專利名稱：一種利用太陽能和地?zé)岚l(fā)電的裝置及該裝置的使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽能作為熱源，地下水作為冷源的發(fā)電裝置及其該裝置的 使用方法。
背景技術(shù)：
太陽能和地下水作為無污染，成本低的能源越來越受到人們的重視。但是目前對(duì) 太陽能和地下水的利用僅限于用于制取熱水和調(diào)節(jié)空氣，很少有將兩者結(jié)合起來使用，尤 其是用于發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種將太陽能 和地?zé)醿烧哂袡C(jī)的結(jié)合起來，可以在高效發(fā)電的同時(shí)也起到節(jié)能環(huán)保的作用的發(fā)電裝置。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供上述裝置的使用方法。作為本發(fā)明第一方面的利用太陽能和地?zé)岚l(fā)電的裝置，包括聚焦型太陽能集熱 器、蓄熱器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、地下水井，所述的聚焦型太陽能集熱器、汽輪機(jī)、冷凝 器通過工作流體泵、第三閥門形成閉合循環(huán)回路；冷凝器的冷凝用水進(jìn)、出口通過抽水管和 排水管接入地下水井，在抽水管上設(shè)置有冷水泵；所述的蓄熱器通過第一閥門和第二閥門 與所述的聚焦型太陽能集熱器并聯(lián)；發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與汽輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸聯(lián)接。作為本發(fā)明第二方面的利用太陽能和地?zé)岚l(fā)電的裝置使用方法，包括以下步驟1.白天，關(guān)閉第一閥門和第二閥門，打開第三閥門；約20-30°C液態(tài)工質(zhì)由工作流 體泵加壓送入聚焦型太陽能集熱器中；通過太陽能的加熱使工質(zhì)提升到70-80°C，成為過 熱蒸汽；2.從聚焦型太陽能集熱器流出的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)渦輪做功輸出功率， 該功率可由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電力輸出或直接輸出；經(jīng)過汽輪機(jī)后工質(zhì)仍舊為過熱氣體，壓力 降低，溫度也同時(shí)降低；3.由汽輪機(jī)排出的氣態(tài)工質(zhì)，進(jìn)入冷凝器中，由冷水泵抽進(jìn)來的地下水冷卻；換 熱后的地下水再回流到地下水井中；4.從冷凝器流出的工質(zhì)由工作流體泵加壓送入聚焦型太陽能集熱器中，從而完成 循環(huán)過程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電力輸出；5.晚間時(shí)，關(guān)閉第三閥門，打開第一閥門和第二閥門，利用蓄熱器里儲(chǔ)存的熱量來 加熱工質(zhì)，經(jīng)加熱后的工質(zhì)氣體進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)渦輪做功。由汽輪機(jī)排出的氣態(tài)工質(zhì)，進(jìn) 入冷凝器中，由冷水泵抽進(jìn)來的地下水冷卻；換熱后的地下水再回流到地下水井中，完成一 個(gè)循環(huán)。本發(fā)明整個(gè)循環(huán)過程所需要的電力可以完全由系統(tǒng)自身提供，并有額外電力輸 出，從而可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的發(fā)電。本發(fā)明采用聚焦型太陽能集熱器吸收太陽能，將工作流體的溫度提高到70-80°C左右，過熱蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，從而提高系統(tǒng)循環(huán)效率。系統(tǒng)還將在太陽能集熱器的基礎(chǔ) 上增加蓄熱器。該蓄熱器采用熱管強(qiáng)化傳熱，并用高效蓄熱材料儲(chǔ)熱。白天通過利用太陽 能集熱器對(duì)熱機(jī)工質(zhì)進(jìn)行加熱并通過相變材料進(jìn)行蓄熱。當(dāng)晚間無熱源可以利用時(shí)，蓄熱 器將熱量放出，傳遞給管外通過的溫度較低的工作流體。這樣可以在晚間也進(jìn)行同樣高效 的發(fā)電狀態(tài)。


圖1為本發(fā)明裝置的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明的利用太陽能和地?zé)岚l(fā)電的裝置，包括聚焦型太陽能集熱器1、 蓄熱器7、汽輪機(jī)2、發(fā)電機(jī)8、冷凝器3、地下水井6，聚焦型太陽能集熱器1、汽輪機(jī)2、冷凝 器3通過工作流體泵5、第三閥門V3及管路9形成閉合循環(huán)回路；冷凝器3的冷凝用水進(jìn)、 出口 31、32通過抽水管61和排水管62接入地下水井6，在抽水管61上設(shè)置有冷水泵4 ；蓄 熱器7通過第一閥門Vl和第二閥門V2與聚焦型太陽能集熱器1并聯(lián)；發(fā)電機(jī)8的動(dòng)力輸 入軸與汽輪機(jī)2的動(dòng)力輸出軸聯(lián)接。在白天時(shí)，關(guān)閉第一閥門Vl和第二閥門V2，打開第三閥門V3，聚焦型太陽能集熱 器1吸收太陽能對(duì)工作流體進(jìn)行加熱，蓄熱器7被太陽能輻射來吸收并儲(chǔ)存熱量，被加熱到 70-80°C左右后過熱蒸汽通過管路9送入汽輪機(jī)2內(nèi)推動(dòng)汽輪機(jī)2做功。輸出功率，該功率 可由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電力輸出或直接輸出。做功后的工質(zhì)進(jìn)入冷凝器3，被19_20°C左右的地下水冷卻并最終凝結(jié)。凝結(jié)后的 液體工質(zhì)又被工作流體泵5抽入聚焦型太陽能集熱器1，繼續(xù)循環(huán)。冷水由冷水泵6和抽水 管61抽進(jìn)冷凝器3，將做功之后的工質(zhì)蒸汽冷凝，自身溫度上升后的冷水又通過排水管62 排入地下水井6。等到了晚間，關(guān)閉第三閥門V3，打開第一閥門Vl和第二閥門V2，利用蓄熱 器7里儲(chǔ)存的熱量來加熱工作流體，被加熱到70-80°C左右后過熱蒸汽通過管路9送入汽輪 機(jī)2內(nèi)推動(dòng)汽輪機(jī)2做功。輸出功率，該功率可由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電力輸出或直接輸出，從而 使系統(tǒng)在晚間也能繼續(xù)發(fā)電。通過上述發(fā)電裝置的循環(huán)作業(yè)過程，不斷將熱能轉(zhuǎn)化為電能， 達(dá)到高效利用太陽能的目的。本發(fā)明專利通過對(duì)太陽能和地下水的循環(huán)利用，不但有效提高了發(fā)電效率，還充 分利用了豐富的自然資源。所采用的潔凈能源對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，具有廣闊潛在的應(yīng)用 前景。
權(quán)利要求
1.一種利用太陽能和地?zé)岚l(fā)電的裝置，包括聚焦型太陽能集熱器、蓄熱器、汽輪機(jī)、發(fā) 電機(jī)、冷凝器、地下水井，所述的聚焦型太陽能集熱器、汽輪機(jī)、冷凝器通過工作流體泵、第 三閥門形成閉合循環(huán)回路；冷凝器的冷凝用水進(jìn)、出口通過抽水管和排水管接入地下水井， 在抽水管上設(shè)置有冷水泵；所述的蓄熱器通過第一閥門和第二閥門與所述的聚焦型太陽能 集熱器并聯(lián)；發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與汽輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟(1).白天，關(guān)閉第一閥門和第二閥門，打開第三閥門；約20-30°C液態(tài)工質(zhì)由工作流體 泵加壓送入聚焦型太陽能集熱器中；通過太陽能的加熱使工質(zhì)提升到70-80°C，成為過熱 蒸汽；(2).從聚焦型太陽能集熱器流出的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)渦輪做功輸出功率，該 功率可由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電力輸出或直接輸出；經(jīng)過汽輪機(jī)后工質(zhì)仍舊為過熱氣體，壓力降 低，溫度也同時(shí)降低；(3).由汽輪機(jī)排出的氣態(tài)工質(zhì)，進(jìn)入冷凝器中，由冷水泵抽進(jìn)來的地下水冷卻；換熱 后的地下水再回流到地下水井中；(4).從冷凝器流出的工質(zhì)由工作流體泵加壓送入聚焦型太陽能集熱器中，從而完成循 環(huán)過程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電力輸出；(5).晚間時(shí)，關(guān)閉第三閥門，打開第一閥門和第二閥門，利用蓄熱器里儲(chǔ)存的熱量來加 熱工質(zhì)，經(jīng)加熱后的工質(zhì)氣體進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)渦輪做功。由汽輪機(jī)排出的氣態(tài)工質(zhì)，進(jìn)入 冷凝器中，由冷水泵抽進(jìn)來的地下水冷卻；換熱后的地下水再回流到地下水井中，完成一個(gè) 循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種利用太陽能和地?zé)岚l(fā)電的裝置及其該裝置的使用方法，其裝置包括聚焦型太陽能集熱器、蓄熱器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、地下水井，聚焦型太陽能集熱器、汽輪機(jī)、冷凝器通過工作流體泵、第三閥門形成閉合循環(huán)回路；冷凝器的冷凝用水進(jìn)、出口通過抽水管和排水管接入地下水井，在抽水管上設(shè)置有冷水泵；蓄熱器通過第一閥門和第二閥門與聚焦型太陽能集熱器并聯(lián)；發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與汽輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸聯(lián)接。本發(fā)明運(yùn)用了聚焦型太陽能集熱器和蓄熱器，利用太陽能對(duì)工作流體進(jìn)行加熱，提高工質(zhì)溫度，從而提高發(fā)電效率。蓄熱器在白天儲(chǔ)存太陽能，當(dāng)晚間無太陽光時(shí)，釋放熱量來繼續(xù)加熱工質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)全天候的發(fā)電，提高系統(tǒng)的利用效率。
文檔編號(hào)F01D11/02GK102080635SQ201010120318
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者于樹軒, 于美, 施敏敏, 林原培, 章學(xué)來 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)