專利名稱：太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱電聯(lián)產(chǎn)領域，具體的說是一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。
背景技術：
中國是世界上能源蘊藏和能源生產(chǎn)大國，中國的一次能源生產(chǎn)居世界前列，但人 均能源的占有量僅為世界人均值的36%左右。同時中國的能源利用率較低，目前僅為32% 左右，與發(fā)達國家的能源利用率40% -50%相比，存在著較大的差距。合理利用能源，提高 能源的利用率已成為世界各國普遍關注的的問題，因此熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展起來。目前熱電聯(lián)產(chǎn) 系統(tǒng)包括蒸汽輪機，燃汽發(fā)動機或柴油發(fā)動機來生產(chǎn)電能和供熱，而大量采用了一次能源 作為燃料，給我們的環(huán)境帶來了不利的影響。目前在新能源太陽能利用方面，主要為光伏發(fā) 電系統(tǒng)和太陽能熱水器等利用方面，使得太陽能發(fā)電率低，成本過高，高位的太陽能熱得不 到充分的利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有一次能源給環(huán)境帶來不利的影響，而新能源太陽能發(fā)電 裝置成本較高，發(fā)電效率低的問題提供一種高效的太陽能熱發(fā)電供熱裝置，即一種太陽能 熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。該裝置采用新的熱發(fā)電循環(huán)方式、高效的傳熱方式和低成本膨脹機，可以使 太陽能發(fā)電裝置成本下降，發(fā)電效率提高，發(fā)電的同時提供熱量，使得能源利用率提高。本發(fā)明太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置包括聚光型太陽能吸熱器1，中溫熱管加熱器2，常 溫熱管熱水加熱器3，多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4，貫穿滑片高壓給水泵5，永磁發(fā)電機6和 抽汽疏水換熱器7七大部分組成。其中聚光型太陽能吸熱器1通過高強螺栓與多級貫穿滑 片膨脹發(fā)動機4外伸的軸及發(fā)動機高壓膨脹端外殼相連。中溫熱管加熱器2通過內徑圓管 套裝于多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4高中壓端外殼上。常溫熱管熱水加熱器3通過內徑圓管 套裝于多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4低壓端外殼上。貫穿滑片高壓給水泵5通過軸與多級貫 穿滑片膨脹發(fā)動機4的軸端相連，永磁發(fā)電機6轉子軸與貫穿滑片高壓給水泵5相連，永磁 發(fā)電機轉子罩6. 5與貫穿滑片高壓給水泵5殼體相連，永磁發(fā)電機轉子罩6. 5是一個密封 的罩筒，使得密閉在發(fā)動機內部的工質零泄露。所述聚光型太陽能吸熱器1由高溫熱管1. 1，內部焊接板束1. 2，密封套圈1. 3，外 部殼體1. 4，中間絕熱套1. 5，保溫采光腔1. 6，兩端保溫端板1. 7，進汽管1. 8八部分組成，所述中溫熱管加熱器2由內管殼2. 1，外管殼2. 2，中溫熱管2. 3，中隔板2. 4，端板 2. 5組成。所述常溫熱管熱水加熱器3由內管殼，外管殼，常溫熱管，中隔板，端板組成。所述多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4由外端板4. 1，一級高壓、二級中壓、三級低壓膨 脹氣缸殼體4. 2，貫穿轉子軸4. 3，中間隔板4. 4，貫穿滑片4. 5，陶瓷滾珠軸承4. 6，貫穿滑片 滑動陶瓷軸承4. 7組成。其中中間隔板4. 4被做成二半，以便安裝。所述貫穿滑片高壓給水泵5其結構與貫穿滑片膨脹機結構相同，由外端板，高壓水泵殼體，貫穿轉子，貫穿滑片，滾珠軸承，貫穿滑片滑動軸承組成。所述永磁發(fā)電機6由發(fā)電機轉子6. 1，稀土永磁釹鐵綳磁極6. 2，定子線圈6. 3及 發(fā)電機外殼6. 4和發(fā)電機轉子罩殼6. 5組成，通過發(fā)動機旋轉軸帶動封閉在發(fā)電機轉子罩 殼6. 5內的裝永磁鐵磁極轉子，發(fā)電機轉子磁極切割磁力線發(fā)電。所述抽汽疏水換熱器7為水_水套管式換熱器，由盤形縱向翅片套管式換熱器 7. 1，換熱器殼體7. 2，及殼體內保溫材料7. 3組成。其中聚光型太陽能吸熱器1通過高強螺栓與多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的一級高 壓膨脹端外殼連接.使得聚光型太陽能吸熱器1環(huán)形內孔與多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的 外伸軸相連。中溫熱管加熱器2與多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4 一級高壓、二級中壓膨脹氣 缸外殼固定。常溫熱管熱水加熱器3套在多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的三級低壓膨脹氣缸 外殼外。貫穿滑片高壓水泵5輸出軸與永磁發(fā)電機轉子6. 1相連接，永磁發(fā)電機通過發(fā)電 機轉子罩殼6. 5與發(fā)電機定子線圈6. 3及外界隔開，同時輸出軸與高壓水泵殼體之間保持 良好水封，使得高壓水泵水很少通過水封滲入發(fā)電機轉子內。發(fā)電機轉子罩殼6. 5把發(fā)電 機轉子封裝，外部空氣不能進入工質中，同時使太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置工質零泄露。本發(fā)明太 陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置是這樣實現(xiàn)的。太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置由聚光型太陽能吸熱器1，中溫熱管加熱器2，常溫熱管熱水 加熱器3，多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4，貫穿滑片高壓給水泵5和永磁發(fā)電機6及抽汽疏水 加熱器7七大部分組成。其中聚光型太陽能吸熱器1是由高溫熱管1. 1，內部焊接板束1. 2，密封套圈1. 3， 外部殼體1. 4，中間絕熱套1. 5，保溫采光腔1. 6，兩端保溫端板1. 7，進汽管1. 8八部分組 成，太陽能通過聚光鏡面投射至聚光型太陽能吸熱器1的保溫采光腔1. 6內，保溫采光腔內 裝有高溫熱管1. 1的加熱段，太陽能高溫熱能通過熱管加熱端傳給熱管冷凝端。把熱量傳 給冷凝段串接的內部焊接板束1. 2，聚光型太陽能吸熱器1的中心位置進汽管接口 1. 8的汽 體與內部焊接板束1. 2相遇，汽體被瞬間加熱，使通過中溫熱管加熱器2加熱后中溫高壓飽 和汽體由進汽管F通入聚光式太陽能吸熱器1內進行定容升溫升壓。通過聚光型太陽能吸熱器1的高溫高壓汽體通過多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的一 級高壓膨脹氣缸進汽口，汽體在氣缸內定溫膨脹推動多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的高壓級 轉子滑片，使得轉子滑片向著體積膨大的方向轉動。貫穿滑片兩端與氣缸壁接觸，轉子轉動 時帶動滑片運動，其兩端始終沿汽缸內壁滑動，定溫膨脹的高溫高壓汽體一級膨脹后變成 高溫中壓的汽體通過排汽孔與二級汽缸進汽孔相連，一級高壓膨脹汽缸與二級中壓膨脹汽 缸之間用中間隔板4. 4隔開，進入二級中壓膨脹汽缸4. 2的高溫中壓汽體通過絕熱膨脹后 由二級中壓膨脹汽缸排汽孔進入三級低壓膨脹汽缸進氣孔，在三級低壓氣缸內進行絕熱膨 脹做功，二級中壓汽缸與三級低壓膨脹汽缸之間用中間隔板隔開，做功后的低壓低溫汽體 由三級低壓汽缸排汽孔排入常溫熱管熱水加熱器3內進行換熱冷凝，低壓汽體的汽化潛熱 被常溫熱管熱水加熱器3冷凝段的冷水吸收變成熱水向外界供熱，冷凝后水由貫穿滑片高 壓給水泵5進水管C吸入水泵殼體內，通過與多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4軸聯(lián)接的貫穿滑 片轉子轉動使冷凝水壓縮變成高壓給水，高壓給水由高壓給水管D輸送至抽汽疏水換熱器 7被疏水加熱，加熱后的高壓給水通過中溫熱管加熱器2冷凝段，高壓給水被中溫熱管加熱 器2的抽汽加熱至中溫高壓飽和蒸汽，中溫熱管加熱器2加熱抽汽來自二級中壓膨脹汽缸的排汽至排汽孔內的中溫低壓的汽體，中溫低壓抽汽通過中溫熱管加熱器2加熱高壓給水 冷凝成中溫低壓的疏水由管道G壓入抽汽疏水換熱器7內，與高壓給水換熱進一步冷凝后 排向常溫熱管熱水加熱器3內。在中溫熱管加熱器2的高壓給水被抽汽加熱變成飽和的蒸 汽通過管道F引至聚光型太陽能吸熱器1內，被聚光型太陽能吸熱器內高溫熱管定容加熱 至高溫高壓，通過聚光型太陽能吸熱器1內旋轉的軸實現(xiàn)定容加熱，定溫膨脹推動多級貫 穿滑片膨脹發(fā)動機轉子轉動做功.帶動貫穿滑片高壓給水泵給水循環(huán)和永磁發(fā)電機發(fā)電。


下面結合圖形對本發(fā)明太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置做詳細描述。圖1為太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置結構示意圖。圖2為聚光型太陽能吸熱器1結構示意圖。圖3為多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4結構示意圖。圖4為中溫熱管加熱器2結構示意圖。圖5為永磁發(fā)電機6結構示意圖。圖6為抽汽疏水換熱器7結構示意圖。根據(jù)圖1所示太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置包括聚光型太陽能吸熱器1，中溫熱管加熱器 2，常溫熱管熱水加熱器3，多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4，貫穿滑片高壓給水泵5，永磁發(fā)電機 6和抽汽疏水換熱器7七大部分組成。其中聚光型太陽能吸熱器1通過高強螺栓與多級貫 穿滑片膨脹發(fā)動機4的一級高壓膨脹端外殼連接.使聚光型太陽能吸熱器1環(huán)形內孔與多 級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的外伸軸微間隙配合。聚光型太陽能吸熱器1加熱加壓的水蒸汽 通過多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4三級膨脹氣缸等溫、絕熱膨脹后排入常溫熱管熱水加熱器 3內，在常溫熱管熱水加熱器內的低壓低溫蒸汽A管進入熱管冷凝段的界外來冷水冷凝，冷 水吸收低壓低溫蒸汽潛熱被加熱，由B管送入外界以供熱。常溫熱管熱水加熱器內的低壓 低溫蒸汽放熱冷凝后的水由C管吸入貫穿滑片高壓給水泵5內加壓后由D管輸入抽汽疏水 換熱器7內，經(jīng)加熱后送入中溫熱管加熱器2內加熱變成高壓中溫飽和蒸汽，由F管送入聚 光型太陽能吸熱器1內進行定容加熱，等溫和絕熱膨脹作功。中溫熱管加熱器2熱管加熱 段由E管抽取多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4 二級中壓膨脹氣缸排氣口中溫低壓的汽體來加熱 高壓給水，冷凝后疏水由G管輸入抽汽疏水換熱器7內，疏水進一步冷凝后排入常溫熱管熱 水加熱器3內與低溫低壓冷凝水一起混合并由貫穿滑片高壓給水泵絕熱升壓輸送來完成 循環(huán)。常溫熱管熱水加熱器3套在多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的三級低壓膨脹級外。三級 低壓膨脹級輸出軸與貫穿滑片高壓給水泵5相連接，貫穿滑片高壓給水泵5輸出軸與永磁 發(fā)電機轉子6. 1相連接，永磁發(fā)電機通過發(fā)電機轉子罩殼6. 5與發(fā)電機定子線圈及外界隔 開。同時輸出軸與高壓給水泵5之間保持良好水封，使得水泵殼體內高壓水很少滲入低壓 汽缸體和發(fā)電機轉子內。發(fā)電機轉子罩殼6. 5把發(fā)電機轉子封裝，使太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置 工質零泄露。根據(jù)圖2所示聚光型太陽能吸熱器1 由高溫熱管1. 1，內部焊接板束1. 2，密封套 圈1. 3和外部殼體1. 4，中間絕熱套1. 5，保溫采光腔1. 6，兩端保溫端板1. 7，進汽管1. 8八 部分組成，由內部焊接板束1. 2是由多片導熱能力很強耐高溫的圓形波紋換熱銅合金板片 組成，其中圓形波紋銅合金板片為一塊圓環(huán)狀板，中間由兩塊與外圓等高小扇形體把圓環(huán)等分成兩個腔，兩個腔內有開有圓弧形的槽組成，槽內有孔以利于工質在多組板槽內流動， 圓周上開有比熱管外徑大一點的圓形錐孔，圓錐形孔內裝入高溫熱管1. 1，高溫熱管1. 1將 多片圓形波紋換熱銅合金板串聯(lián)起來，同時每串一片圓形波紋銅合金板時圓形波紋銅合金 板與高溫熱管連接處圓形錐內穿過一個比熱管管徑大一點的密封套圈1.3，密封套圈為導 熱強的銅合金制作，圈的外圓下部呈錐面，與圓形波紋銅合金板保持錐面密封，通過液壓裝 置把每片壓緊，使得強導熱銅合金套圈1. 3與高溫熱管1. 1及內部焊接板束1. 2良好的接 合，每片圓形波紋銅合金板通過焊接方式或在板周開槽加金屬環(huán)墊來保持高溫高壓下的汽 體密封，套在多片焊接板束1. 2外部殼體1. 4采用一定壁厚的承壓無縫鋼管制成，能承受一 定的壓力防止焊接板束密封不嚴而受一定的壓力，在外部殼體1. 4與內部焊接板束1. 2之 間加入中間絕熱套，中間絕熱套1. 5采用絕熱陶瓷或膨脹珍珠巖隔熱材料以絕熱。再通過 一面帶絕熱陶瓷的蓋板1. 7把內部焊接板束1. 2壓緊密封，使得聚光型太陽能吸熱器1能 承受內部汽體的高溫高壓，聚光型太陽能吸熱器1熱管吸熱端外部裝有保溫采光空腔1. 6。 有利于采光和保溫，聚光型太陽能吸熱器1的中心位置焊有進汽管接口 1.8，通過F管與中 溫熱管加熱器2相連，通過外伸入聚光型太陽能吸熱器1內孔相連的開孔旋轉軸的旋轉實 現(xiàn)汽體在吸熱器內定容加熱。根據(jù)圖3所示為多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4 由外端板4. 1，一、二、三級高中低壓 膨脹發(fā)動機殼體4. 2，貫穿轉子軸4. 3，中間隔板4. 4，貫穿滑片4. 5，陶瓷滾珠軸承4. 6，貫穿 滑片滑動軸承4. 7組成。其中各轉子軸4. 3偏裝入端板4. 1與中間隔板4. 4內，在轉子軸 4. 3上開有貫穿的滑片槽，槽的兩端兩邊裝上小型的貫穿滑片滑動軸承4. 7，滑動軸承采用 陶瓷軸承或耐高溫軸承，裝入槽內能在滾動軸承上滑動的滑片4. 5，使滑片能在槽內很少摩 擦的滑動?；瑑啥伺c氣缸壁接觸，轉子轉動時帶動滑片運動，兩端始終沿汽缸內壁滑動， 其滑片始終受到氣缸壁的約束，汽缸型線不是規(guī)則的圓和橢圓，是按滑片運動機理生成的 曲線。其中滑片與氣缸端板4. 1及中間隔板4. 4接觸的部位采用帶槽的耐磨自潤滑氮化硅 陶瓷做防磨塊4. 5. 2。，同時為了減小滑片與氣缸內壁面的摩擦和摩損，與氣缸內壁接觸的 滑片部位開了兩道與滑片等長的槽，槽內裝入耐摩自潤滑陶瓷氮化硅做防磨塊4. 5. 3，延長 了滑片的壽命。同時多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4其滑片端部受到氣缸內壁的約束來實現(xiàn)汽 體的密封。剖視圖1-1為貫穿滑片式膨脹發(fā)動機的斷面圖，其中汽體通過a 口進入膨脹發(fā) 動機內，通過作用在滑片4. 5上的壓力推動下轉動，作完功后的汽體通過b孔排入排氣孔， 排氣孔與下一級膨脹氣缸進汽孔相通流入下一級繼續(xù)做功，完成汽體等溫、絕熱做功過程。根據(jù)圖4所示為中溫熱管加熱器2 由內管殼2. 1，外管殼2. 2，中溫熱管2. 3，中隔 板2. 4，端板2. 5組成。多組帶翅片的中溫熱管2. 3被中隔板2. 4分成了兩段，兩段分別為 加熱段和冷凝段，內管殼、外管殼、端板及中隔板把中溫加熱器2分成了兩個腔室，上部為 給水汽化室，下部為抽中壓汽加熱室，在給水加熱室內低溫高壓的給水由D管輸送至給水 加熱室變成中溫高壓蒸汽后由F管排出熱管加熱器至聚光型太陽能吸熱器1內，在抽中壓 汽加熱室內通過E管把中壓汽抽至熱管加熱段，中壓汽傳熱給熱水后，中壓汽冷凝成疏水， 疏水由G管流入抽汽疏水換熱器7內，使冷凝疏水的熱在抽汽疏水換熱器7內進一步與高 壓給水換熱冷卻，冷卻后的疏水流入常溫加管加熱器3中得到合利的利用。根據(jù)圖5所示為永磁發(fā)電機6 由發(fā)電機轉子6. 1，稀土永磁釹鐵綳磁極6. 2，定子 線圈6. 3及外殼6. 4和發(fā)電機轉子罩殼6. 5五部分組成。通過發(fā)動機旋轉軸帶動封閉在發(fā)
6電機轉子罩殼6. 5內的發(fā)電機轉子6. 1，發(fā)電機轉子磁極切割磁力線發(fā)電。其中轉子罩實現(xiàn) 工質汽體的封閉，實現(xiàn)工質汽體的零泄露。根據(jù)圖6所示為抽汽疏水換熱器7 由盤形縱向翅片套管式換熱器7. 1，換熱器殼 體7. 2，保溫材料7. 3組成。其中盤形縱向翅片套管式換熱器7. 1采用內部中壓抽汽疏水冷 凝管和外部高壓給水加熱套管組成，內部中壓抽汽疏水冷凝管可以采用導熱系數(shù)大翅片銅 管，外部高壓給水加熱套管采用換熱系數(shù)小的碳鋼管或合金鋼，使疏水冷凝換熱效果好?？v 向翅片套管盤旋在換熱器殼體7. 2內，在殼體內部放入保溫材料7. 3保溫。使得高壓給水 和中壓冷凝疏水純逆流換熱，溫差增大，使得疏水余熱得到充分的回收。
具體實施例方式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置由聚光型太陽能吸熱器1，中溫熱管加熱器2，常溫熱管熱水 加熱器3，多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4，貫穿滑片高壓給水泵5和永磁發(fā)電機6及中壓抽汽 疏水換熱器7七大部分組成。太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置采用新的蒸汽動力循環(huán)方式、采用高壓給水在中壓抽汽疏水 換熱器7與中溫熱管加熱器2中定壓吸熱汽化成飽和蒸汽，飽和水蒸汽在聚光型太陽能吸 熱器1中定容加熱至高溫高壓過熱蒸汽，高溫高壓過熱蒸汽通過多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機 4，分別經(jīng)過一級高壓定溫膨脹至高溫中壓，二級，三級中壓和低壓的絕熱膨脹做功至低溫 低壓，從多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4三級排出低背壓汽體經(jīng)過常溫熱管熱水加熱器3定壓 等溫冷凝換熱變成低壓冷凝水通過貫穿滑片高壓給水泵5絕熱壓縮成高壓給水，高壓給水 通過抽汽疏水換熱器7、中溫熱管加熱器2加熱，再一次實現(xiàn)循環(huán)做功過程。其中利用二級 中壓膨脹機排汽作為中溫熱管加熱器2的加熱蒸汽的回熱循環(huán)和三級低壓的絕熱膨脹做 功的背壓排汽至常溫熱管熱水加熱器3，使低壓低溫蒸汽冷凝，常溫熱管把熱提傳遞給由A 管輸送來的的外界冷水，外界冷水被加熱變成生活熱水，向外界供熱。使得太陽能熱電聯(lián)產(chǎn) 裝置的發(fā)電效率和總熱效率得到提高。太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置首先通過聚光型太陽能吸熱器1使中溫熱管加熱器2輸送 過來的高壓飽和水蒸汽定容加熱至高溫高壓，其中聚光型太陽能吸熱器1由高溫熱管1.1， 內部焊接板束1. 2，密封套圈1. 3，外部殼體1. 4，中間絕熱套1. 5，保溫采光腔1. 6，兩端保 溫端板1. 7，進汽管1. 8八部分組成，內部焊接板束1. 2由多片導熱能力很強耐高溫的圓形 波紋換熱銅合金板片組成，圓形波紋銅合金板片為一塊圓環(huán)狀板，圓形波紋銅合金板片中 間由兩塊與外圓等高小扇形體把圓環(huán)等分成兩個腔，兩個腔內有開有圓弧形的槽組成，槽 內有孔以利于工質在槽內流動，圓形波紋銅合金板片圓周上開有與熱管外徑大一點的圓形 錐孔，用高溫熱管1. 1將圓形波紋銅合金板片串聯(lián)起來，同時每串一片圓形波紋銅合金板 片時圓形波紋銅合金板片與熱管孔連接處穿過一個比熱管管徑大一點的特定強導熱套圈 1. 3，圈的外圓下部呈錐面，與圓形波紋板保持錐面密封，通過液壓裝置把每片壓緊，使得金 屬導熱套圈與熱管很好的接合，每片圓形波紋銅合金板片通過焊接方式或板周開槽加金屬 環(huán)墊來保持高溫高壓下的汽體密封，套在內部焊接板束1. 2外部殼體1. 4采用一定壁厚的 承壓無縫鋼管制成，能承受一定的壓力防止板束密封不嚴蒸汽泄露承受一定的壓力，在外 部殼體與內部焊接板束之間加入絕熱陶瓷以絕熱。再通過一面帶陶瓷的蓋板把金屬波紋板 壓緊密封，使得聚光型太陽能吸熱器1能承受內部汽體的高溫高壓，聚光型太陽能吸熱器1熱管吸熱端外部裝上保溫采光空腔1. 6以保溫采光減少熱輻射，同時在高溫熱管加熱段鍍 上黑鉻以利于吸熱。最后在聚光型太陽能吸熱器1的中心位置加入進汽管接口 1.8，使通過 中溫熱管加熱器2加熱后中溫高壓汽體通入聚光式太陽能吸熱器內進行定容加熱。
太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置通過采光孔把聚焦太陽能反光鏡反射的光收集于聚焦太陽 能吸熱器1高溫熱管1.1上，其中鍍有黑色鉻高溫熱管1.1吸熱端充分吸收太陽光的高溫 熱能，高溫熱能通過熱管傳到聚光型太陽能吸熱器內部焊接板束1. 2上，內部焊接板束銅 合金板迅速加熱吸熱器內部兩個腔室的汽體，汽體在聚焦太陽能吸熱器內部定容加熱到高 溫高壓。其中一個腔室氣體通過多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4進氣孔與一級高壓膨脹汽缸空 腔相通，進入多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4 一級高壓膨脹氣缸膨脹做功，一級膨脹氣缸有一 個貫穿轉子軸滑片，高溫高壓汽體通過膨脹推動膨脹發(fā)動機轉子軸滑片向著容積變大的方 向轉動，使發(fā)動機轉子軸旋轉180度左右。此過程中汽體處于定溫膨脹過程。當轉角轉動 180度左右時，外伸的轉動軸開孔使該加熱空腔與多級貫穿滑片一級高壓膨脹發(fā)動機膨脹 氣缸進氣孔關閉，與中溫熱管加熱器出氣管F相通，飽和蒸汽由聚光式太陽能吸熱器進氣 口 1. 8快速輸入空腔內，當外伸轉子軸轉動一個小的角度使進氣孔關閉實現(xiàn)飽和汽體的定 容加熱過程。而另一個被加熱的空腔與多級貫穿滑片發(fā)動機一級高壓膨脹氣缸進氣口連通 與中溫熱管加熱器出氣管F關閉，此時加熱空腔室內被加熱的高溫高壓氣體與發(fā)動機一級 高壓膨脹汽缸連接，通過等溫膨脹做功，這樣由中溫熱管加熱器2來的飽和汽體在聚焦太 陽能吸熱器1內周而復始的經(jīng)過定容加熱，等溫膨脹做功。此過程由膨脹發(fā)動機外伸入太 陽能吸熱器1內孔中帶孔槽的軸實現(xiàn)，外伸的帶孔槽的軸與聚焦太陽能吸熱器1的內孔微 間隙的配合，它能使聚光太陽能吸熱器兩個腔室與中溫熱管加熱器2來的飽和汽體進氣管 反復連通、關閉及聚光太陽能吸熱器兩個腔室與一級高壓膨脹汽缸進氣口關閉和連通。而 經(jīng)一級高壓膨脹汽缸后的汽體通過高壓膨脹汽缸排汽孔排向二級膨脹汽缸，在二級膨脹機 內汽體做絕熱膨脹，做功后汽體被冷卻，由二級中壓膨脹汽缸排汽孔排出，此時汽體變成中 溫低壓的汽體，一部分繼續(xù)進入三級低壓膨脹氣缸進汽口繼續(xù)膨脹做功，而大部分的汽體 由二級中壓膨脹氣缸的排汽孔口抽出，由E管引入中溫熱管加熱器加熱室用來加熱高壓給 水，進入三級低壓膨脹氣缸的小部分汽體在氣缸內繼續(xù)膨脹做功，做功后的汽體變成低溫 低壓的汽體，由排汽孔口排出汽缸進入常溫熱管熱水加熱器進行換熱冷凝，低壓汽體的汽 化潛熱被常溫熱管熱水加熱器3冷凝端A管來的外界冷水吸收變成熱水并通過B管引出供 外界熱，冷凝后水由貫穿滑片高壓給水泵進水管C吸入給水泵泵體內，高壓給水泵貫穿滑 片轉子與膨脹機同軸，通過轉子轉動使冷凝水壓縮變成高壓水，高壓的水由高壓給水管輸 送至抽汽疏水換熱器7被疏水加熱，抽汽疏水換熱器7是套管換熱器，由中間帶縱向翅片的 銅管與外部承壓無縫鋼套管組成，中溫熱管加熱器2來的抽汽疏水由中間銅管傳熱給高壓 給水，加熱后的高壓給水通過中溫熱管加熱器2冷凝段，高壓給水在中溫熱管加熱器2內被 氣化為高壓飽和蒸汽，其中加熱抽汽為二級膨脹汽缸的排出中溫低壓的汽體，抽汽通過加 熱高壓給水冷凝成中溫低壓的疏水通過管道G引至抽汽疏水換熱器7內，通過中間帶翅片 的銅管與套管中的高壓給水換熱進一步冷凝冷卻后排向常溫熱管加熱器3內。與排汽冷凝 液一起由高壓給水泵吸入管C引入泵內，而在中溫熱管加熱器2內變成飽和的蒸汽通過管 道F引至聚光型太陽能吸熱器1內，被聚焦太陽能吸熱器內高溫熱管定容加熱至高溫高壓， 后進入一級膨脹氣缸內定溫膨脹推動多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機轉子轉動做功完成熱力循
8CN 101994669 A
環(huán) 多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4由汽體膨脹做功帶動貫穿滑片轉子主軸轉動，其中膨 脹機主軸與高壓給水泵主軸及永磁發(fā)電機轉子主軸為一根主軸，貫穿滑片高壓給水泵5與 多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4之間用高壓密封水封隔開，永磁發(fā)電機轉子與貫穿滑片高壓給 水泵5之間用高壓密封水封隔開，使得貫穿滑片高壓給水泵內水很少通過軸封滲入發(fā)電機 轉子內。發(fā)電機轉子罩殼6. 5把發(fā)電機轉子封裝，使太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置工質零泄露。通 過主軸帶動貫穿滑片高壓給水泵和封閉在永磁發(fā)電機發(fā)電機轉子罩內的轉子轉動，永磁發(fā) 電轉子上裝有稀土釹鐵硼材料的N，S極相間的磁極，使永磁發(fā)電機定子線圈切割磁力線發(fā) H1^ ο
權利要求
一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，包括聚光型太陽能吸熱器1，中溫熱管加熱器2，常溫熱管熱水加熱器3，多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4，貫穿滑片高壓給水泵5，永磁發(fā)電機6和抽汽疏水換熱器7七大部分組成。其中聚光型太陽能吸熱器1通過高強螺栓與多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4外伸的軸及發(fā)動機高壓膨脹端外殼相連。中溫熱管加熱器2通過內徑圓管套裝于多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4高中壓端外殼上。常溫熱管熱水加熱器3通過內徑圓管套裝于多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4低壓端外殼上。貫穿滑片高壓給水泵5通過軸與多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4的軸端相連，永磁發(fā)電機6轉子軸與貫穿滑片高壓給水泵5相連，永磁發(fā)電機轉子罩6.5與貫穿滑片高壓給水泵5殼體相連，永磁發(fā)電機轉子罩6.5是一個密封的罩筒，使得密閉在發(fā)動機內部的工質零泄露。
2.一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置采用新的蒸汽動力循環(huán)方式、采用高壓給水在中壓抽汽疏 水換熱器7與中溫熱管加熱器2中定壓吸熱汽化成飽和蒸汽，飽和水蒸汽在聚光型太陽能 吸熱器1中定容加熱至高溫高壓過熱蒸汽，高溫高壓過熱蒸汽通過多級貫穿滑片膨脹發(fā)動 機4，分別經(jīng)過一級高壓定溫膨脹至高溫中壓，二級，三級中壓和低壓的絕熱膨脹做功至低 溫低壓，從多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4三級排出低背壓汽體經(jīng)過常溫熱管熱水加熱器3定 壓等溫冷凝換熱變成低壓冷凝水通過貫穿滑片高壓給水泵5絕熱壓縮成高壓給水，高壓給 水通過抽汽疏水換熱器7、中溫熱管加熱器2加熱，再一次實現(xiàn)循環(huán)做功過程。其中利用二 級中壓膨脹機排汽作為中溫熱管加熱器2的加熱蒸汽的回熱循環(huán)和三級低壓的絕熱膨脹 做功的背壓排汽至常溫熱管熱水加熱器3中加熱外界冷水給生活熱水。使得太陽能熱電聯(lián) 產(chǎn)裝置的發(fā)電效率和總熱效率得到提高。
3.根據(jù)權利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于所述聚光型太陽能吸熱器1 由高溫熱管1. 1，內部焊接板束1. 2，密封套圈1. 3，外部殼體1. 4，中間絕熱套1. 5，保溫采光 腔1. 6，兩端保溫端板1. 7，進汽管1. 8八部分組成，
4.根據(jù)權利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于所述中溫熱管加熱器2由內 管殼2. 1，外管殼2. 2，中溫熱管2. 3，中隔板2. 4，端板2. 5組成。
5.根據(jù)權利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于所述多級貫穿滑片膨脹發(fā)動 機4由外端板4. 1，一級高壓、二級中壓、三級低壓膨脹氣缸殼體4. 2，貫穿轉子軸4. 3，中間 隔板4. 4，貫穿滑片4. 5，陶瓷滾珠軸承4. 6，貫穿滑片滑動陶瓷軸承4. 7組成。
6.根據(jù)權利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于所述貫穿滑片高壓給水泵5 其結構與貫穿滑片膨脹機結構相同，由外端板，高壓水泵殼體，貫穿轉子，貫穿滑片，滾珠軸 承，貫穿滑片滑動軸承組成。
7.根據(jù)權利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于所述抽汽疏水換熱器7為 水_水套管式換熱器，由盤形縱向翅片套管式換熱器7. 1，換熱器殼體7. 2，及殼體內保溫材 料7. 3組成。
8.根據(jù)權利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于所述永磁發(fā)電機6由發(fā)電機 轉子6. 1，稀土永磁釹鐵綳磁極6. 2，定子線圈6. 3及發(fā)電機外殼6. 4和發(fā)電機轉子罩殼6. 5 組成。
全文摘要
一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置由聚光型太陽能吸熱器1，中溫熱管加熱器2，常溫熱管熱水加熱器3，多級貫穿滑片膨脹發(fā)動機4，貫穿滑片高壓給水泵5和永磁發(fā)電機6及中壓抽汽疏水換熱器7七大部分組成。該裝置采用新的熱發(fā)電循環(huán)方式、高效的傳熱方式和低成本膨脹機，可以使太陽能發(fā)電裝置成本下降，發(fā)電效率提高，發(fā)電的同時提供熱量，使得能源利用率提高。
文檔編號F01C13/04GK101994669SQ20101053641
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權日2010年11月8日
發(fā)明者劉方亮 申請人:劉方亮