專利名稱：超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，具體講是一種高效環(huán)保節(jié)能的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽的輻射功率達3.8X 1023kw，其中約1.08X 1014kw輻射到地球表面，即使光電轉(zhuǎn)換效率僅為萬分之一，也能達到全世界總發(fā)電容量的近4.6倍。據(jù)計算太陽在一月之內(nèi)輻射到地球上的能量可抵地球上包括石化燃料、原子能等在內(nèi)的所有不可再生能源儲量的10倍之多，太陽能是取之不盡用之不竭的綠色能源。我國是太陽能資源相當豐富的國家，國土面積2/3地區(qū)日照射數(shù)大于2300h，單位面積太陽能年輻射總量高于5016MJ/m2，因此用太能發(fā)電對我國乃至全人類持續(xù)發(fā)展意義重大，被譽為未來最理想的發(fā)電方式。隨著世界能源危機加劇和環(huán)境污染壓力增加，各國都在尋求解決能源危機的辦法。太陽能作為地球上最直接，最普遍，最清潔的巨量可再生能源，在國內(nèi)外的應用中越來越得到重視。目前，太陽能發(fā)電大致為光伏發(fā)電與光熱發(fā)電兩種形式，光伏發(fā)電已經(jīng)成熟，但其發(fā)電效率低，初期投資高，發(fā)電成本昂貴，使用中存在太陽電池板方位問題，維護問題，蓄電池壽命問題，控制面板問題，衰減問題等。特別是光伏太陽能從制造源頭上存在嚴重的環(huán)境污染和巨大的能耗投入，按物化能源構(gòu)成理論，9美元I峰瓦的硅電池產(chǎn)生的電僅值I美元。光伏與市電結(jié)合，逆變器存在著諧波與電網(wǎng)嚴重不同步，或“孤島”效應或逆變器的故障常常造成電網(wǎng)的短路，加之逆變器的損失嚴重，造成光伏發(fā)電價格十分昂貴，“國家補貼”的結(jié)果只會引發(fā)電表的假轉(zhuǎn)，事實上光伏發(fā)電總體是沒有使用價值的高耗能污染產(chǎn)品。光熱發(fā)電克服了光伏發(fā)電的缺點。光熱發(fā)電分為槽式發(fā)電、塔式發(fā)電和碟式發(fā)電，綜合比較槽式發(fā)電優(yōu)點較多。但目前國際上單純的槽式發(fā)電熱能的利用率不高，并且國內(nèi)低溫太陽能發(fā)電熱利用的關(guān)鍵技術(shù)甚缺，特別是成熟的低溫ORC郎肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)，國外向我國保密，致使我國太陽能低溫發(fā)電30多年來徘徊不前，至今也無ORC裝置的專業(yè)設計和制造單位。美國聯(lián)合技術(shù)公司(UTC)掌握全球中低溫利用的先進技術(shù)，與我國的某油田進行技術(shù)合作，但技術(shù)上最終還必須依賴美國人，甚至連掉棵螺絲釘都得打電話讓美國方面來人解決，一年要價30萬美金。
發(fā)明內(nèi)容本案超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)是利用低品位太陽能輻射熱為動力源發(fā)出高品位電能的新型發(fā)電技術(shù)。本發(fā)明為打破國外ORC郎肯循環(huán)技術(shù)封鎖,米用熱超導技術(shù)和ORC朗肯循環(huán)技術(shù)，以高效安全不同沸點TR液為工質(zhì)，設計成的一種超導太陽能多級郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)。新研制的TR工質(zhì)與環(huán)境友好，不同沸點TR工質(zhì)在各循環(huán)系統(tǒng)中，產(chǎn)生不同工質(zhì)蒸汽，推動多級汽輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機高效率發(fā)電和熱差發(fā)電，其方案如下:[0008]一種超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，由超導槽式太陽能集熱裝置、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置、熱聚變發(fā)電裝置、冷卻裝置及不同沸點TR工質(zhì)構(gòu)成，其特征是超導槽式太陽能集熱裝置由若干槽式拋物柱面反射鏡，安裝在槽式拋物柱面反射鏡聚焦線上的玻璃套管超導集熱器、包裹若干超導集熱器散熱頭的流體腔、連接管道及熱泵組成。太陽光照射到超導槽式太陽能集熱裝置的槽式拋物柱面反射鏡上，然后被反射鏡反射匯聚到超導集熱器，聚焦光透過玻璃套管被安裝在超導集熱器吸熱板上的選擇性涂層吸收轉(zhuǎn)變成高溫輻射熱，吸熱板將高溫輻射熱傳導給超導集熱器的蒸發(fā)段，蒸發(fā)段內(nèi)的TR-O工質(zhì)液體受熱汽化為蒸汽即刻將熱量流向超導集熱器的散熱頭，經(jīng)熱泵運行的TR-3工質(zhì)進入流體腔流經(jīng)散熱頭被加熱成過熱蒸汽將熱量帶走，進入一級蒸汽發(fā)生器放熱后再返回熱泵一一超導槽式太陽能集熱裝置，不斷將流經(jīng)一級蒸汽發(fā)生器的TR-1工質(zhì)加熱為過熱蒸汽進入一級透平膨脹機，帶動一級發(fā)電機發(fā)電。所述的超導槽式太陽能集熱裝置是矩陣型太陽能集熱裝置，單元超導槽式太陽能集熱裝置的超導集熱器由蒸發(fā)段、與蒸發(fā)段連接在一體的涂有選擇性涂層的吸熱板、與蒸發(fā)段連通在一體的散熱頭、蒸發(fā)段裝在玻璃套管中，蒸發(fā)段中裝有TR-O工質(zhì)液體；超導集熱器的散熱頭包裹在流體腔中，流體腔與一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的循環(huán)蒸汽發(fā)生器連接，TR-1工質(zhì)可以通過流體腔將太陽能400°C左右的高溫福射熱量帶走推動一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置發(fā)電。所述的一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置由一級蒸汽發(fā)生器、一級透平膨脹機、一級發(fā)電機、一級回熱器、一級冷凝器、一級儲液罐、一級工質(zhì)加壓泵、TR-1循環(huán)工質(zhì)及管道構(gòu)成，其特征是一級發(fā)生器由過熱氣熱交換器和過工質(zhì)熱交換器組成，過熱氣熱交換器通過輸熱管道、熱泵與超導槽式太陽能集熱裝置連接，超導槽式太陽能集熱裝置的TR-3工質(zhì)蒸汽經(jīng)輸熱管道進入一級發(fā)生器的過氣熱交換器，將太陽輻射熱能傳導給過工質(zhì)熱交換器，使流經(jīng)過工質(zhì)熱交換器中的TR-1工質(zhì)迅速蒸發(fā)為工質(zhì)蒸汽。過工質(zhì)熱交換器的出口通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級透平膨脹機連接，然后TR-1工質(zhì)蒸汽由循環(huán)工質(zhì)管道進入一級透平膨脹機內(nèi)做功，帶動一級發(fā)電機發(fā)電。一級透平膨脹機排出的熱TR-1工質(zhì)蒸汽經(jīng)循環(huán)工質(zhì)管道與一級回熱器的入口連通，回熱器的出口通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級冷凝器的進氣口連通，一級冷凝器的出液口與一級儲液罐進口連通，一級儲液罐的出口通過一級工質(zhì)加壓泵與一級回熱器的進液口連通，一級回熱器的出液口與一級蒸汽發(fā)生器的過工質(zhì)熱交換器的進口連通。由一級透平膨脹機膨脹后的排氣進入一級回熱器、再進入一級冷凝器凝結(jié)成液體進入一級儲液罐，再被一級工質(zhì)加壓泵加壓進入一級回熱器預熱后又進入一級蒸汽發(fā)生器的過工質(zhì)熱交換器，汲取過氣熱交換器傳導來的太陽輻射熱能繼續(xù)蒸發(fā)，完成一個回路循環(huán)，周而復始，一級發(fā)電機連續(xù)發(fā)電。所述的二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置由一級冷凝器、二級透平膨脹機、二級發(fā)電機、二級冷凝器、二級回熱器、二級儲液罐、二級工質(zhì)加壓泵、TR-2循環(huán)工質(zhì)及管道組成，其特征是一級冷凝器是二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的蒸汽發(fā)生器，一級透平膨脹機排出的熱TR-1工質(zhì)蒸汽經(jīng)循環(huán)工質(zhì)管道和一級回熱器進入一級冷凝器后，將余熱傳導給二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的TR-2工質(zhì)，TR-2工質(zhì)受熱后迅速蒸發(fā)為工質(zhì)蒸汽，通過循環(huán)工質(zhì)管道進入二級透平膨脹機內(nèi)做功，帶動二級發(fā)電機發(fā)電。二級透平膨脹機排出的熱TR-2工質(zhì)蒸汽經(jīng)循環(huán)工質(zhì)管道進入熱聚變發(fā)電裝置發(fā)電、再進入二級回熱器、再進入二級冷凝器凝結(jié)成液體進入二級儲液罐，再被二級工質(zhì)加壓泵加壓進入二級回熱器預熱后進入一級冷凝器，汲取一級透平膨脹機排出的熱量繼續(xù)蒸發(fā)，并將TR-1工質(zhì)蒸汽冷凝，完成一個回路循環(huán)，周而復始，二級發(fā)電機和熱聚變發(fā)電器連續(xù)發(fā)電。超導槽式太陽能集熱裝置、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置、熱聚變發(fā)電裝置、形成的各自工質(zhì)循環(huán)回路均為密閉狀態(tài)回路，不同沸點TR工質(zhì)裝在各自工質(zhì)循環(huán)回路中進行氣液相態(tài)反復變化實施不間斷的太陽能量傳遞和發(fā)電。所述的裝在各個工質(zhì)循環(huán)回路的TR工質(zhì)是新研制的高效安全低沸點無CFCs的特殊溶液工質(zhì)，外觀均無色透明，易流動，受熱易揮發(fā)，冰點-120°C，臨界溫度260°C，臨界壓力460Kpa，其換熱能力強，對于傳熱溫差小、換熱面積大的低溫太陽能郎肯循環(huán)發(fā)電回路而H，是一關(guān)鍵物質(zhì)。所述的一級和二級冷凝器均由兩組熱交換器組成，一組為過氣熱交換器，一組為過液熱交換器，在冷凝器中冷卻介質(zhì)為冷卻水或者空氣，冷卻介質(zhì)經(jīng)過過液熱交換器可以將透平排氣流經(jīng)二級冷凝器熱聚變發(fā)電器的熱量帶走送入冷卻塔進行冷卻待用；為了提高冷凝器的工作效率二級冷凝器中裝有超導散熱裝置。采用冷卻水冷卻的特點是水溫低，在冷凝器中換熱系數(shù)高，可使動力循環(huán)在比較低的凝結(jié)溫度下運行，同時冷凝器的傳熱面積也可做小。在有河流的地方還可利用河水進行工質(zhì)氣體冷卻凝結(jié)。所述的兩個回熱器由兩組熱交換器組成，一組為過氣熱交換器，一組為過液熱交換器，在兩個回熱器中透平排氣將從兩個工質(zhì)加壓泵來的液態(tài)工質(zhì)加熱后分別進入一級蒸汽發(fā)生器和一級冷凝器，這樣可以降低一級蒸汽發(fā)生器的加熱負荷和冷凝器的冷卻負荷，提聞系統(tǒng)的熱效率。所述的兩個儲液罐上安裝有超導散熱裝置，可以將儲液罐中TR液體工質(zhì)的熱量散發(fā)，降低一級集熱蒸發(fā)器的加熱負荷和冷凝器的冷卻負荷，提高系統(tǒng)的熱效率。所述的透平膨脹機也可以是螺桿膨脹機，或者向心透平機，或者滾動轉(zhuǎn)子膨脹機，或者渦旋式膨脹機。所述的熱聚變發(fā)裝置根據(jù)熱電偶發(fā)電源原理而制作的超導溫差發(fā)電裝置，由發(fā)電器、超導聚熱通道及冷水通道構(gòu)成，由透平膨脹機排出的熱TR工質(zhì)蒸汽經(jīng)熱聚變發(fā)電裝置的超導聚熱通道將發(fā)電余熱傳導給熱聚變發(fā)電裝置的聚熱器，發(fā)電器即可在熱、冷效應作用下產(chǎn)生電勢；熱聚變發(fā)電裝置的冷水口通過冷水泵與冷卻塔連接，冷水泵將冷卻塔的冷水送入熱聚變發(fā)電裝置的冷水通道為熱電偶發(fā)電提供冷源。超導太陽能有機郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小(比塔式或蝶式占地少30 50% )，安裝構(gòu)件形式不多，易于標準化，建設周期短。用于聚焦太陽光的拋物面加工簡單方便，制造成本低，技術(shù)成熟，適合批量生產(chǎn)。特別是采用我們發(fā)明的特殊TR工質(zhì)，采用超導多級發(fā)電方式，安全、可靠、環(huán)保、無污染，發(fā)電穩(wěn)定，效率高(達30% )，在目前全球性化石能源緊缺、環(huán)境壓力增大的背景下，利用巨大的太陽能發(fā)電具有十分重要的意義。

圖1是本發(fā)明的原理示意圖。圖1中1、超導槽式太陽能集熱裝置2、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置3、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置4、熱聚變發(fā)電裝置5、冷卻裝置6、槽式拋物柱面反射鏡7、玻璃套管8、超導集熱器9、散熱頭10、流體腔11、熱泵12、吸熱板13、選擇性涂層14、蒸發(fā)段15、TR-0工質(zhì)16、一級發(fā)電機17、循環(huán)管道18、一級蒸汽發(fā)生器19、一級透平膨脹機20、循環(huán)管道21、一級回熱器22、一級冷凝器23、一級儲液罐24、一級工質(zhì)加壓泵25、TR-1循環(huán)工質(zhì)26、過熱氣熱交換器27、過工質(zhì)熱交換器28、二級透平膨脹機29、二級發(fā)電機30、二級冷凝器31、二級回熱器32、二級儲液罐33、二級工質(zhì)加壓泵34、TR-2工質(zhì)35、冷卻水36、冷卻塔37、超導散熱裝置38、過氣熱交換器39、過液熱交換器40、發(fā)電器41、超導散熱裝置42、冷卻水43、TR-3工質(zhì)44、超導聚熱通道45、冷水通道46、聚熱器47、冷水泵48、超導散熱裝置49、管道
具體實施方式
如圖1原理所示，一種超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，由超導槽式太陽能集熱裝置1、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置2、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置3、熱聚變發(fā)電裝置4、冷卻裝置5及不同沸點TR工質(zhì)構(gòu)成。其特征是超導槽式太陽能集熱裝置I由若干槽式拋物柱面反射鏡6，安裝在槽式拋物柱面反射鏡6的聚焦線上的玻璃套管超導集熱器8、包裹若干超導集熱器散熱頭9的流體腔10、連接管道及熱泵11組成。太陽光照射到超導槽式太陽能集熱裝置I的槽式拋物柱面反射鏡6上，然后被反射鏡反射匯聚到超導集熱器8、聚焦光透過玻璃套管7被安裝在超導集熱器吸熱板12上的選擇性涂層13吸收轉(zhuǎn)變成高溫輻射熱，吸熱板12將高溫輻射熱傳導給超導集熱器的蒸發(fā)段14，蒸發(fā)段14內(nèi)的TR-O工質(zhì)15液體受熱汽化為蒸汽即刻將熱量流向超導集熱器的散熱頭9，經(jīng)熱泵11運行的TR-3工質(zhì)43進入流體腔10流經(jīng)散熱頭9被加熱成過熱蒸汽將熱量帶走，進入一級蒸汽發(fā)生器18放熱后再返回熱泵11—超導槽式太陽能集熱裝置1，不斷將流經(jīng)一級蒸汽發(fā)生器的TR-1工質(zhì)加熱為過熱蒸汽進入一級透平膨脹機19，帶動一級發(fā)電機16發(fā)電。所述的超導槽式太陽能集熱裝置I是矩陣型太陽能集熱裝置，單元超導槽式太陽能集熱裝置的超導集熱器8由蒸發(fā)段14、與蒸發(fā)段14連接在一體的涂有選擇性涂層13的吸熱板12、與蒸發(fā)段14連通在一體的散熱頭9組成，蒸發(fā)段14裝在玻璃套管7中，蒸發(fā)段14中裝有TR-O工質(zhì)液體15 ;相互超導集熱器的散熱頭9平行排列，且包裹在流體腔10中，流體腔10與一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置2的一級蒸汽發(fā)生器18連接，TR-3工質(zhì)43通過流體腔10將太陽能400°C左右的高溫輻射熱量運入一級蒸汽發(fā)生器18反復加熱流經(jīng)一級蒸汽發(fā)生器18的TR-1工質(zhì)使其蒸發(fā)成高溫高壓的過熱蒸汽推動一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置發(fā)電。所述的一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置2由一級蒸汽發(fā)生器18、一級透平膨脹機19、一級發(fā)電機16、一級回熱器21、一級冷凝器22、一級儲液罐23、一級工質(zhì)加壓泵24、TR_1循環(huán)工質(zhì)25及管道構(gòu)成，其特征是一級蒸汽發(fā)生器18由過熱氣熱交換器26和過工質(zhì)熱交換器27組成，過熱氣熱交換器26通過輸熱管道、熱泵11與超導槽式太陽能集熱裝置I連接，超導槽式太陽能集熱裝置I的TR-3工質(zhì)蒸汽經(jīng)輸熱管道進入一級蒸汽發(fā)生器18的過熱氣熱交換器，將太陽輻射熱能傳導給過工質(zhì)熱交換器27，使流經(jīng)過工質(zhì)熱交換器中的TR-1工質(zhì)25迅速蒸發(fā)為工質(zhì)蒸汽。過工質(zhì)熱交換器27的出口通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級透平膨脹機19連接，然后TR-1工質(zhì)蒸汽由循環(huán)工質(zhì)管道進入一級透平膨脹機19內(nèi)做功，帶動一級發(fā)電機16發(fā)電。一級透平膨脹機19排出的熱TR-1工質(zhì)蒸汽經(jīng)循環(huán)工質(zhì)管道與一級回熱器21的入口連通，一級回熱器21的出口通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級冷凝器22的進氣口連通，一級冷凝器22的出液口與一級儲液罐23進口連通，一級儲液罐23的出口通過一級工質(zhì)加壓泵24與一級回熱器21的進液口連通，一級回熱器21的出液口與一級蒸汽發(fā)生器18的過工質(zhì)熱交換器的進口連通。由一級透平膨脹機19膨脹后的排氣進入一級回熱器21、再進入一級冷凝器22凝結(jié)成液體進入一級儲液罐23，再被一級工質(zhì)加壓泵24加壓進入一級回熱器21預熱后又進入一級蒸汽發(fā)生器18的過工質(zhì)熱交換器，汲取過氣熱交換器傳導來的太陽輻射熱能繼續(xù)蒸發(fā)，完成一個回路循環(huán)，周而復始，一級發(fā)電機連續(xù)發(fā)電。所述的二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置3由一級冷凝器22、二級透平膨脹機28、二級發(fā)電機29、二級冷凝器30、二級回熱器31、二級儲液罐32、二級工質(zhì)加壓泵33、TR_2循環(huán)工質(zhì)34及管道組成，其特征是一級冷凝器22是二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的蒸汽發(fā)生器，一級透平膨脹機19排出的熱TR-1工質(zhì)蒸汽經(jīng)循環(huán)工質(zhì)管道和一級回熱器21進入一級冷凝器22后，將余熱傳導給二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的TR-2工質(zhì)34，TR-2工質(zhì)34受熱后迅速蒸發(fā)為工質(zhì)蒸汽，通過循環(huán)工質(zhì)管道進入二級透平膨脹機28內(nèi)做功，帶動二級發(fā)電機29發(fā)電。二級透平膨脹機28排出的熱TR-2工質(zhì)蒸汽經(jīng)循環(huán)工質(zhì)管道進入熱聚變發(fā)電裝置4發(fā)電、再進入二級回熱器31、再進入二級冷凝器30凝結(jié)成液體進入二級儲液罐32，再被二級工質(zhì)加壓泵33加壓進入二級回熱器31預熱后進入一級冷凝器22，汲取一級透平膨脹機19排出的熱量繼續(xù)蒸發(fā)，并將TR-1工質(zhì)蒸汽冷凝，完成一個回路循環(huán)，周而復始，二級發(fā)電機29和熱聚變發(fā)電裝置4連續(xù)發(fā)電。超導槽式太陽能集熱裝置1、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置2、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置3及熱聚變發(fā)電裝置4的各自工質(zhì)循環(huán)回路均為密閉狀態(tài)回路，不同沸點TR工質(zhì)裝在各自工質(zhì)循環(huán)回路中進行氣液相態(tài)反復變化實施不間斷的太陽能量傳遞和發(fā)電。所述的裝在各個工質(zhì)循環(huán)回路的TR工質(zhì)是新研制的高效安全低沸點無CFCs的特殊溶液工質(zhì)，外觀均無色透明，易流動，受熱易揮發(fā)，冰點-120°C，臨界溫度260°C，臨界壓力460Kpa，其換熱能力強，對于傳熱溫差小、換熱面積大的低溫太陽能郎肯循環(huán)發(fā)電回路而H，是一關(guān)鍵物質(zhì)。所述的一級和二級冷凝器均由兩組熱交換器組成，一組為過氣熱交換器，一組為過液熱交換器，在二級冷凝器30中冷卻介質(zhì)為冷卻水42或者空氣，冷卻介質(zhì)經(jīng)過過液熱交換器可以將透平排氣流經(jīng)二級冷凝器30和熱聚變發(fā)電器4和的熱量帶走送入冷卻塔36進行冷卻待用；為了提高冷凝器的工作效率二級冷凝器30中裝有超導散熱裝置41。采用冷卻水冷卻的特點是水溫低，在冷凝器中換熱系數(shù)高，可使動力循環(huán)在比較低的凝結(jié)溫度下運行，同時冷凝器的傳熱面積也可做小。在有河流的地方還可利用河水進行工質(zhì)氣體冷卻凝結(jié)。所述的兩個回熱器由兩組熱交換器組成，一組為過氣熱交換器，一組為過液熱交換器，在兩個回熱器中透平排氣將從兩個工質(zhì)加壓泵來的液態(tài)工質(zhì)加熱后分別進入一級蒸汽發(fā)生器18和一級冷凝器22，這樣可以降低一級蒸汽發(fā)生器18的加熱負荷和冷凝器的冷卻負荷，提聞系統(tǒng)的熱效率。所述的兩個儲液罐上均安裝有超導散熱裝置37、48，可以將儲液罐中TR液體工質(zhì)的熱量散發(fā)，降低一級蒸汽發(fā)生器18的加熱負荷和冷凝器的冷卻負荷，提高系統(tǒng)的熱效率。所述的兩級透平膨脹機19、28也可以是螺桿膨脹機，或者向心透平機，或者滾動轉(zhuǎn)子膨脹機，或者渦旋式膨脹機。所述的熱聚變發(fā)電裝置4根據(jù)熱電偶發(fā)電源原理而制作的超導溫差發(fā)電裝置，由發(fā)電器40、超導聚熱通道44及冷水通道45構(gòu)成，由二級透平膨脹機28排出的熱TR工質(zhì)蒸汽經(jīng)熱聚變發(fā)電裝置4的超導聚熱通道44將發(fā)電余熱傳導給熱聚變發(fā)電裝置的聚熱器46，發(fā)電器40即可在熱、冷效應作用下產(chǎn)生電勢；熱聚變發(fā)電裝置4的冷水口通過冷卻裝置5的冷水泵47與冷卻塔36連接，冷水泵47將冷卻塔36的冷卻水42送入熱聚變發(fā)電裝置4的冷水通道45為熱電偶發(fā)電提供冷源。
權(quán)利要求1.一種超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，由超導槽式太陽能集熱裝置(I)、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(2)、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(3)、熱聚變發(fā)電裝置(4)、冷卻裝置(5)及不同沸點的TR工質(zhì)構(gòu)成，其特征是超導槽式太陽能集熱裝置(I)由若干槽式拋物柱面反射鏡￠)，安裝在槽式拋物柱面反射鏡￠)的聚焦線上的玻璃套管超導集熱器(8)、包裹若干超導集熱器散熱頭(9)的流體腔(10)、連接管道及熱泵(11)組成；超導槽式太陽能集熱裝置(I)、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(2)、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(3)及熱聚變發(fā)電裝置(4)均采用不同沸點的TR工質(zhì)，且不同沸點TR工質(zhì)各自裝在各自密閉的循環(huán)回路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的超導槽式太陽能集熱裝置(I)是矩陣型太陽能集熱裝置，單元超導槽式太陽能集熱裝置的超導集熱器(8)由蒸發(fā)段(14)、與蒸發(fā)段(14)連接在一體的涂有選擇性涂層(13)的吸熱板(12)、與蒸發(fā)段(14)連通在一體的散熱頭(9)組成，蒸發(fā)段(14)裝在玻璃套管(7)中，蒸發(fā)段(14)中裝有TR-O工質(zhì)液體(15);相互超導集熱器的散熱頭(9)平行排列，被包裹在流體腔(10)中，流體腔(10) —頭與一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(2)的一級蒸汽發(fā)生器(18)連接，一頭與循環(huán)管道上的熱泵(11)連接，TR-3工質(zhì)(43)裝在流體腔(10)及矩陣型太陽能集熱裝置的循環(huán)管道中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(2)由一級蒸汽發(fā)生器(18)、一級透平膨脹機(19)、一級發(fā)電機(16)、一級回熱器(21)、一級冷凝器(22)、一級儲液罐(23)、一級工質(zhì)加壓泵(24)、TR-1循環(huán)工質(zhì)(25)及管道構(gòu)成，其特征是一級蒸汽發(fā)生器(18)由過熱氣熱交換器(26)和過工質(zhì)熱交換器(27)組成，過熱氣熱交換器(26)通過輸熱管道、熱泵(11)與超導槽式太陽能集熱裝置(I)連接，并形成回路；過工質(zhì)熱交換器(27)通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級透平膨脹機(19)連接，一級透平膨脹機(19)通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級回熱器(21)連接，一級回熱器(21)通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級冷凝器(22)連接，一級冷凝器(22)通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級儲液罐(23)連接，一級儲液罐(23)通過循環(huán)工質(zhì)管道與一級回熱器(21)連接，一級回熱器(21)通過循環(huán)工質(zhì)管道與一 級蒸汽發(fā)生器(18)的過工質(zhì)熱交換器(27)連接，構(gòu)成一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的循環(huán)回路，TR-1循環(huán)工質(zhì)(25)裝在一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的循環(huán)回路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置(3)由一級冷凝器(22)、二級透平膨脹機(28)、二級發(fā)電機(29)、二級冷凝器(30)、二級回熱器(31)、二級儲液罐(32)、二級工質(zhì)加壓泵(33)、TR-2循環(huán)工質(zhì)(34)及管道組成，一級冷凝器(22)是二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的蒸汽發(fā)生器，二級透平膨脹機(28)——循環(huán)工質(zhì)管道——熱聚變發(fā)電裝置(4)——二級回熱器(31)——二級冷凝器(30)—二級儲液罐(32)—二級工質(zhì)加壓泵(33)—二級回熱器(31)——一級冷凝器(22)—二級透平膨脹機構(gòu)成二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的循環(huán)回路，TR-2工質(zhì)(34)裝在二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的循環(huán)回路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的裝在各個工質(zhì)循環(huán)回路的TR工質(zhì)是低沸點無CFCs溶液工質(zhì)，外觀無色透明，易流動，受熱易揮發(fā)，冰點_120°C，臨界溫度260°C，臨界壓力為460Kpa。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的一級和二級冷凝器均由兩組熱交換器組成，一組為過氣熱交換器，一組為過液熱交換器，二級冷凝器(30)中裝有超導散熱裝置(41)，二級冷凝器(30)中冷卻介質(zhì)為冷卻水(42)或者空氣或者流動的河水。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的兩個回熱器由兩組熱交換器組成，一組為過氣熱交換器，一組為過液熱交換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的兩個儲液罐(23、32)上均安裝有超導散熱裝置(37、48)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的兩級透平膨脹機(19、28)是螺桿膨脹機，或者向心透平機，或者滾動轉(zhuǎn)子膨脹機，或者渦旋式膨脹機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的熱聚變發(fā)電裝置(4)由發(fā)電器(40)、超導聚熱通道(44)及冷水通道(45)構(gòu)成，熱聚變發(fā)電裝置(4)的冷水口通過冷卻裝置(5)的冷水泵(47)與冷卻塔(36)連接，熱聚變發(fā)電裝置(4)的冷水通道(45)—管道一冷水泵(47)—冷卻塔(36)——二級冷凝器(30)——冷水通道(45)構(gòu)成一冷卻循 環(huán)回路。
專利摘要一種超導槽式太陽能郎肯循環(huán)多級發(fā)電系統(tǒng)，由超導槽式太陽能集熱裝置、一級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置、二級朗肯循環(huán)發(fā)電裝置、熱聚變發(fā)電裝置、冷卻裝置及不同沸點TR工質(zhì)構(gòu)成，其特征是采用高效超導槽式太陽能集熱裝置聚熱，通過TR工質(zhì)驅(qū)使兩級透平發(fā)電機及熱聚變發(fā)電器發(fā)電，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占地面小，發(fā)電穩(wěn)定，效率高，易標準化，適合批量生產(chǎn)，在目前全球性化石能源緊缺、環(huán)境污染壓力增大的背景下，采用該技術(shù)利用巨大的太陽能高效率發(fā)電具有十分重要的意義。
文檔編號H02N11/00GK202937416SQ20122015124
公開日2013年5月15日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者田海金, 武宏量 申請人:田海金, 武宏量