太陽能熱力發電機組的製作方法

2023-07-15 09:35:16

專利名稱：太陽能熱力發電機組的製作方法
技術領域：
太陽能熱力發電機組技術領域新能源，本實用新型涉及一種太陽能熱力發電機組；背景技術長期以來家用太陽能設備主要用於加熱冷水，其收集的大量熱量不能 轉變為動力，限制了家用太陽能設備的使用範圍；另一方面全球可供常年利用的化石能源 日益匱乏，由碳排放造成嚴重的環境熱汙染；如何解決全球能源供需矛盾，迎頭趕上全球能 源革命的大潮一直是熱力工作者夢寐以求的宏願；本實用新型的發明目的是擴展家用太陽 能設備的利用範圍，利用家用太陽能所收集熱能產生IMPa左右的溶質蒸汽推動1-10KW的 溶質蒸汽透平運轉，由透平帶動直流或交流發電機發電輸出60-220V的電力。發明內容本實用新型的發明目的主要是通過下述技術方案得以實現的一種太陽能熱力發電機組，其特徵在於所述的太陽能熱力發電機組(1)系含有太 陽能集熱管(2) 10-20支，伸入太陽能集熱管中的母管支管(3)，溶質蒸汽透平入口管(4)， 支管套管(5)，溶質溶液箱(6)，溶質蒸汽出口管(7)，溶質蒸汽透平(8)，溶質蒸汽透平出口 管(9)，溶液出口管(10)，溶液加壓泵(11)，溶液噴射器吸入口(12)，溶液噴射器出口管線 (13)，透平殼(14)，發電機(15)，壓力表(16)，溶質溶液(17)，溶液噴射器入口 (18)組成； 太陽能熱力發電機組(1)所屬的母管支管(3)嵌套於支管套管(5)中，支管套管(5)嵌套 於太陽能集熱管(2)中，支管套管(5)與溶質溶液箱(6)焊接牢固，溶質蒸汽出口管與溶質 蒸汽透平入口管(4)焊接牢固，溶質蒸汽透平出口管(9)與溶液噴射器吸入口(12)焊接牢 固，溶質溶液箱(6)內的溶液通過溶液出口管(10)、溶液加壓泵(11)進入溶液噴射器入口 (18)，溶液噴射器出口管線(13)與母管支管(3)焊接牢固，壓力表(16)安裝於溶質溶液箱 (6)頂部，溶質蒸汽透平⑶帶動發電機(15)發電，溶質蒸汽透平⑶和發電機(15)同心 安裝於溶質蒸汽透平殼(14)中間。所述太陽能熱力發電機組其特徵是，溶質蒸汽透平與發電機共用一個外殼，溶質 蒸汽透平與發電機共用一個軸兩個軸承，溶質蒸汽透平高壓端與溶質蒸汽出口管(7)連 接，溶質蒸汽透平低壓端與溶液噴射器吸入口(12)連接；直流電或交流電由溶質蒸汽透平 殼(14)外表面引出。所述太陽能熱力發電機組其特徵是，溶液噴射器入口(18)與溶液加壓泵(11)連 接，溶液噴射器出口(13)與溶質溶液箱(6)中的母管支管(3)連接並形成溶液循環；溶質 蒸汽出口管(7)、溶質蒸汽透平(8)、溶液噴射器吸入口(12)、溶液噴射器出口(13)、溶質溶 液箱(6)中的母管支管(3)連接並形成溶質循環。所述太陽能熱力發電機組其特徵是，所述溶質蒸汽透平採用風動工具機芯製造； 其發電機採用電動工具定子、轉子或者採用車用發電機。總之，所述太陽能熱力發電機組系利用家用太陽能集熱管收集太陽能，其內壁產 生高熱，該熱量無縫隙的傳給支管套管(5)，由支管套管(5)的內壁利用對流等傳熱方式將 熱量傳遞給溶質溶液(17)，溶質溶液中的溶質按照相應濃度溶液表面上蒸汽壓力變化規律 蒸發成為IMPa左右的溶質蒸汽，該溶質蒸汽用管道被輸送到機電一體化微型透平，溶質蒸 汽在透平中降壓降溫變成低熱值蒸汽，透平輸出動力帶動發電機發電；低熱值溶質蒸汽被 用管道輸送到溶液噴射器吸入口(12)；在溶質溶液箱(6)中溶液被蒸發濃度降低變為稀溶液，稀溶液被用管道輸送到溶液加壓泵(11)入口，由溶液加壓泵加壓後的溶液被用管道 輸送到溶液噴射器入口(18)，在其中降低壓力，並且壓力降到低於噴射器吸入口溶質蒸汽 壓力，在溶液噴射器擴壓段稀溶液吸收溶質蒸汽，在溶液噴射器出口(13)溶液增濃增溫增 壓，三增後的溶液被用管道輸送到溶質溶液箱(6)中的溶液母管支管中，沿支管套管內壁 向上流動，依靠浮力和液體壓力提供的流速強制對流傳熱，吸收支管套管(5)內壁上的熱 量進一步升高溫度和壓力，高溫高壓溶液離開支管套管後在溶質溶液箱(6)中降壓蒸發完 成熱力循環過程，達到熱能轉化為動能或電能的目的。因此，本實用新型具有如下優點1.充分利用現有家用太陽能熱水器的集熱技術，降低了設備成本，易於形成太陽 能發電機組批量生產規模；利用太陽能集熱管的集熱原理，將集熱管扁平化可以廣泛用於 建築、汽車上收集太陽能發電；2.充分利用現有蒸汽透平技術，降低了熱動轉換技術門檻，核心設備蒸汽透平系 由普通風動工具機芯變通應用所來，充分體現了發明者技術變通能力和技術實用性、新穎 性、創造性水平。通過技術變通使技術易於實現、機組易於製造；3.利用現有空調冰箱壓縮機機電一體化技術，將透平發電機封閉在一個殼體內， 且整個太陽能熱力透平發電機組密閉運行，避免了溶質蒸汽損耗，降低了系統的維護工作 量，降低了故障率，提高了機組安全性、可靠性；4.利用溶液噴射器技術將溶質壓縮並吸收，充分利用了溶質熵焓值，最大限度的 提高了熱能利用率；5.融合透平做功吸熱和吸收式熱泵傳熱兩項熱力學技術，使熱力傳遞效率最大 化；6.充分利用溶質的易溶性和吸熱易蒸發性，控制好溶質在太陽能熱力發電機組的 所謂母管支管內的吸熱條件，即全液體吸熱，達到溶質蒸發升壓的目的；控制好溶質在溶液 噴射器中的壓力條件，使溶質完全溶解在。稀溶液中，並散發出其中蘊含的溶解熱，達到溶 液吸收升溫的目的；7.巧妙的將溶液循環和溶質循環分開，並在溶液噴射器中恰當的吸收混合，使分 合適當，隨心所欲，充分體現了發明的新穎性、創造性；8.整個機組除太陽能集熱管外，均為鋼鐵構件，堅固耐用，造價低廉；發電機可以 採用車用發電機，溶質溶液可以採用市面廉價易購的同構有機溶質或無機溶質；9.保溫安全系統採用廉價的生水與空氣夾層，質量優、效果好、安全可靠；
圖1是本實用新型的一種各部件連接圖；圖上包括太陽能熱力發電機 組(1)，太陽能集熱管(2) 10支，伸入太陽能集熱管中的母管支管(3)，溶劑蒸汽透平入口管 (4)，支管套管(5)，溶劑溶液箱(6)，溶劑蒸汽出口管(7)，溶劑蒸汽透平(8)，溶劑蒸汽透平 出口管(9)，溶液出口管(10)，溶液加壓泵(11)，溶液噴射器吸入口(12)，溶液噴射器出口 管線(13)，透平殼(14)，發電機(15)，壓力表(16)，溶劑溶液(17)，溶液噴射器入口(18)。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的工作過程做進一步 的描述。實施例利用1.4米太陽能集熱管10根，溶質選用丙烷，溶液選用丁烷，加壓泵 選用機械密封管道泵，透平選用民用風力透平，並且與1000W車用直流發電機同軸連接，用Φ 159鋼管67公分做密閉的透平發電機外殼，用Φ 219鋼管做溶質溶液箱，溶質溶液箱外表 徑向均勻開10個Φ 32焊孔，焊接1. 3米1英寸支管套管10根，支管套管另一端封口，溶質 溶液箱內母管選用1英寸鋼管，支管選用Φ 19鋼管長1. 3米，支管伸入支管套管內1. 25米， 溶質溶液箱內離開支管套管管口 0. 05米處固定母管支管，支管套管外套太陽能集熱管，溶 質溶液箱上部安裝1. 6MPa、Y100壓力表，並用3/4英寸鋼管與機電一體化透平入口連通，透 平出口用1英寸鋼管與溶液噴射器吸入口連接，噴射器出入口均連接1英寸鋼管，其出口連 接母管支管，入口連接溶液加壓泵出口，溶液加壓泵入口連接溶質溶液箱底部。測試日日平 均氣溫20°C、晴天，8 50分衝裝丁烷丙烷，太陽能發電機組自測試日早9時啟動，9分鐘後丙 烷工作壓力升到1. 06MPa，測試發電機輸出功率960W，1小時後穩定輸出功率1100W，中午4 小時機組輸出功率1270W，測試日整機運行平穩，噪音不大。實施例的運行效果證明本實用 新型有效的達到了前述發明目的。
權利要求一種太陽能熱力發電機組，其特徵在於所述的太陽能熱力發電機組(1)系含有太陽能集熱管(2)10 20支，伸入太陽能集熱管中的母管支管(3)，溶質蒸汽透平入口管(4)，支管套管(5)，溶質溶液箱(6)，溶質蒸汽出口管(7)，溶質蒸汽透平(8)，溶質蒸汽透平出口管(9)，溶液出口管(10)，溶液加壓泵(11)，溶液噴射器吸入口(12)，溶液噴射器出口管線(13)，透平殼(14)，發電機(15)，壓力表(16)，溶質溶液(17)，溶液噴射器入口(18)組成；太陽能熱力發電機組(1)所屬的母管支管(3)嵌套於支管套管(5)中，支管套管(5)嵌套於太陽能集熱管(2)中，支管套管(5)與溶質溶液箱(6)焊接牢固，溶質蒸汽出口管與溶質蒸汽透平入口管(4)焊接牢固，溶質蒸汽透平出口管(9)與溶液噴射器吸入口(12)焊接牢固，溶質溶液箱(6)內的溶液通過溶液出口管(10)、溶液加壓泵(11)進入溶液噴射器入口(18)，溶液噴射器出口管線(13)與母管支管(3)焊接牢固，壓力表(16)安裝於溶質溶液箱(6)頂部，溶質蒸汽透平(8)帶動發電機(15)發電，溶質蒸汽透平(8)和發電機(15)同心安裝於溶質蒸汽透平殼(14)中間。
2.如權利要求1所述太陽能熱力發電機組其特徵是，溶質蒸汽透平與發電機共用一個 外殼，溶質蒸汽透平與發電機共用一個軸兩個軸承，溶質蒸汽透平高壓端與溶質蒸汽出口 管(7)連接，溶質蒸汽透平低壓端與溶液噴射器吸入口(12)連接；直流電或交流電由溶質 蒸汽透平殼(14)外表面引出。
3.如權利要求1所述太陽能熱力發電機組其特徵是，溶液噴射器入口(18)與溶液加 壓泵(11)連接，溶液噴射器出口(13)與溶質溶液箱(6)中的母管支管(3)連接並形成溶 液循環；溶質蒸汽出口管(7)、溶質蒸汽透平(8)、溶液噴射器吸入口(12)、溶液噴射器出口 (13)、溶質溶液箱(6)中的母管支管(3)連接並形成溶質循環。
4.如權利要求1所述太陽能熱力發電機組其特徵是，所述溶質蒸汽透平採用風動工具 機芯製造；其發電機採用電動工具定子、轉子或者採用車用發電機。
專利摘要技術領域新能源；技術問題家用太陽能設備主要用於加熱冷水，其收集的大量熱量不能轉變為動力，限制了家用太陽能設備的使用範圍；技術要點一種太陽能熱力發電機組(1)所屬的母管支管(3)嵌套於支管套管(5)中，支管套管(5)嵌套於太陽能集熱管(2)中，支管套管(5)與溶質溶液箱(6)焊接牢固，溶質蒸汽出口管與溶質蒸汽透平入口管(4)焊接牢固，溶質蒸汽透平出口管(9)與溶液噴射器吸入口(12)焊接牢固，溶質溶液箱(6)內的溶液通過溶液出口管(10)、溶液加壓泵(11)進入溶液噴射器入口(18)，溶液噴射器出口管線(13)與母管支管(3)焊接牢固，壓力表(16)安裝於溶質溶液箱(6)頂部，溶質蒸汽透平(8)帶動發電機(15)發電，溶質蒸汽透平(8)和發電機(15)同心安裝於溶質蒸汽透平殼(14)中間。主要用途太陽能熱力發電。
文檔編號F22B1/00GK201763553SQ20102014173
公開日2011年3月16日 申請日期2010年3月26日 優先權日2010年3月26日
發明者康學麗 申請人:康學麗