專(zhuān)利名稱：一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法及
其裝置。
背景技術(shù)：
全球太陽(yáng)能輻射總量約1.7X IO17W,其中我國(guó)約占1% (1.8X IO15W,相當(dāng)于1. 9萬(wàn)億噸標(biāo)煤/年)，是我國(guó)目前年能耗總量的680倍。電力是世界上消耗量最大的二次能源， 太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)是緩解當(dāng)前能源危機(jī)的有效手段，應(yīng)用前景極廣。太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)主要分為光伏發(fā)電和太陽(yáng)能熱發(fā)電兩大類(lèi)。光伏發(fā)電主要是利用光伏電池板的光電效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電，在無(wú)光或者太陽(yáng)光強(qiáng)度波動(dòng)時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)完全停止發(fā)電或者發(fā)電功率大幅波動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)沖擊很大。太陽(yáng)能熱發(fā)電主要是通過(guò)拋物面反射鏡將太陽(yáng)光聚集起來(lái)，直接利用外熱式發(fā)動(dòng)機(jī)(如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī))發(fā)電，或通過(guò)換熱裝置產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。太陽(yáng)能熱發(fā)電效率較高，可以通過(guò)熱量存儲(chǔ)在晚上或者無(wú)光時(shí)間繼續(xù)發(fā)電，但是，遇到季節(jié)變化或較長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣時(shí)，太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行也隨之不穩(wěn)定甚至必須停機(jī)。因此，非常有必要開(kāi)發(fā)一種可以聯(lián)合常規(guī)能源或其他可再生能源的太陽(yáng)能發(fā)電方法，增加發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的不足，提供一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法及其裝置。帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法是在白天陽(yáng)光充足時(shí)，聚集后的太陽(yáng)光透過(guò)雙層抽真空石英玻璃防護(hù)罩，照射在設(shè)有鰭片的吸熱面上，吸熱面及鰭片上的深色吸光材料將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為熱量，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體將熱量迅速帶走，使得集熱器出口的循環(huán)流體溫度達(dá)到900°C 1400°C ；在陽(yáng)光不足或者陰雨日的白天，啟用燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)，同時(shí)利用聚集后陽(yáng)光照射在設(shè)有鰭片的吸熱面上轉(zhuǎn)化的熱量和燃?xì)庋a(bǔ)燃產(chǎn)生的熱量加熱循環(huán)流體，使循環(huán)流體的出口溫度達(dá)到900°C 1400°C ；隨后，循環(huán)流體進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行換熱，將部分熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱器內(nèi)，同時(shí)將蓄熱器出口溫度維持在700°C 950°C，隨后，循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在300°C 600°C，隨后進(jìn)入冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在增溫室內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入集熱器內(nèi)加熱；在晚上，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體直接進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行吸熱，使得蓄熱器出口處循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在700°C 950°C，隨后，循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在300°C 600°C進(jìn)入冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在增溫室進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行吸熱，依此循環(huán)驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)做功發(fā)電。帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電裝置由集熱器、蓄熱器、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、 增壓機(jī)、換熱器和循環(huán)流體切換閥門(mén)組成，其中集熱器的出口與蓄熱器入口連接，蓄熱器出口與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔的入口連接，換熱腔的出口與冷卻室入口連接，冷卻室出口與增壓機(jī)入口連接，增壓機(jī)出口與增溫室入口連接，增溫室出口通過(guò)循環(huán)流體切換閥門(mén)分別與集熱器的入口和蓄熱器入口連接；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)連接。燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)采用蓄熱燃燒方式，將排放煙氣的顯熱貯存于蓄熱換熱器內(nèi)用于預(yù)熱助燃空氣，減少燃?xì)馐褂昧俊Ｋ龅募療崞饔扇細(xì)鈨?chǔ)氣罐、燃?xì)饪傞y門(mén)、蓄熱換熱器、燃?xì)馇袚Q閥門(mén)、燃?xì)馊紵?、入口、吸熱面、鰭片、?dǎo)流板、補(bǔ)熱換熱板、雙層抽真空石英玻璃、燃?xì)馊紵?、循環(huán)流體吸熱室、出口、引風(fēng)機(jī)、煙氣切換閥門(mén)、空氣切換閥門(mén)、鼓風(fēng)機(jī)組成；循環(huán)流體吸熱室上方設(shè)有雙層抽真空石英玻璃，雙層抽真空石英玻璃兩邊對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)入口，循環(huán)流體吸熱室內(nèi)傾斜布置設(shè)有鰭片的吸熱面，設(shè)有鰭片的吸熱面中間設(shè)有循環(huán)流體孔，吸熱面下方設(shè)有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板下方設(shè)有補(bǔ)熱換熱板，補(bǔ)熱換熱板將燃?xì)馊紵液脱h(huán)流體吸熱室分開(kāi)，導(dǎo)流板引導(dǎo)循環(huán)流體從吸熱面背面流過(guò)后再?gòu)娜細(xì)馊紵疑喜康难a(bǔ)熱換熱板上方通道流過(guò)。補(bǔ)熱換熱板中間設(shè)有出口，燃?xì)馊紵覂蛇叿謩e設(shè)有燃?xì)馊紵鳎瑑蓚€(gè)燃?xì)馊紵魍ㄟ^(guò)燃?xì)馇袚Q閥門(mén)和燃?xì)饪傞y門(mén)與燃?xì)鈨?chǔ)氣罐連接，燃?xì)馊紵覂蛇叿謩e設(shè)有蓄熱換熱器，兩個(gè)蓄熱換熱器一端口通過(guò)空氣切換閥門(mén)連接，空氣切換閥門(mén)與鼓風(fēng)機(jī)連接，兩個(gè)蓄熱換熱器另一端口通過(guò)煙氣切換閥門(mén)連接，煙氣切換閥門(mén)與引風(fēng)機(jī)連接。所述的雙層抽真空石英玻璃為流線型曲面，引導(dǎo)循環(huán)流體流動(dòng)，并使得盡量多的入射光線垂直或接近垂直于鏡面，減少了光學(xué)損失。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明采用了燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)，可以在長(zhǎng)時(shí)間太陽(yáng)光強(qiáng)度不夠或者陰雨天氣時(shí)補(bǔ)充能量，克服了太陽(yáng)光不連續(xù)和不穩(wěn)定導(dǎo)致發(fā)電功率波動(dòng)甚至停機(jī)的缺點(diǎn)。2、本發(fā)明采用了循環(huán)流體吸收和傳遞熱量，可同時(shí)或分別吸收太陽(yáng)能和燃?xì)庋a(bǔ)燃所產(chǎn)生的熱能并將熱能傳遞到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端，進(jìn)行發(fā)電，增加了系統(tǒng)的靈活性。3、本發(fā)明采用了大容量蓄熱器，當(dāng)太陽(yáng)光充足時(shí)可以通過(guò)吸收循環(huán)流體的部分熱能降低其在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔入口的溫度，當(dāng)太陽(yáng)光不足時(shí)或者無(wú)光時(shí)循環(huán)流體可以通過(guò)吸收大容量蓄熱器的部分熱能提高溫度，使得其在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔入口溫度保持在較為穩(wěn)定的范圍，增加了發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4、本發(fā)明采用了換熱器和增壓機(jī)，可以有效回收熱能并提高循環(huán)流體的壓頭，減少熱能損失。


圖1是帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖中燃?xì)鈨?chǔ)氣罐1、燃?xì)饪傞y門(mén)2、蓄熱換熱器3、燃?xì)馇袚Q閥門(mén)4、燃?xì)馊紵?、入口 6、吸熱面7、鰭片8、導(dǎo)流板9、補(bǔ)熱換熱板10、雙層抽真空石英玻璃11、循環(huán)流體切換閥門(mén) 12、換熱器13、增溫室14、冷卻室15、增壓機(jī)16、發(fā)電機(jī)17、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18、換熱腔19、蓄熱器20、燃?xì)馊紵?1、循環(huán)流體吸熱室22、出口 23、引風(fēng)機(jī)M、煙氣切換閥門(mén)25、空氣切換閥門(mén)26、鼓風(fēng)機(jī)27、集熱器28。
具體實(shí)施例方式
帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法是在白天陽(yáng)光充足時(shí)，聚集后的太陽(yáng)光透過(guò)雙層抽真空石英玻璃11防護(hù)罩，照射在設(shè)有鰭片8的吸熱面7上，吸熱面及鰭片上的深色吸光材料將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為熱量，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體將熱量迅速帶走，使得集熱器觀出口的循環(huán)流體溫度達(dá)到900°C 1400°C ；在陽(yáng)光不足或者陰雨日的白天，啟用燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)， 同時(shí)利用聚集后陽(yáng)光照射在設(shè)有鰭片的吸熱面上轉(zhuǎn)化的熱量和燃?xì)庋a(bǔ)燃產(chǎn)生的熱量加熱循環(huán)流體，使循環(huán)流體的出口溫度達(dá)到900°C 1400°C;隨后，循環(huán)流體進(jìn)入蓄熱器20進(jìn)行換熱，將部分熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱器20內(nèi)，同時(shí)將蓄熱器出口溫度維持在700°C 950°C，隨后， 循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18的換熱腔19，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在300°C 600°C，隨后進(jìn)入冷卻室15，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)16對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在增溫室14內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入集熱器觀內(nèi)加熱；在晚上，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體直接進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行吸熱，使得蓄熱器出口處循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在700°C 950°C，隨后，循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18的換熱腔19，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電， 換熱腔出口的循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在300°C 600°C進(jìn)入冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在增溫室進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行吸熱，依此循環(huán)驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)做功發(fā)電。所述的燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)采用蓄熱燃燒方式，將排放煙氣的顯熱貯存于蓄熱換熱器內(nèi)用于預(yù)熱助燃空氣，減少燃?xì)馐褂昧?。如圖1所示，帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電裝置由集熱器觀、蓄熱器20、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18、發(fā)電機(jī)17、增壓機(jī)16、換熱器13和循環(huán)流體切換閥門(mén)12組成，其中集熱器觀的出口 23與蓄熱器20入口連接，蓄熱器20出口與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18的換熱腔19的入口連接，換熱腔19的出口與冷卻室15入口連接，冷卻室15出口與增壓機(jī)16入口連接，增壓機(jī) 16出口與增溫室14入口連接，增溫室14出口通過(guò)循環(huán)流體切換閥門(mén)12分別與集熱器28 的入口 6和蓄熱器20入口連接；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)18與發(fā)電機(jī)17連接。如圖1所示，所述的集熱器觀由燃?xì)鈨?chǔ)氣罐1、燃?xì)饪傞y門(mén)2、蓄熱換熱器3、燃?xì)馇袚Q閥門(mén)4、燃?xì)馊紵?、入口 6、吸熱面7、鰭片8、導(dǎo)流板9、補(bǔ)熱換熱板10、雙層抽真空石英玻璃11、燃?xì)馊紵?1、循環(huán)流體吸熱室22、出口 23、引風(fēng)機(jī)對(duì)、煙氣切換閥門(mén)25、空氣切換閥門(mén)沈、鼓風(fēng)機(jī)27組成；循環(huán)流體吸熱室22上方設(shè)有雙層抽真空石英玻璃11，雙層抽真空石英玻璃11兩邊對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)入口 6，循環(huán)流體吸熱室內(nèi)傾斜布置設(shè)有鰭片8的吸熱面7，設(shè)有鰭片8的吸熱面7中間設(shè)有循環(huán)流體孔，吸熱面7下方設(shè)有導(dǎo)流板9，導(dǎo)流板9 下方設(shè)有補(bǔ)熱換熱板10，補(bǔ)熱換熱板10將燃?xì)馊紵?1和循環(huán)流體吸熱室22分開(kāi)，補(bǔ)熱換熱板10中間設(shè)有出口 23，燃?xì)馊紵?1兩邊分別設(shè)有燃?xì)馊紵?，兩個(gè)燃?xì)馊紵? 通過(guò)燃?xì)馇袚Q閥門(mén)4和燃?xì)饪傞y門(mén)2與燃?xì)鈨?chǔ)氣罐1連接，燃?xì)馊紵?1兩邊分別設(shè)有蓄熱換熱器3，兩個(gè)蓄熱換熱器3 —端口通過(guò)空氣切換閥門(mén)沈連接，空氣切換閥門(mén)沈與鼓風(fēng)機(jī)27連接，兩個(gè)蓄熱換熱器3另一端口通過(guò)煙氣切換閥門(mén)25連接，煙氣切換閥門(mén)25與引風(fēng)機(jī)M連接。所述的雙層抽真空石英玻璃11為流線型曲面，引導(dǎo)循環(huán)流體流動(dòng)，并使得盡量多的入射光線垂直或接近垂直于鏡面，減少了光學(xué)損失。
所述的導(dǎo)流板9引導(dǎo)循環(huán)流體從吸熱面8背面流過(guò)后再?gòu)娜細(xì)馊紵?1上部的補(bǔ)熱換熱板10上方通道流過(guò)。本發(fā)明的工作過(guò)程
在太陽(yáng)光充足時(shí)，聚集后的太陽(yáng)光透過(guò)雙層抽真空石英玻璃防護(hù)罩，照射在設(shè)有鰭片的吸熱面上，吸熱面及鰭片上的深色吸光材料將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為熱量。增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體從兩側(cè)入口進(jìn)入集熱器，循環(huán)流體沖刷帶有鰭片的吸熱面的正面和反面，鰭片有助于加強(qiáng)流體擾動(dòng)，增加換熱系數(shù)將熱量迅速帶走，并將循環(huán)流體溫度提高到90(TC 140(TC ；加熱后的循環(huán)流體進(jìn)入蓄熱器，將部分熱量?jī)?chǔ)存在大容量蓄熱器內(nèi)，并將循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在700°C 950°C，隨后循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端的換熱腔，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體進(jìn)入換熱器的冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到 150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在換熱器的增溫室進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入集熱器內(nèi)加熱，依此循環(huán)驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)做功發(fā)電。在太陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間不足或者陰雨天氣時(shí)，開(kāi)啟燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)為熱發(fā)電系統(tǒng)提供熱能，維持發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。采用蓄熱燃燒方式，將排放的燃燒煙氣的顯熱貯存于蓄熱換熱器內(nèi)用于預(yù)熱助燃空氣，減少燃?xì)馐褂昧?；此時(shí)，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體從兩側(cè)入口進(jìn)入帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱器后，一方面沖刷帶有鰭片的吸熱面的正反面吸收熱量，另一方面通過(guò)補(bǔ)熱換熱板吸收燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量，將循環(huán)流體溫度提高到 900°C 140(TC ；加熱后的循環(huán)流體進(jìn)入大容量蓄熱器，將部分熱量?jī)?chǔ)存在大容量蓄熱器內(nèi)，并將循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在700°C 950°C，隨后循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端的換熱腔，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體進(jìn)入換熱器的冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在換熱器的增溫室進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱器內(nèi)加熱，依此循環(huán)驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)做功發(fā)電。在晚間無(wú)光時(shí)，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體經(jīng)過(guò)循環(huán)流體切換閥直接進(jìn)入大容量蓄熱器，將吸收大容量蓄熱器內(nèi)儲(chǔ)存的熱能，并將循環(huán)流體溫度加熱到700°C 950°C，隨后循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端的換熱腔，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電， 換熱腔出口的循環(huán)流體進(jìn)入換熱器的冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在換熱器的增溫室進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入大容量蓄熱器加熱，依此循環(huán)驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)做功發(fā)電。實(shí)施例
本實(shí)施中的裝置由集熱器、蓄熱器、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、增壓機(jī)、換熱器和循環(huán)流體切換閥門(mén)組成，其中集熱器的出口與蓄熱器入口連接，蓄熱器出口與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔的入口連接，換熱腔的出口與冷卻室入口連接，冷卻室出口與增壓機(jī)入口連接，增壓機(jī)出口與增溫室入口連接，增溫室出口通過(guò)循環(huán)流體切換閥門(mén)分別與集熱器的入口和蓄熱器入口連接。集熱器入口直徑0. 35米，循環(huán)流體吸熱室內(nèi)吸熱面傾斜角度為30 °，蓄熱器長(zhǎng)0. 8 米，直徑0. 36米，截面開(kāi)孔率6% ；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率lkW。在華東地區(qū)夏季晴天，聚光系統(tǒng)聚光后的太陽(yáng)能能量密度約為300 kff/m2 500kW/m2，日照時(shí)間約為10小時(shí)。循環(huán)流體的質(zhì)量流量約為9. ^cg/h，從兩側(cè)入口通入集熱器，入口溫度約為250°C 300°C ；循環(huán)流體出口溫度為1000°C 1400°C，經(jīng)大容量蓄熱器使其降溫后，循環(huán)流體在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)換熱腔進(jìn)口處的溫度為750°C 900°C，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電功率為0.80 kW 0. 95 kW。換熱腔出口的循環(huán)流體依次通過(guò)冷卻室、增壓機(jī)以及增溫室，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入集熱器內(nèi)加熱。在晚間，操作循環(huán)流體切換閥使其換向，循環(huán)流體直接進(jìn)入大容量蓄熱器， 出口溫度約為700°C 900°C，發(fā)電功率為0. 65 kff 0. 85kW。
權(quán)利要求
1.一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法，其特征在于在白天陽(yáng)光充足時(shí)，聚集后的太陽(yáng)光透過(guò)雙層抽真空石英玻璃(11)防護(hù)罩，照射在設(shè)有鰭片(8)的吸熱面(7)上， 吸熱面及鰭片上的深色吸光材料將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為熱量，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體將熱量迅速帶走，使得集熱器(28)出口的循環(huán)流體溫度達(dá)到900°C 1400°C ；在陽(yáng)光不足或者陰雨日的白天，啟用燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)，同時(shí)利用聚集后陽(yáng)光照射在設(shè)有鰭片的吸熱面上轉(zhuǎn)化的熱量和燃?xì)庋a(bǔ)燃產(chǎn)生的熱量加熱循環(huán)流體，使循環(huán)流體的出口溫度達(dá)到900°C 1400°C ；隨后， 循環(huán)流體進(jìn)入蓄熱器(20 )進(jìn)行換熱，將部分熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱器(20 )內(nèi)，同時(shí)將蓄熱器出口溫度維持在700°C 950°C，隨后，循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(18)的換熱腔(19)，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(18)用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在300°C 600°C，隨后進(jìn)入冷卻室(15)，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)(16)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在增溫室(14)內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入集熱器 (28)內(nèi)加熱；在晚上，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體直接進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行吸熱，使得蓄熱器出口處循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在700°C 950°C，隨后，循環(huán)流體進(jìn)入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(18)的換熱腔 (19)，將部分熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用于做功發(fā)電，換熱腔出口的循環(huán)流體溫度穩(wěn)定在 300°C 600°C進(jìn)入冷卻室，將循環(huán)流體冷卻到150°C 200°C后，利用增壓機(jī)對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行增壓，然后在增溫室進(jìn)行預(yù)熱，增壓預(yù)熱后的循環(huán)流體再次進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行吸熱，依此循環(huán)驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)做功發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法，其特征在于所述的燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)采用蓄熱燃燒方式。
3.—種如權(quán)利要求1所述方法設(shè)計(jì)的帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電裝置，其特征在于裝置由集熱器(28)、蓄熱器(20)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(18)、發(fā)電機(jī)(17)、增壓機(jī)(16)、換熱器 (13)和循環(huán)流體切換閥門(mén)(12)組成，其中集熱器(28)的出口(23)與蓄熱器(20)入口連接，蓄熱器(20)出口與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(18)的換熱腔(19)的入口連接，換熱腔(19)的出口與冷卻室(15)入口連接，冷卻室(15)出口與增壓機(jī)(16)入口連接，增壓機(jī)(16)出口與增溫室(14)入口連接，增溫室(14)出口通過(guò)循環(huán)流體切換閥門(mén)(12)分別與集熱器(28)的入口(6)和蓄熱器(20)入口連接；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(18)與發(fā)電機(jī)(17)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電裝置，其特征在于所述的集熱器(28)由燃?xì)鈨?chǔ)氣罐(1)、燃?xì)饪傞y門(mén)(2)、蓄熱換熱器(3)、燃?xì)馇袚Q閥門(mén)(4)、燃?xì)馊紵?5)、入口(6)、吸熱面(7)、鰭片(8)、導(dǎo)流板(9)、補(bǔ)熱換熱板(10)、雙層抽真空石英玻璃(11)、燃?xì)馊紵?21)、循環(huán)流體吸熱室(22)、出口(23)、引風(fēng)機(jī)(24)、煙氣切換閥門(mén) (25)、空氣切換閥門(mén)(26)、鼓風(fēng)機(jī)(27)組成；循環(huán)流體吸熱室(22)上方設(shè)有雙層抽真空石英玻璃(11)，雙層抽真空石英玻璃(11)兩邊對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)入口(6)，循環(huán)流體吸熱室內(nèi)傾斜布置設(shè)有鰭片(8)的吸熱面(7)，設(shè)有鰭片(8)的吸熱面(7)中間設(shè)有循環(huán)流體孔，吸熱面 (7)下方設(shè)有導(dǎo)流板(9)，導(dǎo)流板(9)下方設(shè)有補(bǔ)熱換熱板(10)，補(bǔ)熱換熱板(10)將燃?xì)馊紵?21)和循環(huán)流體吸熱室(22)分開(kāi)，補(bǔ)熱換熱板(10)中間設(shè)有出口(23)，燃?xì)馊紵?(21)兩邊分別設(shè)有燃?xì)馊紵?5)，兩個(gè)燃?xì)馊紵?5)通過(guò)燃?xì)馇袚Q閥門(mén)(4)和燃?xì)饪傞y門(mén)(2)與燃?xì)鈨?chǔ)氣罐(1)連接，燃?xì)馊紵?21)兩邊分別設(shè)有蓄熱換熱器(3)，兩個(gè)蓄熱換熱器(3)—端口通過(guò)空氣切換閥門(mén)(26)連接，空氣切換閥門(mén)(26)與鼓風(fēng)機(jī)(27)連接，兩個(gè)蓄熱換熱器(3)另一端口通過(guò)煙氣切換閥門(mén)(25)連接，煙氣切換閥門(mén)(25)與引風(fēng)機(jī)(24)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電裝置，其特征在于所述的雙層抽真空石英玻璃(11)為流線型曲面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶有燃?xì)庋a(bǔ)燃的太陽(yáng)能蓄熱發(fā)電方法及其裝置。裝置由集熱器、蓄熱器、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、增壓機(jī)、換熱器和循環(huán)流體切換閥門(mén)組成，其中集熱器的出口與蓄熱器入口連接，蓄熱器出口與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔的入口連接，換熱腔的出口與冷卻室入口連接，冷卻室出口與增壓機(jī)入口連接，增壓機(jī)出口與增溫室入口連接，增溫室出口通過(guò)循環(huán)流體切換閥門(mén)分別與集熱器的入口和蓄熱器入口連接；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)連接。本發(fā)明采用燃?xì)庋a(bǔ)燃系統(tǒng)，克服了太陽(yáng)光不連續(xù)和不穩(wěn)定導(dǎo)致發(fā)電功率波動(dòng)甚至停機(jī)的缺點(diǎn)。采用蓄熱器，使得斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的換熱腔入口溫度較為穩(wěn)定，增加了發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F02G1/057GK102162433SQ201110045328
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者余春江, 倪明江, 周勁松, 岑可法, 方夢(mèng)祥, 施正倫, 王勤輝, 王樹(shù)榮, 程樂(lè)鳴, 肖剛, 駱仲泱, 高翔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)