專利名稱：太陽能-燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能-燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置，屬于太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)是將太陽光聚焦并反射到斯特林機(jī)的受熱面上，斯特林機(jī)內(nèi)部的工作介質(zhì)受熱成為高溫高壓狀態(tài)保證碟式斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。但是由于太陽能的隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，使得碟式太陽能斯特林系統(tǒng)不能連續(xù)穩(wěn)定地提供高品質(zhì)電能，而采用太陽能-燃?xì)饣パa(bǔ)發(fā)電裝置來維持發(fā)電的穩(wěn)定性是一種途徑。此途徑在不改變原系統(tǒng)吸熱器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還可以解決連續(xù)、穩(wěn)定發(fā)電的問題。專利申請?zhí)枮?2293526. 6中的實(shí)用新型專利公開了一種太陽能一燃?xì)饣旌闲臀?熱器結(jié)構(gòu)，參見圖1，該發(fā)明有三大部分組成A為燃燒器部分，B為鍋型吸熱器部分，C為斯特林發(fā)動機(jī)部分。其特征在于在吸熱器吸熱面在焊接鰭片和穩(wěn)流棒，在燃?xì)夤艿郎习惭b燃?xì)鈬娮?。該發(fā)明是針對間接接收式吸熱器，雖然間接接收式吸熱器通過鈉蒸汽間接傳熱，具有較好的等溫性，但增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。我們實(shí)際應(yīng)用中所采用的吸熱器均為直接照射式，直接照射式具有結(jié)構(gòu)簡單，加工容易且成本低廉的優(yōu)勢。而且該發(fā)明燃燒器的管道和噴嘴等布置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)難度大，拆裝檢修困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對太陽能-燃?xì)饣旌闲臀鼰崞髦嘘P(guān)于間接照射式在結(jié)構(gòu)復(fù)雜和燃燒器布置實(shí)現(xiàn)難度大等方面的不足，提出一種新型的太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置。一種太陽能-燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置，包括吸熱器、斯特林發(fā)動機(jī)以及用于輔助加熱的燃燒器，其特征在于上述吸熱器由具有采光口的吸熱器保溫殼體、位于吸熱器內(nèi)的加熱管組成；上述加熱管由若干獨(dú)立沿周向均勻排布的加熱管組成，每個獨(dú)立加熱管由上管段和下管段組成，其中吸熱器主要利用加熱管的上管段上表面吸收太陽輻射熱量，主要利用下管段外側(cè)面吸收燃燒產(chǎn)生熱量；其中上管段和下管段連接處呈螺旋交錯狀，使得吸熱器利用上管段的下表面輔助吸收燃燒產(chǎn)生熱量，利用下管段的內(nèi)側(cè)面輔助吸收太陽光輻射熱量；上述燃燒器包括空氣進(jìn)氣管、燃?xì)膺M(jìn)氣管、點(diǎn)火器、燃燒室，其中空氣進(jìn)氣管和燃?xì)膺M(jìn)氣管匯集后與燃燒室的一端相連，該燃燒器還包括與燃燒室相通的二次空氣進(jìn)氣管；燃燒室通過煙氣進(jìn)氣管與吸熱器相連，其中煙氣進(jìn)氣管采用環(huán)形陣列布置于吸熱器的四周；上述吸熱器內(nèi)還布置有用于監(jiān)測吸熱器內(nèi)部溫度并通過控制閥控制二次空氣進(jìn)氣量以保證輸出功率穩(wěn)定的熱電偶。所述的太陽能-燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置的發(fā)電方法，其特征在于包括以下過程
(I)、吸熱器接收匯聚的太陽輻射熱量和燃燒產(chǎn)生熱量，主要利用加熱管的上管段上表面吸收太陽輻射熱量，主要利用下管段外側(cè)面吸收燃燒產(chǎn)生熱量；其中上管段和下管段連接處呈螺旋交錯狀，使得吸熱器利用上管段的下表面輔助吸收燃燒產(chǎn)生熱量，利用下管段的內(nèi)側(cè)面輔助吸收太陽光輻射熱量；(2)、空氣和燃?xì)夥謩e通過空氣進(jìn)氣管和燃?xì)膺M(jìn)氣管進(jìn)入燃燒室，通過點(diǎn)火器點(diǎn)火燃燒，生成的高溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣進(jìn)氣管進(jìn)入吸熱器，煙氣進(jìn)氣管采用環(huán)形陣列布置于吸熱器的四周，可以使換熱更加充分；(3)、吸熱器內(nèi)還排布有用于監(jiān)測吸熱器內(nèi)部溫度的熱電偶，通過熱電偶的溫度值來控制二次空氣進(jìn)氣管進(jìn)氣量以保證輸出功率穩(wěn)定。(4)、同時利用上述吸熱器A接收匯聚的太陽輻射熱量和燃燒產(chǎn)生熱量帶動斯特林發(fā)動機(jī)B發(fā)電。本發(fā)明設(shè)計的太陽能一燃?xì)饣旌闲桶l(fā)電裝置是針對實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)所采用的直接照射式吸熱器，利用太陽能或者燃燒產(chǎn)生的熱量推動斯特林發(fā)動機(jī)發(fā)電。在純太陽能加熱、太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)和純?nèi)細(xì)馊N不同工作模式下，同樣使吸熱器內(nèi)加熱器的工質(zhì)吸熱。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，燃燒器的設(shè)計也較靈活，可拆卸。因此本發(fā)明是適用于現(xiàn)有的碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)吸熱器的結(jié)構(gòu)性能改造，為該系統(tǒng)提供連續(xù)、穩(wěn)定的高品質(zhì)電能。加熱管總體成盤狀布置，在增加換熱面積的同時可以阻止換熱后的低品質(zhì)煙氣上竄，使其從吸熱器的下壁面煙氣排氣管排出。煙氣進(jìn)氣管采用環(huán)形陣列布置于吸熱器的四周，這樣可以使煙氣與加熱管換熱更加充分，從而提高總體的熱發(fā)電效率。通常由于產(chǎn)生的煙氣溫度與太陽能聚光溫度比較高，通過燃燒室相通的二次空氣進(jìn)氣管，在煙氣來流中摻混冷空氣來降低進(jìn)入吸熱器中的熱煙氣溫度，以防加熱管的局部熱應(yīng)力較大，保護(hù)加熱管?！?br>
圖I為中國專利(02293526. 6)公開的太陽能一燃?xì)饣旌闲臀鼰崞魇疽鈭D；圖2為本專利提出的太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置示意圖；圖中標(biāo)號名稱1.空氣進(jìn)氣管，2. 二次空氣進(jìn)氣管，3.燃?xì)膺M(jìn)氣管，4.燃燒室，5.點(diǎn)火器，6.煙氣進(jìn)氣管,7.保溫殼體,8.煙氣排氣管,9.入射太陽光，10.米光口，11.熱電偶，12.加熱管，A.吸熱器，B.斯特林發(fā)動機(jī)，C.燃燒器；圖3為本專利提出的太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置內(nèi)加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利提出的太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置燃?xì)鈺r進(jìn)氣方式布置俯視圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，本發(fā)明提供一種太陽能一燃?xì)饣旌闲桶l(fā)電裝置。該吸熱器裝置由三大部分組成吸熱器A、斯特林發(fā)動機(jī)B以及用于輔助加熱的燃燒器C。在純太陽能加熱、太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)和純?nèi)細(xì)馊N不同工作模式下，吸熱器A的工作原理是相同的，即在太陽輻射強(qiáng)度較大，滿足正常工作的絕大部分情況下，吸熱器A吸收來自碟形拋物面聚光型反射鏡聚焦的太陽光9，并將聚焦的太陽能傳遞給布置在吸熱器A內(nèi)的加熱管12，加熱管12內(nèi)的工質(zhì)吸熱后推動斯特林發(fā)動機(jī)B對外做功；在太陽被遮住或者陰雨天的純?nèi)細(xì)饧訜釛l件下，燃燒器C將燃?xì)馊紵筢尫诺臒崃客ㄟ^布置在吸熱器A內(nèi)加熱管12傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)B，同樣推動斯特林發(fā)動機(jī)B對外發(fā)電。在太陽能不足或者光強(qiáng)變化較大的太陽能一燃?xì)饣パa(bǔ)工作條件下，吸熱器A中加熱管12的上管段上表面吸收太陽輻射熱量，主要利用下管段外側(cè)面吸收燃燒產(chǎn)生熱量；其中上管段和下管段連接處呈螺旋交錯狀，使得吸熱器A利用上管段的下表面輔助吸收燃燒產(chǎn)生熱量，利用下管段的內(nèi)側(cè)面輔助吸收太陽光輻射熱量，加熱管12的雙面加熱可以適當(dāng)解決由于局部加熱造成的局部熱應(yīng)力大的問題。[0014]在光強(qiáng)變化時，通過適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)來控制燃燒器C內(nèi)燃燒的強(qiáng)弱，以及在吸熱器A壁面布置熱電偶11，通過監(jiān)測吸熱器的內(nèi)部溫度，控制二次進(jìn)氣的比例，以保證輸出功率的連續(xù)及穩(wěn)定。 太陽能一燃?xì)饣旌闲桶l(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)簡單、燃燒器的設(shè)計可拆卸，也較靈活并且可在三種不同工作模式下工作，適用性廣。因此本發(fā)明是適用于現(xiàn)有的碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能改造，為該系統(tǒng)提供連續(xù)、穩(wěn)定的高品質(zhì)電能。
權(quán)利要求1.一種太陽能-燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置，包括吸熱器(A)、斯特林發(fā)動機(jī)(B)以及用于輔助加熱的燃燒器(C)，其特征在于 上述吸熱器(A)由具有采光口(10)的吸熱器保溫殼體(7)、位于吸熱器內(nèi)的加熱管(12)組成；上述加熱管(12)由若干獨(dú)立沿周向均勻排布的加熱管組成，每個獨(dú)立加熱管由上管段和下管段組成，總體成盤狀布置；其中吸熱器(A)主要利用加熱管(12)的上管段上表面吸收太陽輻射熱量，主要利用下管段外側(cè)面吸收燃燒產(chǎn)生熱量；其中上管段和下管段連接處呈螺旋交錯狀，使得吸熱器(A)利用上管段的下表面輔助吸收燃燒產(chǎn)生熱量，利用下管段的內(nèi)側(cè)面輔助吸收太陽光輻射熱量； 上述燃燒器(C)包括空氣進(jìn)氣管(I)、燃?xì)膺M(jìn)氣管(3)、點(diǎn)火器(5)、燃燒室(4)，其中空氣進(jìn)氣管(I)和燃?xì)膺M(jìn)氣管(3)匯集后與燃燒室(4)的一端相連，該燃燒器(C)還包括與燃燒室(4)相通的二次空氣進(jìn)氣管(2);燃燒室(4)通過煙氣進(jìn)氣管(6)與吸熱器(A)相連，其中煙氣進(jìn)氣管(6)采用環(huán)形陣列布置于吸熱器(A)的四周； 上述吸熱器(A)內(nèi)還布置有用于監(jiān)測吸熱器內(nèi)部溫度并通過控制閥控制二次空氣進(jìn)氣量以保證輸出功率穩(wěn)定的熱電偶(11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能－燃?xì)饣パa(bǔ)型發(fā)電裝置，屬于太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括吸熱器、輔助加熱的燃燒器、斯特林發(fā)動機(jī)等。其特征在于在主要使用太陽能時，保證吸熱器的太陽能吸收率；在使用燃?xì)廨o助燃燒時，燃燒可以穩(wěn)定地進(jìn)行，保證發(fā)電的連續(xù)性；亦可以同時打開太陽能吸熱器與燃?xì)獠⑿惺褂茫刮鼰崞鲀?nèi)部加熱管接收太陽能熱量的同時吸收燃燒產(chǎn)生的熱量，這樣提高在太陽能不足時發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型還具有熱利用率高、結(jié)構(gòu)緊湊和運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，不僅能夠適用于現(xiàn)有的碟式太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能改造，也可以為該碟式太陽能斯特林發(fā)電系統(tǒng)提供連續(xù)、穩(wěn)定的高品質(zhì)電能。
文檔編號F03G6/06GK202659431SQ20122023356
公開日2013年1月9日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者陳慧, 蒲文灝, 韓東, 鹿鵬, 岳晨, 郭新賢, 焦瑋琦, 申耀陽 申請人:南京航空航天大學(xué)