一种太阳能直接蒸汽产生系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能利用领域，具体是指一种太阳能直接蒸汽产生系统。
【背景技术】
[0002]太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现分散化利用的优点。但是常规的太阳能热利用只能用于低温热应用领域，比如说家用的太阳能热水器、低温热水循环系统等，工质温度低，难以满足工业热能和太阳能热发电需求，应用受到极大限制。
[0003]线性菲涅尔太阳能集热系统是通过普通镜面将阳光反射到金属集热器对热媒进行加热，进而转化成高压水蒸汽。线性菲涅尔式集热系统属于一维跟踪聚焦集热技术，系统相对简单，因此相对成本低廉。
[0004]而按蒸汽产生系统的不同可以分为双循环蒸汽产生系统、瞬时蒸汽产生系统、直接蒸汽产生系统(Direct Steam Generat1n，即DSG)。直接蒸汽产生系统比双循环系统和瞬间蒸汽产生系统有其独有的优势。就热特性而言，直接蒸汽产生系统预计比双循环系统每年多产生13%的净能，比瞬间蒸汽产生系统每年多产生12%的净能。就成本而言，直接蒸汽产生系统预计比双循环系统低15%，与瞬间蒸汽产生系统的成本差不多。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供太阳能直接蒸汽产生系统，该系统以水作为集热器循环介质，直接生产稳定性好、品质高的中温蒸汽，产生的蒸汽可直接用于末端设备。
[0006]本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现的:一种太阳能直接蒸汽产生系统，其特征在于:所述系统包括集热器、汽包、燃气锅炉、回水主管路和蒸汽输出管路，回水主管路的进水口与末端设备的出水口相连通，接收末端设备输送来的水，回水主管路沿水流方向分成并联的两条管路，一条管路为回水支管路，另一条管路为集热器进水管路，与所述集热器的进水口相连通，所述集热器用于吸收太阳能的热量，集热器的出水口与汽包的进口通过集热器出水管路相连通，所述汽包还分别连接有蒸汽输出管路、汽包下降管和汽包上升管，所述的蒸汽输出管路用于将汽包产生的蒸汽输送给末端设备，所述燃气锅炉的一端与所述的汽包上升管相连通，另一端与锅炉进水管相连通，所述的回水主管路、汽包下降管和锅炉进水管三者相交汇于一点，交汇处形成一个三通管段，所述回水主管路和汽包下降管上均设置有循环水泵，所有管路上均设置有阀，以控制管路的切断和连通，该系统通过集热器、汽包和燃气锅炉产生蒸汽供给末端设备。
[0007]本实用新型直接蒸汽产生系统只有一个循环回路，将末端设备与集热器串联起来。相比双循环系统，没有了中间的热交换设备，不仅热效率得到提高，系统投资也得以减少，所产生的蒸汽可用于诸如吸收式制冷和有机朗肯循环发电装置等末端设备。
[0008]本实用新型中，所述的集热器优选线性菲涅尔跟踪聚焦集热器，也可以采用其他能够吸收太阳能热量，产生高温高压水的集热器。线性菲涅尔跟踪聚焦集热器使用的是平面镜列，采用单轴东西跟踪太阳的方式，保证太阳光一直线聚焦于镜列上方的吸收器。吸收器采用直通型真空集热管，内管为不锈钢管，可以承载大于5MPa的压力；钢管外表面有选择性吸收涂层。外层的玻璃管和内层不锈钢管之间是真空隔热层。
[0009]本实用新型中，所述集热器出水管路还旁支一路定压支管路，所述定压支管路与定压罐相连通，用于稳定集热器出水管路中的压力。本实用新型中，所述的系统中定压罐和辅助热源燃气锅炉保证系统能稳定地输出高品质的中温蒸汽，并提高太阳能利用率。
[0010]本实用新型中，所述的集热器为多台，多台集热器采用并联或串联或混联的方式相连。
[0011]本实用新型中，所述的末端设备为发电装置或者吸收式制冷机。
[0012]本实用新型的太阳能直接蒸汽产生系统，从末端设备返回的水进入集热器，吸收太阳辐射热量，温度升高，进入汽包变成过热蒸汽，然后蒸汽驱末端装置工作。定压罐保证集热器及管路中的水承压而维持液态，进入汽包后才汽化。集热器的集热量不够时，可以启动燃气锅炉作为辅助热源，与集热器并联或串联，协同生产蒸汽。本实用新型使用了太阳能直接蒸汽产生系统，从集热器出来的水直接变成可供使用的蒸汽，无需另外的热交换器，因而有热效率尚的优点。
[0013]在本实用新型中，系统的一般运行模式为:从末端设备的回水经过循环水泵增压，进入线性菲涅尔集热器的吸收器中，吸收聚焦后的太阳能热量，变成中温承压的热水后再进入汽包。承压的水进入大空间的汽包内会气化成蒸汽，蒸汽通过管路输送至末端设备。
[0014]在本实用新型中，开启燃气锅炉辅助热源时，系统的串联模式为:集热器集热量不足时，从末端的回水经过循环水泵增压，进入线性菲涅尔集热器的吸收器中，吸收聚焦后的太阳能热量，温度升高后进入汽包依然呈液态水，降落到汽包底部。开启燃气锅炉，给从汽包下降管来的水加热使之变为过热蒸汽，通过上升管再次进入汽包，然后输出。
[0015]在本实用新型中，开启燃气锅炉辅助热源时，系统的并联运行模式为:集热器集热量不足时，从末端的回水经过循环水泵增压，进入线性菲涅尔集热器的吸收器中，吸收聚焦后的太阳能热量，温度升高后进入汽包，一部分水气化，一部分水依然呈液态，降落到汽包底部；或者全变成蒸汽，但过热度不够。此时，开启燃气锅炉，并把从末端设备的回水分为两路，分别进入集热器和燃气锅炉，让集热器和燃气锅炉并联工作，分别产生过热蒸汽，然后在汽包内混合后输出。
[0016]在本明中，燃气锅炉单独作为热源时，系统的运行模式为:阴雨天气或夜间，无法使用集热器时，关闭集热器支路，只使用燃气锅炉对水进行加热，产生的蒸汽进入汽包后输出。
[0017]在本实用新型中，系统刚开始运行时，需运行开机模式:系统运行初始时间内，进入汽包的水为温度较低的液态水，完全不能气化，降落到汽包底部。然后进入下降管，经管道上的水泵加压，再次被送入集热器加热，直至进入汽包的水降落到汽包底部的量不再减少，方可结束开机模式，切入正常运行的模式。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果:
[0019](I)本实用新型采用的是线性菲涅尔集热器，单轴跟踪太阳，吸收器为直通式真空管集热器，整个系统形式简单，运行控制容易，热损失小，成本低廉；
[0020](2)本实用新型只有一套循环水系统，循环水通过定压罐承压，运行稳定可靠；
[0021](3)本实用新型设有汽包，能稳定地产生的高品质的蒸汽。
【附图说明】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明。
[0023]图1是本实用新型太阳能直接蒸汽产生系统的整体结构框图。
[0024]附图标记说明:
[0025]1、集热器；2、汽包；3、燃气锅炉；4、定压罐；
[0026]5、第一循环水泵；6、第二循环水泵；
[0027]7、第一电磁阀；8、第二电磁阀；9、第三电磁阀；10、第四电磁阀；
[0028]101、回水主管路；102、回水支管路；103、集热器进水管路；
[0029]104、集热器出水管路；105、定压支管路；106、蒸汽输出管路；
[0030]107、汽包下降管；108、汽包上升管；109、锅炉进水管
【具体实施方式】
[0031]如图1所示的太阳能直接蒸汽产生系统，该系统包括集热器1、汽包2、燃气锅炉3、回水主管路101和蒸汽输出管路106，回水主管路101的进水口与末端设备的出水口相连通，接收末端设备输送来的水，回水主管路101沿水流方向分成并联的两条管路，一条管路为回水支管路102，另一条管路为集热器进水管路103，与集热器I的进水口相连通。
[0032]本实施例中，集热器I为四个结构相同的线性菲涅尔跟踪聚焦集热器，四个集热器I采用两两并联、两两串联的方式设置，集热器I用于吸收太阳能的热量，集热器I的出水口与汽包2的进口通过集热器出水管路104相连通，汽包2还分别连接有蒸汽输出管路106、汽包下降管107和汽包上升管108，蒸汽输出管路106用于将汽包2产生的蒸汽输送给末端设备，燃气锅炉3的一端与汽包上升管108相连通，另一端与锅炉进水管109相连通，回水主管路101、汽包下