本發(fā)明涉及一種熱能發(fā)電設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及一種太陽熱能、地?zé)崮芗盎S、水泥廠、鋼鐵廠、熱電廠、核電站的余熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，地?zé)崮芗盎S、水泥廠、鋼鐵廠、熱電廠、核電站的余熱能利用大多是對居民區(qū)建筑的集中供暖，還有就是利用低溫工質(zhì)循環(huán)的余熱微型汽輪機(jī)發(fā)電，但熱回收效率不高。光伏發(fā)電效率只有15％-23％，發(fā)熱損失嚴(yán)重！光伏發(fā)電成本高！光熱發(fā)電主要有普通太陽能斯特林發(fā)動機(jī)，由于循環(huán)溫差小效率不高，高溫的斯特林發(fā)動機(jī)需要聚光陣加跟蹤的集熱器，要求抗風(fēng)沙積雪積塵清理等維護(hù)，設(shè)備成本高！還有太陽能低溫工質(zhì)循環(huán)的螺桿汽輪機(jī)，由于工質(zhì)的循環(huán)過程必須對工質(zhì)蒸汽的壓縮冷凝，僅壓縮冷凝就消耗占據(jù)太陽能的利用效率的35％-50％，同時循環(huán)系統(tǒng)屬于密封系統(tǒng)，成本特高！故障維護(hù)費(fèi)用高。光熱蒸汽輪機(jī)式發(fā)電，要求蒸汽參數(shù)高，特別是溫度要求高，這就需要聚光跟蹤型集熱器，其成本高！近年來光熱明托輪發(fā)電被諸多學(xué)者重視，但輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩都特小。請參見：陳子乾、鄭宏飛等老師的(一種新穎簡易的太陽能熱動力轉(zhuǎn)換裝置-明托熱機(jī))及與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)質(zhì)審查參考資料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種熱損失少，轉(zhuǎn)換效率高的熱能發(fā)電設(shè)備，不僅實(shí)現(xiàn)少維護(hù)的熱能提水蓄能的中型大型發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備，而且還能實(shí)現(xiàn)對太陽熱能利用的陰天、夜間棄光發(fā)電模式。還能實(shí)現(xiàn)何時用電何時發(fā)電的小型發(fā)電設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備，由包括太陽熱能集熱器、地?zé)?、化工廠、水泥廠、鋼鐵廠、熱電廠、核電站余熱能的熱導(dǎo)管，蒸氣鍋爐，發(fā)電機(jī)，并網(wǎng)終端設(shè)備，所述由熱導(dǎo)管連通鍋爐內(nèi)的熱交換器，鍋爐的熱蒸汽壓力管連通第一個盛有水的壓水罐，壓水罐的提水管和高處的儲水容器連通，儲水容器的電控閥出水口處下方設(shè)置由多個相雷同的接水盛水斗組成的重力轉(zhuǎn)動水車，水車下方設(shè)置回水接水集水盤并連通第二個空的壓水罐，第二個壓水罐進(jìn)回水產(chǎn)生壓力將熱蒸汽壓進(jìn)冷凝回流表冷水箱，蒸汽冷凝將熱量留給另一個表冷水箱對鍋爐補(bǔ)水，重力轉(zhuǎn)動水車輸出軸連接發(fā)電機(jī)。

所述的熱交換器為熱管翅片散熱端、超導(dǎo)熱管翅片散熱端、u型管蛇形盤管散熱器。

所述的壓水罐為容積大小、形狀、結(jié)構(gòu)、制造材料完全相雷同的兩個容器，并通過熱蒸汽壓力管上設(shè)置的電磁閥控制兩個壓水罐交替壓水到高處的儲水容器、盛裝回水，蒸汽交替通過兩個表冷水箱進(jìn)行熱交換冷凝熱回流對鍋爐補(bǔ)水。

所述的壓水罐、儲水容器各一個，且體積雷同最大能容納全天的工作循環(huán)水量，白天陽光熱能提水，夜間棄光發(fā)電，夜間蒸汽冷凝水回收到鍋爐補(bǔ)水箱。

所述的重力轉(zhuǎn)動水車由多個相雷同的接水盛水斗組成的圓形水輪。

所述的重力轉(zhuǎn)動水車由多個相雷同的接水盛水斗組成的帶式、鏈?zhǔn)剿嚒?/p>

所述的依托山地高度優(yōu)勢設(shè)置超大的儲水容器，較大的太陽能集熱器面積，光熱產(chǎn)生蒸汽大量提水儲存的長時間晝夜不間斷的發(fā)電。

所述的各個電磁轉(zhuǎn)換閥由電子控制模塊自動驅(qū)動。

采用太陽能、地?zé)峒坝酂峄厥盏臒峤粨Q鍋爐，產(chǎn)生蒸汽壓強(qiáng)提水到一定高度處的儲水容器里的蓄能裝置，配合重力轉(zhuǎn)動水車將水重力勢能釋放的發(fā)電設(shè)備，水在重力轉(zhuǎn)動水車最低處倒出到另一個壓水罐里的交替再次被蒸汽壓強(qiáng)提水到一定高度處的儲水容器里的蓄能循環(huán)提水裝置結(jié)構(gòu)簡單、無磨損、免維護(hù)，且重力轉(zhuǎn)動水車設(shè)置外罩封閉減少水的蒸發(fā)散失。

采用蒸汽余氣熱量交換回收對鍋爐補(bǔ)水箱的水預(yù)熱再加進(jìn)太陽能蒸汽鍋爐，同時蒸汽得到冷凝回流到另一個鍋爐補(bǔ)水箱，整個過程是全封閉循環(huán)，蒸汽不與大氣接觸，蒸汽不耗散到大氣中！所以對太陽熱能、地?zé)崮芗坝酂崮墚a(chǎn)生蒸汽提水效率高！

采用輪式重力水車和帶式、鏈?zhǔn)剿嚱Y(jié)構(gòu)，電控釋放水的重力勢能的轉(zhuǎn)動動力輸出轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速易調(diào)控，保證發(fā)電機(jī)所需轉(zhuǎn)速，水車轉(zhuǎn)動對水的重力勢能釋放不產(chǎn)生飛濺浪費(fèi)水現(xiàn)象，全部用于轉(zhuǎn)動水車，機(jī)械轉(zhuǎn)換效率特高！

采用太陽光熱蒸汽提水蓄能，實(shí)現(xiàn)棄光發(fā)電，特別是依托山坡的光熱蒸汽提水儲存，實(shí)現(xiàn)陰雨雪天的連續(xù)棄光大中型發(fā)電設(shè)備，特別是利用巖石山體大面積采光發(fā)電意義重大！

采用電子模塊控制電磁閥及控制水下落量調(diào)節(jié)重力水車的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)全自動發(fā)電并網(wǎng)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

其中：

圖1、圖2、圖3、圖4、圖11是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第一個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖5、圖6是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第二個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖1、圖2、圖11是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第三個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖7、圖8、圖9、圖10是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第四個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖3、圖4、圖7、圖8、圖12是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第五個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖1、圖2、圖9、圖10、圖13是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第六個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖7、圖8、圖9、圖10是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第七個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖12、圖13是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的第八個具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖5、圖6是本發(fā)明一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備的蒸汽鍋爐的熱交換器的放大圖。

圖11是圖1的蒸汽回流熱交換熱回收，冷凝水回收的原理放大圖。

圖中：1熱能收集器2熱導(dǎo)管3蒸汽鍋爐4熱交換器5壓水罐6蒸汽冷凝回流管7鍋爐回水補(bǔ)水管8表冷盤管9止回閥10蒸發(fā)冷凝集水活塞盤11回水管12提水管13電控蒸汽閥14電控蒸汽回流閥15蒸汽回流管16蒸汽壓力管17儲水容器18電控水閥19重力轉(zhuǎn)動水車輪20接水盛水斗21水車外殼22回水接水集水盤23重力水車輸出軸24重力轉(zhuǎn)動水車25噴淋泵26噴淋管27補(bǔ)水排污三通閥28翅片。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖11所示的一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備，由包括太陽能真空管集熱器1，蒸氣鍋爐3，發(fā)電機(jī)，并網(wǎng)終端設(shè)備，所述的真空管集熱器1連通熱導(dǎo)管2并連通鍋爐3內(nèi)的熱交換器4，鍋爐3的熱蒸汽壓力管16連通第一個盛有水的壓水罐5，壓水罐5的提水管12和高處的儲水容器17連通，儲水容器17的電控水閥18出水口處下方設(shè)置由多個接水盛水斗20組成的重力轉(zhuǎn)動水車24，水車24下方設(shè)置回水接水集水盤22并連通第二個空的壓水罐5，第二個壓水罐5進(jìn)回水產(chǎn)生壓力將熱蒸汽壓進(jìn)冷凝回流表冷盤管8構(gòu)成的水箱，蒸汽冷凝將熱量留給另一個表冷盤管8構(gòu)成的水箱對鍋爐3補(bǔ)水，壓水罐5為容積大小、形狀、結(jié)構(gòu)、制造材料完全相雷同的兩個容器，并通過熱蒸汽壓力管16上設(shè)置的電磁閥13控制壓水罐5交替壓水、盛裝回水、蒸汽交替通過兩個表冷盤管8構(gòu)成的水箱進(jìn)行熱交換冷凝熱回流到鍋爐3，重力水車24的動力輸出軸23連接變速箱及發(fā)電機(jī)。

如圖5、圖6所示的實(shí)施例，所述的熱交換器4為熱管翅片28散熱端、超導(dǎo)熱管翅片28散熱端、u型管蛇形盤管散熱器4，對蒸汽鍋爐3內(nèi)的處理水加熱蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。

如圖1、圖2、圖11所示實(shí)施例中，所述的壓水罐5為容積大小、形狀、結(jié)構(gòu)、制造材料完全相雷同的兩個容器，并通過熱蒸汽壓力管16上設(shè)置的電磁閥13控制兩個壓水罐5交替壓水到高處的儲水容器17、盛裝回水，蒸汽交替通過兩個表冷盤管8構(gòu)成的水箱進(jìn)行熱交換冷凝，將熱量回收熱回流對鍋爐3補(bǔ)水，蒸汽冷凝集水活塞盤10是具有隔熱保溫的材料制造的能浮于水上的活塞，熱蒸汽直接推動活塞下落將壓水罐5里的水提到上方的儲水容器17里，活塞是個盆形結(jié)構(gòu)，蒸汽部分冷凝可以落到活塞的盆里通過蒸汽冷凝回流管流回到鍋爐3的補(bǔ)水箱里。

如圖7、圖8、圖9、圖10、所示的實(shí)施例中，所述的壓水罐5、儲水容器17各一個，且體積雷同最大能容納全天的工作循環(huán)水量，白天陽光熱能蒸汽壓力提水，將壓水罐5里面的水盡最大限度全部提水到上方的儲水容器17里，夜間棄光通過電磁閥18控制重力轉(zhuǎn)動水車發(fā)電，夜間啟動電控噴淋泵的噴淋對壓水罐5的蒸汽冷凝水回收到鍋爐3補(bǔ)水箱。

如圖3、圖4、圖7、圖8、圖12所示的實(shí)施例中，所述的重力轉(zhuǎn)動水車24由多個相雷同的接水盛水斗20組成的圓形水輪，儲水容器17的電控水閥18控制泄放水的流量，水均勻落到水輪的每個接水盛水斗20里，結(jié)構(gòu)上不會產(chǎn)生飛濺損耗掉水問題，同時圓形水輪外殼21起到密封與大氣隔離，克服水自然蒸發(fā)散失，圓形水輪有一半圓周的接水盛水斗20都滿水，受重力作用轉(zhuǎn)動，驅(qū)動重力轉(zhuǎn)動水車24轉(zhuǎn)動，在水車動力輸出軸23輸出機(jī)械能驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)發(fā)電，在圓形水車24的下端接水盛水斗20的開口方向朝下將水全部倒出到回水接水集水盤并回流到空的壓水罐5里，水輪另一半是全空的接水盛水斗。

圖1、圖2、圖9、圖10、圖13所示實(shí)施例中，所述的重力轉(zhuǎn)動水車24由多個相雷同的接水盛水斗20組成的鏈?zhǔn)?、帶式水輪，儲水容?7的電控水閥18控制泄放水的流量，水均勻落到水輪鏈帶上的每個接水盛水斗20里，結(jié)構(gòu)上不會產(chǎn)生飛濺損耗掉水問題，同時圓形水輪外殼21起到密封與大氣隔離，克服水自然蒸發(fā)散失，鏈帶式重力轉(zhuǎn)動水車24有一半圓周的接水盛水斗20都滿水，受重力作用轉(zhuǎn)動，驅(qū)動重力轉(zhuǎn)動水車24轉(zhuǎn)動，在水車動力輸出軸23輸出機(jī)械能驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)發(fā)電，在鏈帶重力轉(zhuǎn)動水車24的下端接水盛水斗20的開口方向朝下將水全部倒出到回水接水集水盤并回流到空的壓水罐5里，水輪另一半是全空的接水盛水斗。

圖7、圖8、圖9、圖10所示實(shí)施例中，所述的依托山體高度優(yōu)勢，在一定高度的山體上設(shè)置超大的儲水容器17和較大的太陽能集熱器面積，光熱產(chǎn)生蒸汽大量提水儲存的長時間晝夜不間斷的大中型發(fā)電設(shè)備。

圖12、圖13所示的實(shí)施例中，所述的各個電磁轉(zhuǎn)換閥：電控蒸汽閥13、電控蒸汽回流閥14、電控水閥18、電控噴淋泵25等由電子控制模塊自動驅(qū)動，電控蒸汽閥13控制兩個雷同的壓水罐5交替提水和回水，電控蒸汽回流閥14控制蒸汽交替進(jìn)入由表冷盤管8的構(gòu)成的兩個蒸汽冷凝熱回收補(bǔ)水箱，電控水閥18控制重力轉(zhuǎn)動水車的轉(zhuǎn)動情況及自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

當(dāng)然，此一種熱能提水蓄能發(fā)電設(shè)備還可以采用其他結(jié)構(gòu)和改變形狀，這樣的變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。