蒸發裝置和設有這種蒸發裝置的發電站的製作方法

2023-06-02 19:19:11

專利名稱:蒸發裝置和設有這種蒸發裝置的發電站的製作方法
本發明涉及一種蒸發裝置。該蒸發裝置至少包括一套由太陽能加熱設備組成的太陽能加熱裝置。該太陽能加熱設備有一個矩形的保溫室。保溫室頂部有一條縫隙、一個鏡面結構和一根管線。鏡面結構至少有個矩形鏡面裝在屋面上用以收集陽光的輻射能並通過縫隙把陽光反射進保溫室中。管線穿過保溫室延伸出去，利用它可與來自其它太陽能加熱設備的管線互相連在一起，匯集成一條蒸汽管線，延伸開來依次通過各太陽能加熱設備。該蒸發裝置還包括饋送待蒸發液體的供應裝置。
比利時901，640號專利即以申請人的名義公開了這種蒸發裝置。
在該公開的蒸發裝置中，蒸汽管形成一個回流管把膨脹槽的頂部和底部連起來。待蒸發液體的供應裝置包括一個噴射頭，用此噴射頭將水饋進膨脹槽的最頂層。水經噴射後有一部分因突然膨脹而蒸發。在膨脹槽底部的水也有一部分因有蒸汽通過而蒸發。該蒸汽實際上是膨脹槽頂部空間已形成的蒸汽經蒸汽管線在太陽能加熱設備中用以進行加熱之後通入膨脹槽底部水中的。
因此，水的蒸發過程並不是在蒸汽管本身中而是在膨脹槽中進行的。
此外，該膨脹槽增加了蒸發裝置製造上困難。
本發明的目的就是要提供上述類型的蒸發裝置，但結構簡單，經濟實惠，而且值得指出的是，不帶任何膨脹槽。
為達到此目的，本發明蒸發裝置中的饋送液體的供應裝置起碼由一根液體饋送管線和在各點連接蒸汽管線用的管接頭所組成。蒸發裝置的蒸汽管兩端有一個流量調節機構，可以在蒸汽管另一端開得較大時至少部分關閉各所說端，從而確定蒸汽管內蒸汽的流向。
待蒸發的液體是直接在蒸汽管中噴射的。液體就在蒸汽中蒸發。在某一蒸汽流向下太陽能加熱裝置中最後達到規定溫度的某一加熱設備的溫度過高時，可用流量調節機構反向調轉蒸汽管中蒸汽的流向。
在本發明的特有實施方案中，流量調節機構的蒸汽管線兩端各裝一個獨立的閥。該閥最好是流量調節閥。
在本發明的另一個值得推薦的實施方案中，蒸發裝置有若干溫度計和一個控制器。溫度計安裝在蒸汽管線的不同位置上。控制器則以溫度計測出的溫度值為函數，控制流量調節機構。
在本發明有實用價值的一個實施方案中，在太陽能加熱設備保溫室外的管接頭把饋送液體的供應裝置的管線與蒸汽管線連接起來。
連接時，最好是接到靠近各該太陽能加熱設備保溫室一端的蒸汽管線。
在本發明的一個實用的實施方案中，蒸發裝置有許多套蒸發設備，各套蒸發設備的蒸汽管彼此連接起來。
上述實施方案之一的蒸發裝置特別適合發電站製造蒸汽用。
因此本發明也適用於至少具有一個蒸汽發生器的供電站或發電站，和至少具有一個與該蒸汽發生器連接的汽輪發電機組的供電站或發電站，其特徵在於該蒸汽發生器為上述實施方案之一的蒸發裝置。
通過下面有關本發明的蒸發裝置和有關設有本發明蒸發裝置的發電站的介紹，可以了解本發明的其它特點和優點。下面的實例僅僅是為了說明本發明而提出的，完全沒有限止本
發明內容
的意圖。各參考數字從屬於附圖。
圖1是設有本發明蒸發裝置的發電站的方框圖。
圖2是圖1發電站蒸發裝置的示意圖。
以上二圖中相同的參考數字表示相同的部件。
如圖1所示，該供電站或發電站主要包括汽輪發電機組1和水蒸發裝置或蒸汽發生器2。
水通過供水管3饋送到蒸汽發生器2中。在給水管上順次排設著清除水中礦物質用的水處理器4，水泵5，貯水槽6，水泵7，通氣裝置8，熱交換器9和水泵10。
在供水管3上，上述水泵5、熱交換器9和蒸汽發生器2等設備的下遊處都設流量計11。
水泵10由旁通管12旁路，旁通管12上裝有氣動閥13。
蒸汽從蒸汽發生器2經蒸汽管線14送到汽輪機-交流同步發電機組1中。蒸汽管線14上有一個流量計11。
機組1為旁通管15所旁路。旁通管上除裝設流量計11外還裝設氣動閥13。
汽輪機有四級渦輪。第一級渦輪出來的廢汽經管線16回到水處理器4中。第二級渦輪出來的廢汽經管線16回到通氣裝置8中。第三級渦輪出來的廢汽通過管線16經熱交換器9放空。上述各管線16上都設有流量計11和氣動閥13。
第4級渦輪出來的廢汽在熱交換器17中冷卻後，由泵18經管線19泵送回貯水槽6中。管線19上設有氣動閥13和流量計11。
從圖2中可以看出，蒸汽發生器2有許多套太陽能加熱裝置。圖中只畫出兩套太陽能加熱裝置，參考數字為20，各有四個太陽能加熱設備，參考數字為21。不言而喻，各加熱裝置20中的太陽能加熱設備可以多於四個。同樣，蒸汽發生器2中的太陽能加熱裝置20可以多於兩個。
太陽能加熱設備的結構本質上是周知的，後面將加以說明。但在本發明說明書中，為了闡明本發明的內容，必要時將隨時予以介紹。
該太陽能加熱設備21是那種具有矩形密閉保溫室22的太陽能加熱器。保溫室屋頂上有一個輻射太陽能用的縱向縫隙、通過保溫室的待加熱液體管線和鏡面結構。鏡面結構至少有一面矩形鏡子23與縱向縫隙平行設置，用以收集太陽的輻射能並將其直接或通過別的鏡面經縫隙反射進保溫室22中。
比利時888，400號和901，638號專利、歐洲62，961號專利都突出地介紹了這類太陽能加熱設備21的適用品種。一九八五年六月二十八日以專利申請人名義提出的標題為「應用太陽能的裝置」的比利時專利申請書，其中提出的大多數太陽能加熱設備尤其最適用。
太陽能加熱裝置20中的各太陽能加熱設備21系在同一根蒸汽管線24上串聯裝設的。因此，從太陽能加熱設備21通過保溫室22延伸出去的各管線都是該蒸汽管線24的一部分。
蒸汽管線24兩端都接到來自發電站的蒸汽管線14上，蒸汽管線24兩端分別裝有流量調節閥25和26。
在太陽能加熱裝置20的蒸汽管線24偏離蒸汽管線14有流量調節閥25和26的一側裝設流量計27。
在該流量計27與該流量調節閥25或26之間設有溫度計28。在保溫室22中從各太陽能加熱器21出來的管線上也設溫度計28。
流量調節閥25和26皆電動閥，由控制設備29控制。流量計27、溫度計28、流調節閥25和26都經管線30與控制設備29相連。
後面將進一步說明，蒸汽的流向可在太陽能加熱裝置20的蒸汽管線24中由該流量調節閥25和26加以確定。
從流量調節閥25向流量調節閥26的方向看起，太陽能加熱裝置20的蒸汽管線24在各頭兩個太陽能加熱設備21前面和在各後兩個太陽能加熱設備21後面形成一個膨脹環路，在圖2中的參考數字為31。
供水管線3饋來的待蒸發的水直接在各不同點饋到太陽能加熱裝置20的蒸汽管線24中，實際上饋到各環路31處。
因此，各太陽能加熱裝置20都有一條支管32接到供水管線3上。此支管32經各該環路31的33、34接頭與蒸汽管線24相連。
經各太陽能加熱裝置20的支管32的水源可用裝在該管線上的斷流閥35進行斷流。
各接頭33和34是電動流量調節閥33和注水器34。帶壓的水即用此接頭注入蒸汽管線24中。水的流量由該調節閥33確定。
注水器在環路31處與蒸汽管線24相連，注水孔朝向注水管的軸向。注水管則從環路31隔壁的太陽能加熱設備21通過保溫室22延伸出去。
開動某一套加熱裝置20時，由於相應支管32上的斷流閥35開著，各有關太陽能加熱設備的注水器34將水注入。
各太陽能加熱器21的注水量由位於該注水器34前面的流量調節閥33分別調節。
所有流量調節閥33經管線36與電子控制裝置29相連。注入量作為熱平衡的函數進行調節，熱平衡則根據溫度表28測出的溫度計算。
注入太陽能加熱設備21中的水至少有一部分在加熱管道中蒸發。所產生的蒸汽在蒸汽管線中進一步流動的方向取決於流量調節閥25和26閥心位置。蒸汽流經其中一個閥心打開著的流量調節閥，進入來自發電站的蒸汽管線14。
太陽能加熱裝置20起動時，蒸汽管線24是空的。在運行過程中，該管線充有蒸汽或熱水。該蒸汽在通往下一個太陽能加熱設備21的通道中一方面進一步被加熱，另一方面由於該加熱設備21中有冷水注入而被冷卻，冷水則被蒸發成蒸汽。
然而，對於一特定的流向達到某一熱平衡之後，隨著蒸汽趨近蒸汽管線24的出口，蒸汽溫度會升高。過了一段時間之後，關上原來打開著的流量調節閥25或26並打開原來關著的流量調節閥26或25，因此該蒸汽的流向就反了。
用流量調節閥33調節注水量來調節最後蒸汽的溫度。
最終蒸汽量當然取決於注水量，但主要大體上靠接入太陽能加熱裝置20進行調節。
採用一九八五年六月二十八日以申請人名義申請題為「應用太陽能的裝置」的比利時專利申請書中介紹的那種太陽能加熱設備21時，由於該加熱裝置的保溫室22非常出色，太陽停止照射之後，蒸汽可能會繼續產生一段較長的時間。利用白天儲存在太陽能加熱設備21的保溫室22中的蓄熱材料裡的太陽能，甚至還可以在夜間製造蒸汽。
上述發電站的造價可能非常低廉。製造出來的蒸汽不僅成本低，而且還可以很好適應發電站的要求。
本發明的內容決不僅限於上述實施方案。我們會在本發明的範圍之內，特別是就實施例中所採用各部件的外形、結構、配置方式和數量等方面進行許多修改。
應特別指出的是，本發明蒸發裝置可以蒸發的液體不一定非水不可，它還可用以蒸發氟利昂等甲烷或乙烷的氯化或氟化衍生物之類的液體。
權利要求
1.蒸發裝置(2)包括至少一套(20)太陽能加熱設備(21)，加熱設備是具有矩形保溫室(22)的那一種，保溫室頂部有一個縫隙、鏡面結構和管線，鏡面結構至少有一個矩形鏡面(23)安裝在所說保溫室(22)上用以收集日光輻射並通過縫隙將日光反射進所說保溫室(22)中，管線通過所說保溫室(22)延伸出去，利用它可與來自太陽能加熱裝置(20)的好幾個太陽能加熱設備(21)的管線互相連接一起，匯集成一條蒸汽管線(24)，蒸汽管線延伸開來依次通過各太陽能加熱設備(21)，該蒸發裝置(2)還包括饋送待蒸發液體的供應裝置(32、33、34)，其特徵在於所說饋送液體的供應裝置(32、33、34)至少有一個液體供應管線(32)和接頭(33、34)在各點接至蒸汽管線(24)，以及蒸發裝置(2)的所說蒸汽管線(24)兩端各有一個流量調節機構(25、26)，此流量調節機構可以在蒸汽管另一端開得較大時至少部分關閉各所說端，從而確定蒸汽管(24)內蒸汽的流向。
2.按權利要求
1規定的蒸發裝置，其特徵在於流量調節機構(25、26)在蒸汽管線(14、24)各端有一個獨立的閥(25或26)。
3.按權利要求
2規定的蒸發裝置，其特徵在於所說閥(25和26)為流量調節閥。
4.按權利要求
1至3項中任何一項所規定的蒸發裝置，其特徵在於包括裝在蒸汽管線(24)各點上的溫度計(28)和控制流量調節機構(25、26)的控制裝置(29)，控制方式是以溫度計(28)測出的溫度作為函數進行控制的。
5.按權利要求
1至4項中任何一項規定的蒸發裝置，其特徵在於饋送液體的供應裝置(32、33、34)的接頭(33、34)接至太陽能加熱設備(21)保溫室(22)外頭的蒸汽管線(24)。
6.按權利要求
5規定的蒸發裝置，其特徵在於接頭(32、33)接至鄰接各所說太陽能加熱設備(21)保溫室(22)的一端的蒸汽管線(24)。
7.按權利要求
5和6項中任一項規定的蒸發裝置，其特徵在於供應裝置(32、33、34)的接頭(33、34)各有一個將帶壓液體注入蒸汽管線(24)中的液體注入裝置(34)。
8.按權利要求
7規定的蒸發裝置，其特徵在於來自各接頭(33、34)的液體注入裝置(34)，其注射口方向和位置使其可以在通過保溫室(22)從蒸發裝置(21)出來的管中軸向注射液體。
9.按權利要求
7和8項中任一項規定的蒸發裝置，其特徵在於饋送液體的供應裝置(32、33、34)的各接頭(33、34)還設有流量調節閥(33)。
10.按權利要求
1至9項中任何一項規定的蒸發裝置，其特徵在於一套(20)太陽能加熱設備(21)的蒸汽管線(24)在鄰接各所說太陽能蒸發設備(21)本身的一端形成一個膨脹環路(31)。
11.按權利要求
8和10規定的蒸發裝置，其特徵在於饋送液體的供應裝置(32、33、34)由接頭(33、34)在各環路(31)處與蒸汽管線(24)相連。
12.按權利要求
1至11項中任一項規定的蒸發裝置，其特徵在於該蒸發裝置有許多套(20)太陽能加熱設備(21)以及來自各套加熱裝置(20)的蒸汽管線(24)往此互相連接。
13.按權利要求
12規定的蒸發裝置，其特徵在於各加熱裝置(20)的蒸汽管線(24)兩端接到同一個公共蒸汽管線(14)上。
14.按權利要求
12和13項任一項規定的蒸發裝置，其特徵在於各套加熱裝置(20)液體供應裝置(32、33、34)的液體供應管線(32)是公共供水管線(3)的支管。
15.按權利要求
14規定的蒸發裝置，其特徵在於各套加熱裝置(20)液體供應裝置(32、33、34)的液體供應管線(32)上設有斷流閥(35)。
16.按權利要求
1至15項中任何一項規定的蒸發裝置，其特徵在於該蒸發裝置是發電站的蒸汽發生器(2)。
17.上述或附圖中所示的蒸發裝置(2)。
18.發電站包括至少一個蒸汽發生器(2)和起碼一組汽輪發電機組(1)，其中汽輪發電機組與蒸汽發生器相連，該蒸汽發生器(2)至少有一套由太陽能加熱設備(21)組成的太陽能加熱裝置(20)，該太陽能加熱設備(21)是具有矩形保溫室的那一種，保溫室頂部有一個縫隙、鏡面結構和管線，鏡面結構至少有一個矩形鏡面(23)安裝在保溫室(22)上用以收集日光輻射並通過所說縫隙將日光反射進保溫室(22)中，管線通過所說的保溫室(22)延伸出去，利用它可與來自太陽能加熱裝置(20)的好幾個太陽能加熱設備(21)的管線互相連在一起，匯集成一條蒸汽管線(24)，蒸汽管線延伸開來依次通過各太陽能加熱設備(21)該蒸汽發生器(2)還包括饋送待蒸發液體的供應裝置(32、33、34)，其特徵在於所說饋送液體的供應裝置(32、33、34)至少有一個液體供應管線(32)和接頭(33、34)，在各點接至蒸汽管線(24)，以及蒸汽發生器(2)的所說蒸汽管線(24)兩端各有一個流量調節機構(25、26)，此流量調節機構可以在蒸汽管另一端開得較大時至少部分關閉各所說端，從而確定蒸汽管線(24)內的蒸汽流向。
19.上述或附圖中所示的發電站。
專利摘要
有蒸汽發生器的發電站，該蒸汽發生器有若干套由太陽能加熱設備組成的太陽能加熱裝置，該太陽能加熱設備21是具有矩形保溫室22的那一種，保溫室頂部有一個縫隙、一個鏡面結構和通過保溫室22的管線。太陽能加熱裝置20各加熱設備21的管線匯成一個蒸汽管線24。該蒸汽管線上有流量調節閥25、26用以確定管中蒸汽的流向。液體經支管32靠近各設備末端在蒸汽管線24軸向的流量調節閥33和注入裝置34，朝所說設備的方向注入，從而可以不用膨脹槽，簡化了結構。
文檔編號F22B27/16GK86104459SQ86104459
公開日1987年2月4日 申請日期1986年6月27日
發明者朱哈·文, 卡裡·文, 皮特裡·文, 蒂莫·文 申請人:朱哈·文, 卡裡·文, 皮特裡·文, 蒂莫·文導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan