐形的平滑地面與地平面所成的 最小角度大于棚頂與水平面所成的角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于地?zé)崮軣峁艿恼舭l(fā)段置于地?zé)峋械牡責(zé)崴虻責(zé)嵴羝幸晕盏責(zé)崮?；冷凝段置于太陽能?熱棚(1)內(nèi)；絕熱段置于地?zé)峋小?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于地?zé)?能熱管的管壁由內(nèi)管壁(16)和外管壁(9)構(gòu)成，在內(nèi)管壁(16)和外管壁(9)之間的內(nèi)腔 設(shè)置有吸液芯G-3)；在蒸發(fā)腔(10)腔體的外管壁(9)的內(nèi)表面設(shè)置有吸液芯G-2)，外管 壁(9)和吸液芯(4-2)上設(shè)置有熱管吸熱鰭片(11)；在冷凝腔(5)腔體的外管壁(9)的內(nèi) 表面設(shè)置有吸液芯G-1)，外管壁(9)和吸液芯上設(shè)置有熱管散熱鰭片(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置 在蒸發(fā)腔(10)腔體的外管壁(9)內(nèi)的吸液芯(4- 和設(shè)置在冷凝腔( 腔體的外管壁(9) 內(nèi)的吸液芯G-1)均為體積、表面積和滲透率均較大以及毛細(xì)孔有效半徑較小的軸向截面 呈彎月型的吸液芯。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置 在地?zé)崮軣峁芙^熱段的內(nèi)管壁(16)和設(shè)置在地?zé)崮軣峁芾淠蜗虏康耐环判凸芮坏膬?nèi)管 壁(16)均為一層薄且光滑的緊貼置于吸液芯G-3)的內(nèi)管壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于渦輪 發(fā)電系統(tǒng)的渦輪葉片0-2)的直徑小于其所在平面與突放型管腔相交處內(nèi)管壁(16)的直 徑。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能和地?zé)崮芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)。太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由太陽能煙囪、太陽能集熱棚和渦輪發(fā)電機(jī)組構(gòu)成，地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)由地?zé)崮軣峁芎蜏u輪發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成。太陽能煙囪的底部設(shè)置有渦輪發(fā)電機(jī)組，太陽能煙囪的下部為太陽能集熱棚，太陽能集熱棚的下部設(shè)置有地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)。渦輪發(fā)電系統(tǒng)由渦輪葉片、渦輪軸、磁流體密封裝置和發(fā)電裝置構(gòu)成。它不用抽取和回灌地?zé)豳Y源，對太陽能和地?zé)崮芫M(jìn)行了有效地利用，運(yùn)維綠色環(huán)保成本低、發(fā)電連續(xù)穩(wěn)定效率高，并且可以在節(jié)能減排等方面做出實(shí)際的貢獻(xiàn)，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展。
文檔編號F24J2/00GK201865868SQ20102052976
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者胡芳, 舒明, 舒海 申請人:舒明