专利名称：大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统。
背景技术：
目前，在国内外普遍釆用的发电系统中包括核能在内的燃煤、燃油或燃 气发电系统因发电所需的化石性能源燃料价格的一涨再涨，直接影响到用户 的利益。太阳能是取之不尽用之不竭的免费能源，没有任何污染，也没有温 室气体排放与废水的排放，适合于地球上只要有阳光照射的任何地区使用。
现有的太阳能光伏发电系统造价较高，而常规的太阳能光伏发电系统无 法解决太阳能难以储备的技术难题，巿场急需一种使太阳能也像水利发电一 样，把热能储存起来供连续的阴雨天、大雾天、霾天或雪天发电，即使连续
30天以上没有阳光的天气也能使系统正常运行，可以把每个独立的发电系统 用串并联的形式组合起来，组成功率强大的发电系统，为中小城巿和大中企 业提供可靠的备用能源和永久能源。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种能长时间存储 能量进行正常发电，降低发电成本的大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统。
为实现上述目的，本实用新型釆用的技术方案是 一种大容量太阳能蓄 能式地温温差发电系统，本发电系统主要由以下五大部分构成太阳能金属 流道集热器矩阵系统、太阳能储存及热交换系统、低温超导液地温温差发电 系统、蒸汽冷凝器冷却系统和计算机自动监控运行系统。
所述太阳能金属流道集热器矩阵系统包括太阳能金属流道集热器矩阵 组合，太阳能金属流道集热器矩阵组合通过太阳能金属流道集热器导热油 输出管连接所述太阳能储存及热交换系统，所述太阳能金属流道集热器导 热油输出管上设置有导热油受热膨胀自动调节罐；所述太阳能储存及热交换系统通过导热油回流管返回到所述太阳能金属流道集热器矩阵组合。
所述太阳能金属流道集热器矩阵组合上设置有太阳能金属流道集热器 光敏传感器和太阳能金属流道集热器温度监控传感器。
所述导热油受热膨胀自动调节罐中设置有太阳能金属流道集热器导热 油受热膨胀自动调节罐油面液位浮球开关和太阳能金属流道集热器导热 油受热膨胀自动调节罐油温监控传感器。
所述太阳能金属流道集热器导热油输出管上设置有导热油太阳能储能 及换热器管真空排气阀二，导热油回流管上设置有导热油太阳能储能及换 热器管真空排气阀一和太阳能金属流道集热器导热油回流油泵。
所述太阳能金属流道集热器矩阵组合由多个太阳能金属流道集热器组 成，太阳能金属流道集热器内部注入有传递热量的导热油。
所述太阳能储存及热交换系统包括导热油散热不锈钢管，导热油散热 不锈钢管输入端连接太阳能金属流道集热器导热油输出管，输出端连接导 热油回流管，导热油散热不锈钢管中间隔放置有蒸汽发生器螺旋紫铜管， 蒸汽发生器螺旋紫铜管输入端和输出端与低温超导液地温温差发电系统 连接。导热油散热不锈钢管和蒸汽发生器螺旋紫铜管之间釆用土壤间隔深 埋地下。所述导热油散热不锈钢管和蒸汽发生器螺旋紫铜管之间土壤上端 设置有太阳能储能式地温换热器上端温度传感器，土壤下端设置太阳能储
能式地温换热器下端温度传感器；
本系统的核心部分一所述低温超导液地温温差发电系统包括地温蒸汽 发生器汽水分离器，所述地温蒸汽发生器汽水分离器上设置有地温蒸汽发 生器汽水分离器进气管、地温蒸汽发生器汽水分离器出气管和汽水分离器 蒸馏水回流管，地温蒸汽发生器汽水分离器进气管连接地温蒸汽发生器蒸 汽出气管，地温蒸汽发生器汽水分离器出气管通过低温低压蒸汽涡轮机进 气管连接低温低压蒸汽涡轮机，所述蒸汽涡轮机通过蒸汽涡轮机与交流发 电机组同心轴连接交流发电机组，所述交流发电机组连接发电机组输出电 源线；蒸汽发生器螺旋紫铜管输出端连接蒸汽发生器汽水分离器，地温蒸汽发生器加热回流管与冷却水通往蒸汽发生器连接管相连，冷却水通往蒸' 汽发生器连接管上设置有蒸汽发生器真空排气阀和蒸汽发生器循环水补 给水泵，蒸汽涡轮机蒸汽输出端通过低温低压蒸汽涡轮机废气排气管、蒸 汽冷凝器进气管连接所述蒸汽冷凝器冷却系统，蒸汽冷凝器进气管上设置 有蒸汽冷凝器真空排气阀，冷却水回流储水罐连接蒸汽冷凝器冷却系统。 所述冷却水回流储水罐上设置有冷却水储水罐水温传感器，冷却水回
流储水罐连接蒸汽冷凝器冷却系统的管道上设置有蒸汽冷凝器冷却水出
口阀门；
所述地温蒸汽发生器蒸汽出气管上设置有蒸汽发生器出气管汽温监控
传感器；
所述地温蒸汽发生器汽水分离器上设置有汽水分离器蒸汽温度传感
器；
所述蒸汽冷凝器冷却系统包括多组冷凝管组成的蒸汽冷凝器。 所述蒸汽冷凝器上设置有蒸汽冷凝器温度传感器和冷凝器冷却水水温 监控传感器。
所述计算机自动监控运行系统计算机自动监控运行系统与导热油太阳 能储能及换热器管真空排气闽一、导热油太阳能储能及换热器管真空排气 阀二、太阳能金属流道集热器导热油回流油泵、蒸汽冷凝器冷却水出口阀 门、蒸汽发生器循环水补给水泵、蒸汽发生器真空排气阀、蒸汽冷凝器真 空排气阀、蒸汽冷凝器温度传感器、冷凝器冷却水水温监控传感器、冷却 水储水罐水温传感器、汽水分离器蒸汽温度传感器、太阳能储能式地温换 热器上端温度传感器、太阳能储能式地温换热器下端温度传感器、太阳能 金属流道集热器导热油受热膨胀自动调节罐油温监控传感器、太阳能金属 流道集热器导热油受热膨胀自动调节罐油面液位浮球开关、太阳能金属流 道集热器光敏传感器、太阳能金属流道集热器温度监控传感器和蒸汽发生 器出气管汽温监控传感器相连，通过计算机进行自动监控。
所述太阳能金属流道集热器表面呈现凹凸不平的亚光黑色表面。所述太阳能金属流道集热器釆用单元体玻璃幕墙结构形式，即用保温框 架把太阳能金属流道集热器固定在里边，表层加装中空玻璃 本实用新型与现有技术相比具有以下优点
(1) 该系统彻底解决了困扰人类多年的太阳能难以储备的技术难题， 本实用新型能长期的存储热能以保障系统的正常发电需要；
(2) 该系统自动化程度髙，完全实现计算机控制，可节省宝贵的人力资
源并且减少发电成本的支出；
(3) 该系统的造价是常规同等功率的太阳能光伏发电系统的三分之 一左右，几乎与同等功率的柴油发电机系统造价相差无几，便于大规模的 推广普及，很容易被用户所接受。对远离江河湖泊以及风口的地区无法使 用风力发电机与水力发电系统最好的替代能源。
(4 )该系统可以把每个独立的发电系统用串并联的形式组合起来，
组成功率强大的发电系统，为中小城巿和大中企业以及城巿住宅小区提供
可靠的备用能源和永久能源。
图1为本实用新型大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统的结构示意图。
附图标记说明 l一太阳能金属流道集热 器矩阵组合； 4一导热油回流管；
7 —太阳能金属流道集
热器导热油回流油泵；
IO—地温蒸汽发生器汽
水分离器进气管；
2—导热油受热膨胀自 动调节罐；
5—太阳能金属流道集 热器导热油输出管；
8—地温蒸汽发生器加 热回流管；
ll一地温蒸汽发生器汽 水分离器；
3—导热油散热不锈钢 管；
6—导热油太阳能储能 及换热器管真空排气阀
9一地温蒸汽发生器蒸 汽出气管；
12—地温蒸汽发生器汽
水分离器出气管；13—低温低压蒸汽涡轮
机进气管；
16 —蒸汽涡轮机与交流
发电机组同心轴；
19一冷却水回流储水
22—冷却水通往蒸汽发 生器连接管；
25 —蒸汽冷凝器进气
管；
28—蒸汽冷凝器；
31 —冷却水储水罐水温 传感器；
34 —太阳能储能式地温 换热器下端温度传感
器；
37 —太阳能金属流道集
热器光敏传感器
40 —导热油太阳能储能
及换热器管真空排气阀
50 —太阳能金属流道集
热器矩阵系统；
53—蒸汽冷凝器冷却系
14一蒸汽涡轮机；
17—交流发电机组；
20—汽水分离器蒸馏水 回流管；
23—蒸汽发生器真空排 气阀；
26 —蒸汽冷凝器真空排
气阀；
29—蒸汽冷凝器温度传
感器；
32 —汽水分离器蒸汽温
度传感器；
35 —太阳能金属流道集
热器导热油受热膨胀自 动调节罐油温监控传感
器；
38 —太阳能金属流道集
热器温度监控传感器；
51 —太阳能储存及热交
换系统；
15—低温低压蒸汽涡轮
机废气排气管；
18 —蒸汽冷凝器冷却水
出口阀门；
2l—蒸汽发生器循环水 补给水泵；
24—蒸汽发生器螺旋紫 铜管；
27—输出电源线；
30—冷凝器冷却水水温
监控传感器；
33 —太阳能储能式地温
换热器上端温度传感
器；
36 —太阳能金属流道集
热器导热油受热膨胀自
动调节罐油面液位浮球
开关；
39 —蒸汽发生器出气管
汽温监控传感器；
52—低温超导液地温温
差发电系统；统。
具体实施方式
如图1所示的一种大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统，主要由以下
五大部分构成
该系统包括太阳能金属流道集热器矩阵系统50、太阳能储存及热交换系 统51、低温超导液地温温差发电系统52、蒸汽冷凝器冷却系统53和计算机 自动监控运行系统。
太阳能金属流道集热器矩阵系统50:包括太阳能金属流道集热器矩阵 组合1,太阳能金属流道集热器矩阵组合1通过太阳能金属流道集热器导 热油输出管5连接太阳能储存及热交换系统51，太阳能金属流道集热器导 热油输出管5上设置有导热油受热膨胀自动调节罐2;太阳能储存及热交 换系统51通过导热油回流管4返回到太阳能金属流道集热器矩阵组合1。
太阳能金属流道集热器矩阵组合1上设置有太阳能金属流道集热器光 敏传感器37和太阳能金属流道集热器温度监控传感器38。
导热油受热膨胀自动调节罐2中设置有太阳能金属流道集热器导热油 受热膨胀自动调节罐油面液位浮球开关36和太阳能金属流道集热器导热 油受热膨胀自动调节罐油温监控传感器35。
太阳能金属流道集热器导热油输出管5上设置有导热油太阳能储能及 换热器管真空排气阀二 40,导热油回流管4上设置有导热油太阳能储能及 换热器管真空排气阀一 6和太阳能金属流道集热器导热油回流油泵7。
太阳能金属流道集热器矩阵组合1由多个太阳能金属流道集热器组 成，太阳能金属流道集热器内部注入有传递热量的导热油。
该部分的主要功能就是对金属流道集热器内部的导热油进行直接加热， 因导热油的油温是根据不同的太阳能加热方式产生不同的温度而配制的专用 导热油，本发明所使用的导热油最高加热极限温度为零上摄氏300° C左右。
完全可满足本系统的需要。流经太阳能金属流道集热器内部的导热油呈"s" 形走势，在太阳能金属流道集热器内反复不断加热下，在盛夏季节最高户外温度下，内部的油温最高可达摄氏280° C以上。在我国北方地区寒冷的冬季，
本系统太阳能金属流道集热器内部油温温度也可达到摄氏230° C，以上只是
理论计算值。可保证系统正常发电的需要。
太阳能金属流道集热器表面釆用吹沙工艺与化学发黑工艺，使太阳能金 属流道集热器表面在显微镜下观察呈现凹凸不平的亚光黑色表面，这样可最
大限度吸收获取来自太阳能的热量，为防止系统在我国北绵30°以北地区严 寒冬季运行时造成不必要的热量损耗，太阳能金属流道集热器外壳体釆用单 元体玻璃幕墙结构形式，用保温框架把太阳能金属流道集热器固定在里边， 表层加装中空玻璃，这样可有效的抵御来自冬季寒冷地区的冷空气侵袭，提 高太阳能金属流道集热器的热效率。同时对输送导热油的油管和蒸汽管道釆 用加装特制的防寒保护套方法，以保障导热油和蒸汽在管道里流动时的热量 损耗最小。
太阳能储存及热交换系统51:包括导热油散热不锈钢管3,导热油散热 不锈钢管3输入端连接太阳能金属流道集热器导热油输出管5,输出端连 接导热油回流管4,导热油散热不锈钢管3中间隔放置有蒸汽发生器螺旋 紫铜管24,蒸汽发生器螺旋紫铜管24输入端和输出端与低温超导液地温 温差发电系统52连接。导热油散热不锈钢管3和蒸汽发生器螺旋紫铜管 24之间釆用土壤间隔深埋地下，导热油散热不锈钢管3和蒸汽发生器螺旋 紫铜管24之间土壤上端设置有太阳能储能式地温换热器上端温度传感器 33, 土壤下端设置太阳能储能式地温换热器下端温度传感器34。
太阳能储能式地温温差发电系统的储能釆用土壤作为导热载体来储存太 阳能的热量，同时用大地土壤作为太阳能的热量交换载体。
太阳能储存及热交换系统51安置于地下距地表5米以下，在地下建一个 100立方米见方的大型水泥结构的方型池子，在水泥池子外部加隔热保温防 护层与防水层，在水泥保温池内部事先按铅酸蓄电池结构形式排列好导热油 散热不锈钢管3与紫铜蒸汽发生器管，然后按比例配置沙土和黄土，各占大 约50%左右为宜。混合土的PH值控制在7±1左右为宜，因为过酸或过碱性的土质都会对深埋地下的管子起到一定程度的轻微腐蚀，影响系统的长期稳 定的运行。同时使混合土的土壤水份含水量控制在13%以内，因为过高的水 分在不断加热的高温下可能会发生土壤膨胀，有可能会涨坏水泥池子，影响 使用效果。使土壤中含有一定比例的水分，有利于长期储存热量与保存热量。 土壤是一种非常优良的热能储存材料，它具有加温慢、散热慢、保温持久的 特性。而且水泥池深埋地下，大地5米以下的部分受日光辐射的温度影响有
限，常年几乎处于恒温状态，保持在摄氏零上15。 C-18° C左右，在这样的 土壤环境中更有利于太阳能热量的长期储存。生器汽水分离器出气管12连 接低温低压500KW蒸汽涡轮机14,蒸汽涡轮机14通过蒸汽涡轮机与交流 发电机组同心轴16连接300KW交流发电机组17，交流发电机组17连接发 电机组380V输出电源线27;蒸汽发生器螺旋紫铜管24输出端连接冷却水 回流储水罐19，地温蒸汽发生器加热回流管8与冷却水通往蒸汽发生器连 接管22相连，冷却水通往蒸汽发生器连接管22上设置有蒸汽发生器真空 排气阀23和蒸汽发生器循环水补给水泵21,蒸汽涡轮机14蒸汽输出端通 过低温低压蒸汽涡轮机废气排气管15、蒸汽冷凝器进气管25连接蒸汽冷 凝器冷却系统53,蒸汽冷凝器进气管25上设置有蒸汽冷凝器真空排气阀 26，冷却水回流储水罐19连接蒸汽冷凝器冷却系统53。
冷却水回流储水罐19上设置有冷却水储水罐水温传感器31,冷却水 回流储水罐19连接蒸汽冷凝器冷却系统53的管道上设置有蒸汽冷凝器冷 却水出口阀门18;
地温蒸汽发生器蒸汽出气管9上设置有蒸汽发生器出气管汽温监控传 感器39;
地温蒸汽发生器汽水分离器11上设置有汽水分离器蒸汽温度传感器
32;
由来自蒸汽发生器螺旋紫铜管24的蒸汽首先进入到地温蒸汽发生器汽 水分离器11，进行汽水分离处理，因在蒸汽发生器螺旋紫铜管24里产生的 高温蒸汽中或多或少的伴有少量蒸馏水在里面，进入地温蒸汽发生器汽水分离器11后少量蒸馏水沉到罐底后，在蒸汽压力作用下进入到冷却水回流储 水罐19里被再次用循环水泵输送到蒸汽发生器螺旋紫铜管24的进水口反复 循环的利用。
蒸汽由地温蒸汽发生器汽水分离器11的出口端出来后进入到蒸汽涡轮 机14的进口端，强大的蒸汽推动蒸汽涡轮机14叶片开始进入高速旋转工作
状态，从而带动同心轴上的交流发电机组17发电。由蒸汽涡轮机14出气口 排出的废热蒸汽被输送到蒸汽冷凝器28,在蒸汽冷凝器28里完成由蒸汽转 化为水的过程，由蒸汽冷凝器28排出的水进入到冷却水回流储水罐19里被 循环水泵再次输送到蒸汽发生器螺旋紫铜管24里，在蒸汽发生器螺旋紫铜 管24里被外界的高温再次汽化为高温高压蒸汽，如此反复不断的循环，周而 复始的重复这个工作完成本系统的发电运行过程。
蒸汽冷凝器冷却系统53:包括多组冷凝管组成的蒸汽冷凝器28。 蒸汽冷凝器28上设置有蒸汽冷凝器温度传感器29和冷凝器冷却水水 温监控传感器30。
本系统的蒸汽冷凝器28彻底掘弃传统的大型户外冷却塔的方法，釆用先 进的价格低廉的地温冷却方案，釆用这种方案的最大优点就是因地制宜降低 用户的费用， 一切根据中国的实际情况与国情考虑，同时也便于系统设备试 制成功后大规模推广普及。因距地表5米以下的地方受日光辐射影响非常有 限，常年处于一个恒温状态，始终保持在零上摄氏15。 C一18。 C范围内，全 年温度变化极小，所以我们釆用地温冷却蒸汽的方案，但冷凝器与太阳能储 能式热交换器之间要保持足够的距离，形成人工地温温差环境，并利用人工 地温温差环境来运行本系统的发电设施。
计算机自动监控运行系统所述计算机自动监控运行系统与导热油太阳 能储能及换热器管真空排气阀一 6、导热油太阳能储能及换热器管真空排 气阀二40、太阳能金属流道集热器导热油回流油泵7、蒸汽冷凝器冷却水 出口阀门18、蒸汽发生器循环水补给水泵21、蒸汽发生器真空排气阀23、 蒸汽冷凝器真空排气阀26、蒸汽冷凝器温度传感器29、冷凝器冷却水水温监控传感器30、冷却水储水罐水温传感器31、汽水分离器蒸汽温度传
感器32、太阳能储能式地温换热器上端温度传感器33、太阳能储能式地 温换热器下端温度传感器34、太阳能金属流道集热器导热油受热膨胀自动 调节罐油温监控传感器35、太阳能金属流道集热器导热油受热膨胀自动调 节罐油面液位浮球开关36、太阳能金属流道集热器光敏传感器37、太阳 能金属流道集热器温度监控传感器38和蒸汽发生器出气管汽温监控传感 器39相连，通过计算机进行自动监控。
水泥池内部的混合土的土壤，在长期高达260。 C的导热油油温不断加温 下，使太阳能储能与热交换池内的土壤温度也随之逐渐升高，最终达到允许 最高极限温度为止。
因蒸汽发生器紫铜管内部是抽取真空后注入环保低温超导液，低温超导 液所具有的独特特性就是使液体在摄氏零上55。 C即可汽化，在摄氏零上65 ° C即可完全汽化成高温蒸汽，使蒸汽温度可达到150。 C以上，压力可达到 4个大气压以上，足以推动蒸汽涡轮机14进入高速旋转工作状态。从而带动 同心轴上的交流发电机组17发电。
因水泥池内部所储存的热能如果用来驱动常规高温蒸汽涡轮机14，不利 于热能连续长期的迅速释放，所以我们采用了低温超导液，这种液体所具有 的优良特性，特别适合用来驱动低温低压蒸汽涡轮机长期的连续的运行工作。 本系统的核心部分一低温超导液地温温差发电系统52:包括地温蒸汽 发生器汽水分离器11，地温蒸汽发生器汽水分离器11上设置有地温蒸汽 发生器汽水分离器进气管10、地温蒸汽发生器汽水分离器出气管12和汽 水分离器蒸馏水回流管20,地温蒸汽发生器汽水分离器11的地温蒸汽发 生器汽水分离器进气管IO连接地温蒸汽发生器蒸汽出气管9,地温蒸汽发
为保障本系统的正常发电运行，降低客户的发电运行成本，尽可能减少 人工费用的支出，本系统全部采用计算机自动控制处理技术，对本系统的所 有设施在运行过程中的温度、压力、液位、流量传感器及显示仪表、阀门. 循环水泵、循环油泵以及蒸汽涡轮机与发电机组的轴温、转速、电压、电流、频率、功率因素、电度表等等全部实行自动监控运行。 以下是本系统的详细运行工作过程
当清晨太阳从东方升起，太阳能金属流道集热器表面安装的太阳能金属
流道集热器光敏传感器37接收到阳光强度指数信息，太阳能金属流道集热 器光敏传感器37按照中国各地不同地域太阳日出日落时间表来设定本地区 的光照强度指数，由太阳能金属流道集热器光敏传感器37把日光强度指数 信息传输到本系统的计算机处理中心，计算机对太阳能金属流道集热器光敏 传感器37的采集到的数据信息进行处理，然后把指令传输到太阳能金属流 道集热器导热油回流油泵7，太阳能金属流道集热器导热油回流油泵7开 始旋转工作，源源不断的对太阳能金属流道集热器矩阵组合l供给导热油， 导热油在太阳能金属流道集热器矩阵组合1内部开始循环流动，被太阳能 金属流道集热器矩阵组合1外部的强烈阳光不断加热，使导热油的油温在短 时间内可迅速升温到额定温度，在盛夏酷暑油温最高可达摄氏280° C以上， 即使在我国北方地区寒冷的冬季金属流道集热器釆取一系列技术措施来保 温，温度也可达到摄氏230。 C以上，完全可满足本系统发电的需要。
然后经过加热的导热油经过管道5输送到导热油受热膨胀自动调解罐2 里面，因导热油在太阳能金属流道集热器矩阵组合1的不断加温下，温度在 短时间内会迅速达到很高温度，这时导热油的体积由于受热膨胀会超过原体 积8%以上，所以为安全起见，我们在导热油管道上增设了导热油受热膨胀自 动调解罐2,其目的就是保护传输导热油的管道设施，防止受热膨胀出多余 的导热油胀坏管道，给管道的安全运行带来隐患，
经过导热油受热膨胀自动调节罐2里流出的导热油经过管道向深埋地下 的太阳能储存及热交换系统51不断输送高温热能，这时深埋地下的太阳能 储存及热交换系统51周围的土壤被不断加热，并且以热能的形式被储存起 来备用，土壤最高温度可达到摄氏260° C以上，土壤此时起到了储能与换热 的双重功能。
被导热油散热器不断加热的土壤，在遇到连续的阴雨天时，热能开始向外释放，对蒸汽发生器螺旋紫铜管24开始加热，因蒸汽发生器螺旋紫铜管 24内部是抽取真空后灌入低温超导液的，这种液体的最大特点在常温下最低
可达到摄氏零下40。 C不结冰，有效的防止系统在寒冷地区运行时的管道与 设备安全问题，在摄氏55° C时即可汽化，在温度达到65° C时已经达到100y。 汽化，进入高温蒸汽状态，此时的高温可达到摄氏150° C左右，压力可达到 4个大气压，这样的温度足以推动蒸汽涡轮机14开始旋转工作。
达到摄氏150° C的高温蒸汽经管道9进入到蒸汽汽水分离器11里边， 把高温蒸汽中带有的极少量水份被汽水分离器11分离出来后，经管道20输 送到冷却水回流储水罐里，被再次用循环水泵输送到蒸汽发生器螺旋紫铜管 24加热，如此反复周而复始的循环工作，从汽水分离器11的蒸汽出口端排 出的高温蒸汽经由低温低压蒸汽涡轮机进气管13进入到蒸汽涡轮机14里， 强大的高温蒸汽气流开始推动蒸汽涡轮机14叶片旋转工作，蒸汽涡轮机同心 轴16进入高速旋转状态，从而带动交流发电机组17发电，强大的电流源源 不断的输送到电网系统。
推动蒸汽涡轮机14叶片旋转作过功的高温余热蒸汽从低温低压蒸汽涡 轮机废气排气管15排出，经管道25进入到蒸汽冷凝器28里，因蒸汽冷凝 器28是深埋地下的利用大地地温来制冷的部件，蒸汽冷凝器28常年处在一 个恒温状态，始终保持在摄氏零上15。 C-18° C左右，在这样的环境下进入 到蒸汽冷凝器28里边的高温蒸汽迅速冷却下来后形成蒸馏水回流到冷却水 回流储水罐19里，被冷却水循环水泵21抽取后再源源不断地向蒸汽发生器 螺旋紫铜管24补给所需要的低温超导液体，如此反复不断的循环完成太阳 能蓄能式地温温差发电系统的整个工作过程。 本系统的工作原理
本系统利用人工模拟地温温差环境，把太阳能蓄能式热交换器和蒸汽冷 凝器分别埋在地表以下5米深处，两者之间保持足够的距离，人为的形成悬 殊的地温温差来完成低温低压蒸汽涡轮机发电的这个过程，它最大的特点就 是完全利用太阳能，无须任何燃料，没有任何空气污染和废水污染排放，即使连续的最低60天以上的连阴雨天、雪天、大雾天、霾天都可以保障本系 统完全能按照人的意志连续运行，是绝对绿色环保的具有无限广阔的发展前 景新型能源，这时人类进入到21世纪电力工业发展所带来的巨大变革的产
它几乎适合世界上任何有阳光照射的地区，全年只要有断断续续的6个 月光照时间就可完全能保障本系统的正常运行。太阳能金属流道集热器是一 种新型的集热器，与真空玻璃管太阳能集热器相比，它可以承受达到4个大
气压以及摄氏零上400。 C甚至更高的高温高压，这是常规真空玻璃管集热器
所无法比拟的，同时真空玻璃管集热器由于冬季与夏季温差很大，忽冷忽热 的温度变化极易造成真空玻璃管集热器爆裂，再加上真空玻璃管集热器所承 受的温度有限，所以在设计上选择了紫铜管金属流道集热器，金属流道集热 器可以承受很高的温度和压力，可以极大限度的提高太阳能的利用率。同时 由于使用金属流道集热器，集热器里面使用了专用的导热油用来传输太阳能
执詈
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同时该系统的造价是常规同等功率的太阳能光伏发电系统的三分之一左 右，几乎与同等功率的柴油发电机系统造价相差无几，便于大规模的推广普 及，很容易被用户所接受。尤其对远离江河湖泊以及风口的地区无法使用风 力发电机与水力发电系统最好的替代能源。该系统最大的优点可以把每个独 立的发电系统用串并联的形式组合起来，组成功率强大的发电系统，为中小 城巿和大中企业提供可靠的备用能源和永久能源。
权利要求1. 一种大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统，其特征在于包括太阳能金属流道集热器矩阵系统(50)、太阳能储存及热交换系统(51)、低温超导液地温温差发电系统(52)、蒸汽冷凝器冷却系统(53)和计算机自动监控运行系统；太阳能金属流道集热器矩阵系统(50)包括太阳能金属流道集热器矩阵组合(1)，太阳能金属流道集热器矩阵组合(1)通过太阳能金属流道集热器导热油输出管(5)连接太阳能储存及热交换系统(51)，太阳能金属流道集热器导热油输出管(5)上设置有导热油受热膨胀自动调节罐(2)；太阳能储存及热交换系统(51)通过导热油回流管(4)返回到太阳能金属流道集热器矩阵组合(1)；太阳能金属流道集热器矩阵组合(1)上设置有太阳能金属流道集热器光敏传感器(37)和太阳能金属流道集热器温度监控传感器(38)；导热油受热膨胀自动调节罐(2)中设置有太阳能金属流道集热器导热油受热膨胀自动调节罐油面液位浮球开关(36)和太阳能金属流道集热器导热油受热膨胀自动调节罐油温监控传感器(35)；太阳能金属流道集热器导热油输出管(5)上设置有导热油太阳能储能及换热器管真空排气阀二(40)，导热油回流管(4)上设置有导热油太阳能储能及换热器管真空排气阀一(6)和太阳能金属流道集热器导热油回流油泵(7)；太阳能金属流道集热器矩阵组合(1)由多个太阳能金属流道集热器组成，太阳能金属流道集热器内部注入导热油；太阳能储存及热交换系统(51)包括导热油散热不锈钢管(3)，导热油散热不锈钢管(3)输入端连接太阳能金属流道集热器导热油输出管(5)，输出端连接导热油回流管(4)，两个导热油散热不锈钢管(3)之间安置有蒸汽发生器螺旋紫铜管(24)，蒸汽发生器螺旋紫铜管(24)输入端和输出端与低温超导液地温温差发电系统(52)连接；导热油散热不锈钢管(3)和蒸汽发生器螺旋紫铜管(24)之间采用土壤间隔深埋地下；导热油散热不锈钢管(3)和蒸汽发生器螺旋紫铜管(24)之间土壤上端设置有太阳能储能式地温换热器上端温度传感器(33)，土壤下端设置太阳能储能式地温换热器下端温度传感器(34)；低温超导液地温温差发电系统(52)包括地温蒸汽发生器汽水分离器(11)，地温蒸汽发生器汽水分离器(11)上设置有地温蒸汽发生器汽水分离器进气管(10)、地温蒸汽发生器汽水分离器出气管(12)和汽水分离器蒸馏水回流管(20)，地温蒸汽发生器汽水分离器进气管(10)连接地温蒸汽发生器蒸汽出气管(9)，地温蒸汽发生器汽水分离器出气管(12)通过低温低压蒸汽涡轮机进气管(13)连接蒸汽涡轮机(14)，蒸汽涡轮机(14)通过蒸汽涡轮机与交流发电机组同心轴(16)连接交流发电机组(17)，交流发电机组(17)连接发电机组输出电源线(27)；蒸汽发生器螺旋紫铜管(24)输出端连接蒸汽发生器汽水分离器(11)，地温蒸汽发生器加热回流管(8)与冷却水通往蒸汽发生器连接管(22)相连，冷却水通往蒸汽发生器连接管(22)上设置有蒸汽发生器真空排气阀(23)和蒸汽发生器循环水补给水泵(21)，蒸汽涡轮机(14)蒸汽输出端通过低温低压蒸汽涡轮机废气排气管(15)、蒸汽冷凝器进气管(25)连接蒸汽冷凝器冷却系统(53)，蒸汽冷凝器进气管(25)上设置有蒸汽冷凝器真空排气阀(26)，冷却水回流储水罐(19)连接蒸汽冷凝器冷却系统(53)；冷却水回流储水罐(19)上设置有冷却水储水罐水温传感器(31)，冷却水回流储水罐(19)连接蒸汽冷凝器冷却系统(53)的管道上设置有蒸汽冷凝器冷却水出口阀门(18)；地温蒸汽发生器蒸汽出气管(9)上设置有蒸汽发生器出气管汽温监控传感器(39)；地温蒸汽发生器汽水分离器(11)上设置有汽水分离器蒸汽温度传感器(32)；蒸汽冷凝器冷却系统(53)包括多组冷凝管组成的蒸汽冷凝器(28)；蒸汽冷凝器(28)上设置有蒸汽冷凝器温度传感器(29)和冷凝器冷却水水温监控传感器(30)；计算机自动监控运行系统所述计算机自动监控运行系统与导热油太阳能储能及换热器管真空排气阀一(6)、导热油太阳能储能及换热器管真空排气阀二(40)、太阳能金属流道集热器导热油回流油泵(7)、蒸汽冷凝器冷却水出口阀门(18)、蒸汽发生器循环水补给水泵(21)、蒸汽发生器真空排气阀(23)、蒸汽冷凝器真空排气阀(26)、蒸汽冷凝器温度传感器(29)、冷凝器冷却水水温监控传感器(30)、冷却水储水罐水温传感器(31)、汽水分离器蒸汽温度传感器(32)、太阳能储能式地温换热器上端温度传感器(33)、太阳能储能式地温换热器下端温度传感器(34)、太阳能金属流道集热器导热油受热膨胀自动调节罐油温监控传感器(35)、太阳能金属流道集热器导热油受热膨胀自动调节罐油面液位浮球开关(36)、太阳能金属流道集热器光敏传感器(37)、太阳能金属流道集热器温度监控传感器(38)和蒸汽发生器出气管汽温监控传感器(39)相连。
2. 根据权利要求1所述的大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统，其特 征在于所述太阳能金属流道集热器表面呈现凹凸不平的亚光黑色表面。
3. 根据权利要求1所述的大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统，其特 征在于所述太阳能金属流道集热器釆用单元体玻璃幕墙结构形式，即用保温 框架把太阳能金属流道集热器固定在里边，表层加装中空玻璃。
专利摘要本实用新型涉及一种大容量太阳能蓄能式地温温差发电系统，该系统包括太阳能金属流道集热器矩阵系统(50)、太阳能储存及热交换系统(51)、低温超导液地温温差发电系统(52)、蒸汽冷凝器冷却系统(53)和计算机自动监控运行系统。该系统解决了困扰人类多年的太阳能难以储备的技术难题，本实用新型能长期的存储热能以保障系统的正常发电需要；完全实现计算机控制，可节省宝贵的人力资源并且减少发电成本的支出；该系统的造价是常规同等功率的太阳能光伏发电系统的三分之一左右，几乎与同等功率的柴油发电机系统造价相差无几，便于大规模的推广普及。
文档编号F24J2/04GK201251295SQ20082002949
公开日2009年6月3日 申请日期2008年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者吴中华 申请人:吴中华