专利名称:太阳能热电联产装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及热电联产领域,具体的说是一种太阳能热电联产装置。
背景技术:
中国是世界上能源蕴藏和能源生产大国,中国的一次能源生产居世界前列,但人 均能源的占有量仅为世界人均值的36%左右。同时中国的能源利用率较低,目前仅为32% 左右,与发达国家的能源利用率40% -50%相比,存在着较大的差距。合理利用能源,提高 能源的利用率已成为世界各国普遍关注的的问题,因此热电联产发展起来。目前热电联产 系统包括蒸汽轮机,燃汽发动机或柴油发动机来生产电能和供热,而大量采用了一次能源 作为燃料,给我们的环境带来了不利的影响。目前在新能源太阳能利用方面,主要为光伏发 电系统和太阳能热水器等利用方面,使得太阳能发电率低,成本过高,高位的太阳能热得不 到充分的利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有一次能源给环境带来不利的影响,而新能源太阳能发电 装置成本较高,发电效率低的问题提供一种高效的太阳能热发电供热装置,即一种太阳能 热电联产装置。该装置采用新的热发电循环方式、高效的传热方式和低成本膨胀机,可以使 太阳能发电装置成本下降,发电效率提高,发电的同时提供热量,使得能源利用率提高。本发明太阳能热电联产装置包括聚光型太阳能吸热器1,中温热管加热器2,常 温热管热水加热器3,多级贯穿滑片膨胀发动机4,贯穿滑片高压给水泵5,永磁发电机6和 抽汽疏水换热器7七大部分组成。其中聚光型太阳能吸热器1通过高强螺栓与多级贯穿滑 片膨胀发动机4外伸的轴及发动机高压膨胀端外壳相连。中温热管加热器2通过内径圆管 套装于多级贯穿滑片膨胀发动机4高中压端外壳上。常温热管热水加热器3通过内径圆管 套装于多级贯穿滑片膨胀发动机4低压端外壳上。贯穿滑片高压给水泵5通过轴与多级贯 穿滑片膨胀发动机4的轴端相连,永磁发电机6转子轴与贯穿滑片高压给水泵5相连,永磁 发电机转子罩6. 5与贯穿滑片高压给水泵5壳体相连,永磁发电机转子罩6. 5是一个密封 的罩筒,使得密闭在发动机内部的工质零泄露。所述聚光型太阳能吸热器1由高温热管1. 1,内部焊接板束1. 2,密封套圈1. 3,外 部壳体1. 4,中间绝热套1. 5,保温采光腔1. 6,两端保温端板1. 7,进汽管1. 8八部分组成,所述中温热管加热器2由内管壳2. 1,外管壳2. 2,中温热管2. 3,中隔板2. 4,端板 2. 5组成。所述常温热管热水加热器3由内管壳,外管壳,常温热管,中隔板,端板组成。所述多级贯穿滑片膨胀发动机4由外端板4. 1,一级高压、二级中压、三级低压膨 胀气缸壳体4. 2,贯穿转子轴4. 3,中间隔板4. 4,贯穿滑片4. 5,陶瓷滚珠轴承4. 6,贯穿滑片 滑动陶瓷轴承4. 7组成。其中中间隔板4. 4被做成二半,以便安装。所述贯穿滑片高压给水泵5其结构与贯穿滑片膨胀机结构相同,由外端板,高压水泵壳体,贯穿转子,贯穿滑片,滚珠轴承,贯穿滑片滑动轴承组成。所述永磁发电机6由发电机转子6. 1,稀土永磁钕铁綳磁极6. 2,定子线圈6. 3及 发电机外壳6. 4和发电机转子罩壳6. 5组成,通过发动机旋转轴带动封闭在发电机转子罩 壳6. 5内的装永磁铁磁极转子,发电机转子磁极切割磁力线发电。所述抽汽疏水换热器7为水_水套管式换热器,由盘形纵向翅片套管式换热器 7. 1,换热器壳体7. 2,及壳体内保温材料7. 3组成。其中聚光型太阳能吸热器1通过高强螺栓与多级贯穿滑片膨胀发动机4的一级高 压膨胀端外壳连接.使得聚光型太阳能吸热器1环形内孔与多级贯穿滑片膨胀发动机4的 外伸轴相连。中温热管加热器2与多级贯穿滑片膨胀发动机4 一级高压、二级中压膨胀气 缸外壳固定。常温热管热水加热器3套在多级贯穿滑片膨胀发动机4的三级低压膨胀气缸 外壳外。贯穿滑片高压水泵5输出轴与永磁发电机转子6. 1相连接,永磁发电机通过发电 机转子罩壳6. 5与发电机定子线圈6. 3及外界隔开,同时输出轴与高压水泵壳体之间保持 良好水封,使得高压水泵水很少通过水封渗入发电机转子内。发电机转子罩壳6. 5把发电 机转子封装,外部空气不能进入工质中,同时使太阳能热电联产装置工质零泄露。本发明太 阳能热电联产装置是这样实现的。太阳能热电联产装置由聚光型太阳能吸热器1,中温热管加热器2,常温热管热水 加热器3,多级贯穿滑片膨胀发动机4,贯穿滑片高压给水泵5和永磁发电机6及抽汽疏水 加热器7七大部分组成。其中聚光型太阳能吸热器1是由高温热管1. 1,内部焊接板束1. 2,密封套圈1. 3, 外部壳体1. 4,中间绝热套1. 5,保温采光腔1. 6,两端保温端板1. 7,进汽管1. 8八部分组 成,太阳能通过聚光镜面投射至聚光型太阳能吸热器1的保温采光腔1. 6内,保温采光腔内 装有高温热管1. 1的加热段,太阳能高温热能通过热管加热端传给热管冷凝端。把热量传 给冷凝段串接的内部焊接板束1. 2,聚光型太阳能吸热器1的中心位置进汽管接口 1. 8的汽 体与内部焊接板束1. 2相遇,汽体被瞬间加热,使通过中温热管加热器2加热后中温高压饱 和汽体由进汽管F通入聚光式太阳能吸热器1内进行定容升温升压。通过聚光型太阳能吸热器1的高温高压汽体通过多级贯穿滑片膨胀发动机4的一 级高压膨胀气缸进汽口,汽体在气缸内定温膨胀推动多级贯穿滑片膨胀发动机4的高压级 转子滑片,使得转子滑片向着体积膨大的方向转动。贯穿滑片两端与气缸壁接触,转子转动 时带动滑片运动,其两端始终沿汽缸内壁滑动,定温膨胀的高温高压汽体一级膨胀后变成 高温中压的汽体通过排汽孔与二级汽缸进汽孔相连,一级高压膨胀汽缸与二级中压膨胀汽 缸之间用中间隔板4. 4隔开,进入二级中压膨胀汽缸4. 2的高温中压汽体通过绝热膨胀后 由二级中压膨胀汽缸排汽孔进入三级低压膨胀汽缸进气孔,在三级低压气缸内进行绝热膨 胀做功,二级中压汽缸与三级低压膨胀汽缸之间用中间隔板隔开,做功后的低压低温汽体 由三级低压汽缸排汽孔排入常温热管热水加热器3内进行换热冷凝,低压汽体的汽化潜热 被常温热管热水加热器3冷凝段的冷水吸收变成热水向外界供热,冷凝后水由贯穿滑片高 压给水泵5进水管C吸入水泵壳体内,通过与多级贯穿滑片膨胀发动机4轴联接的贯穿滑 片转子转动使冷凝水压缩变成高压给水,高压给水由高压给水管D输送至抽汽疏水换热器 7被疏水加热,加热后的高压给水通过中温热管加热器2冷凝段,高压给水被中温热管加热 器2的抽汽加热至中温高压饱和蒸汽,中温热管加热器2加热抽汽来自二级中压膨胀汽缸的排汽至排汽孔内的中温低压的汽体,中温低压抽汽通过中温热管加热器2加热高压给水 冷凝成中温低压的疏水由管道G压入抽汽疏水换热器7内,与高压给水换热进一步冷凝后 排向常温热管热水加热器3内。在中温热管加热器2的高压给水被抽汽加热变成饱和的蒸 汽通过管道F引至聚光型太阳能吸热器1内,被聚光型太阳能吸热器内高温热管定容加热 至高温高压,通过聚光型太阳能吸热器1内旋转的轴实现定容加热,定温膨胀推动多级贯 穿滑片膨胀发动机转子转动做功.带动贯穿滑片高压给水泵给水循环和永磁发电机发电。
下面结合图形对本发明太阳能热电联产装置做详细描述。图1为太阳能热电联产装置结构示意图。图2为聚光型太阳能吸热器1结构示意图。图3为多级贯穿滑片膨胀发动机4结构示意图。图4为中温热管加热器2结构示意图。图5为永磁发电机6结构示意图。图6为抽汽疏水换热器7结构示意图。根据图1所示太阳能热电联产装置包括聚光型太阳能吸热器1,中温热管加热器 2,常温热管热水加热器3,多级贯穿滑片膨胀发动机4,贯穿滑片高压给水泵5,永磁发电机 6和抽汽疏水换热器7七大部分组成。其中聚光型太阳能吸热器1通过高强螺栓与多级贯 穿滑片膨胀发动机4的一级高压膨胀端外壳连接.使聚光型太阳能吸热器1环形内孔与多 级贯穿滑片膨胀发动机4的外伸轴微间隙配合。聚光型太阳能吸热器1加热加压的水蒸汽 通过多级贯穿滑片膨胀发动机4三级膨胀气缸等温、绝热膨胀后排入常温热管热水加热器 3内,在常温热管热水加热器内的低压低温蒸汽A管进入热管冷凝段的界外来冷水冷凝,冷 水吸收低压低温蒸汽潜热被加热,由B管送入外界以供热。常温热管热水加热器内的低压 低温蒸汽放热冷凝后的水由C管吸入贯穿滑片高压给水泵5内加压后由D管输入抽汽疏水 换热器7内,经加热后送入中温热管加热器2内加热变成高压中温饱和蒸汽,由F管送入聚 光型太阳能吸热器1内进行定容加热,等温和绝热膨胀作功。中温热管加热器2热管加热 段由E管抽取多级贯穿滑片膨胀发动机4 二级中压膨胀气缸排气口中温低压的汽体来加热 高压给水,冷凝后疏水由G管输入抽汽疏水换热器7内,疏水进一步冷凝后排入常温热管热 水加热器3内与低温低压冷凝水一起混合并由贯穿滑片高压给水泵绝热升压输送来完成 循环。常温热管热水加热器3套在多级贯穿滑片膨胀发动机4的三级低压膨胀级外。三级 低压膨胀级输出轴与贯穿滑片高压给水泵5相连接,贯穿滑片高压给水泵5输出轴与永磁 发电机转子6. 1相连接,永磁发电机通过发电机转子罩壳6. 5与发电机定子线圈及外界隔 开。同时输出轴与高压给水泵5之间保持良好水封,使得水泵壳体内高压水很少渗入低压 汽缸体和发电机转子内。发电机转子罩壳6. 5把发电机转子封装,使太阳能热电联产装置 工质零泄露。根据图2所示聚光型太阳能吸热器1 由高温热管1. 1,内部焊接板束1. 2,密封套 圈1. 3和外部壳体1. 4,中间绝热套1. 5,保温采光腔1. 6,两端保温端板1. 7,进汽管1. 8八 部分组成,由内部焊接板束1. 2是由多片导热能力很强耐高温的圆形波纹换热铜合金板片 组成,其中圆形波纹铜合金板片为一块圆环状板,中间由两块与外圆等高小扇形体把圆环等分成两个腔,两个腔内有开有圆弧形的槽组成,槽内有孔以利于工质在多组板槽内流动, 圆周上开有比热管外径大一点的圆形锥孔,圆锥形孔内装入高温热管1. 1,高温热管1. 1将 多片圆形波纹换热铜合金板串联起来,同时每串一片圆形波纹铜合金板时圆形波纹铜合金 板与高温热管连接处圆形锥内穿过一个比热管管径大一点的密封套圈1.3,密封套圈为导 热强的铜合金制作,圈的外圆下部呈锥面,与圆形波纹铜合金板保持锥面密封,通过液压装 置把每片压紧,使得强导热铜合金套圈1. 3与高温热管1. 1及内部焊接板束1. 2良好的接 合,每片圆形波纹铜合金板通过焊接方式或在板周开槽加金属环垫来保持高温高压下的汽 体密封,套在多片焊接板束1. 2外部壳体1. 4采用一定壁厚的承压无缝钢管制成,能承受一 定的压力防止焊接板束密封不严而受一定的压力,在外部壳体1. 4与内部焊接板束1. 2之 间加入中间绝热套,中间绝热套1. 5采用绝热陶瓷或膨胀珍珠岩隔热材料以绝热。再通过 一面带绝热陶瓷的盖板1. 7把内部焊接板束1. 2压紧密封,使得聚光型太阳能吸热器1能 承受内部汽体的高温高压,聚光型太阳能吸热器1热管吸热端外部装有保温采光空腔1. 6。 有利于采光和保温,聚光型太阳能吸热器1的中心位置焊有进汽管接口 1.8,通过F管与中 温热管加热器2相连,通过外伸入聚光型太阳能吸热器1内孔相连的开孔旋转轴的旋转实 现汽体在吸热器内定容加热。根据图3所示为多级贯穿滑片膨胀发动机4 由外端板4. 1,一、二、三级高中低压 膨胀发动机壳体4. 2,贯穿转子轴4. 3,中间隔板4. 4,贯穿滑片4. 5,陶瓷滚珠轴承4. 6,贯穿 滑片滑动轴承4. 7组成。其中各转子轴4. 3偏装入端板4. 1与中间隔板4. 4内,在转子轴 4. 3上开有贯穿的滑片槽,槽的两端两边装上小型的贯穿滑片滑动轴承4. 7,滑动轴承采用 陶瓷轴承或耐高温轴承,装入槽内能在滚动轴承上滑动的滑片4. 5,使滑片能在槽内很少摩 擦的滑动。滑片两端与气缸壁接触,转子转动时带动滑片运动,两端始终沿汽缸内壁滑动, 其滑片始终受到气缸壁的约束,汽缸型线不是规则的圆和椭圆,是按滑片运动机理生成的 曲线。其中滑片与气缸端板4. 1及中间隔板4. 4接触的部位采用带槽的耐磨自润滑氮化硅 陶瓷做防磨块4. 5. 2。,同时为了减小滑片与气缸内壁面的摩擦和摩损,与气缸内壁接触的 滑片部位开了两道与滑片等长的槽,槽内装入耐摩自润滑陶瓷氮化硅做防磨块4. 5. 3,延长 了滑片的寿命。同时多级贯穿滑片膨胀发动机4其滑片端部受到气缸内壁的约束来实现汽 体的密封。剖视图1-1为贯穿滑片式膨胀发动机的断面图,其中汽体通过a 口进入膨胀发 动机内,通过作用在滑片4. 5上的压力推动下转动,作完功后的汽体通过b孔排入排气孔, 排气孔与下一级膨胀气缸进汽孔相通流入下一级继续做功,完成汽体等温、绝热做功过程。根据图4所示为中温热管加热器2 由内管壳2. 1,外管壳2. 2,中温热管2. 3,中隔 板2. 4,端板2. 5组成。多组带翅片的中温热管2. 3被中隔板2. 4分成了两段,两段分别为 加热段和冷凝段,内管壳、外管壳、端板及中隔板把中温加热器2分成了两个腔室,上部为 给水汽化室,下部为抽中压汽加热室,在给水加热室内低温高压的给水由D管输送至给水 加热室变成中温高压蒸汽后由F管排出热管加热器至聚光型太阳能吸热器1内,在抽中压 汽加热室内通过E管把中压汽抽至热管加热段,中压汽传热给热水后,中压汽冷凝成疏水, 疏水由G管流入抽汽疏水换热器7内,使冷凝疏水的热在抽汽疏水换热器7内进一步与高 压给水换热冷却,冷却后的疏水流入常温加管加热器3中得到合利的利用。根据图5所示为永磁发电机6 由发电机转子6. 1,稀土永磁钕铁綳磁极6. 2,定子 线圈6. 3及外壳6. 4和发电机转子罩壳6. 5五部分组成。通过发动机旋转轴带动封闭在发
6电机转子罩壳6. 5内的发电机转子6. 1,发电机转子磁极切割磁力线发电。其中转子罩实现 工质汽体的封闭,实现工质汽体的零泄露。根据图6所示为抽汽疏水换热器7 由盘形纵向翅片套管式换热器7. 1,换热器壳 体7. 2,保温材料7. 3组成。其中盘形纵向翅片套管式换热器7. 1采用内部中压抽汽疏水冷 凝管和外部高压给水加热套管组成,内部中压抽汽疏水冷凝管可以采用导热系数大翅片铜 管,外部高压给水加热套管采用换热系数小的碳钢管或合金钢,使疏水冷凝换热效果好。纵 向翅片套管盘旋在换热器壳体7. 2内,在壳体内部放入保温材料7. 3保温。使得高压给水 和中压冷凝疏水纯逆流换热,温差增大,使得疏水余热得到充分的回收。
具体实施例方式太阳能热电联产装置由聚光型太阳能吸热器1,中温热管加热器2,常温热管热水 加热器3,多级贯穿滑片膨胀发动机4,贯穿滑片高压给水泵5和永磁发电机6及中压抽汽 疏水换热器7七大部分组成。太阳能热电联产装置采用新的蒸汽动力循环方式、采用高压给水在中压抽汽疏水 换热器7与中温热管加热器2中定压吸热汽化成饱和蒸汽,饱和水蒸汽在聚光型太阳能吸 热器1中定容加热至高温高压过热蒸汽,高温高压过热蒸汽通过多级贯穿滑片膨胀发动机 4,分别经过一级高压定温膨胀至高温中压,二级,三级中压和低压的绝热膨胀做功至低温 低压,从多级贯穿滑片膨胀发动机4三级排出低背压汽体经过常温热管热水加热器3定压 等温冷凝换热变成低压冷凝水通过贯穿滑片高压给水泵5绝热压缩成高压给水,高压给水 通过抽汽疏水换热器7、中温热管加热器2加热,再一次实现循环做功过程。其中利用二级 中压膨胀机排汽作为中温热管加热器2的加热蒸汽的回热循环和三级低压的绝热膨胀做 功的背压排汽至常温热管热水加热器3,使低压低温蒸汽冷凝,常温热管把热提传递给由A 管输送来的的外界冷水,外界冷水被加热变成生活热水,向外界供热。使得太阳能热电联产 装置的发电效率和总热效率得到提高。太阳能热电联产装置首先通过聚光型太阳能吸热器1使中温热管加热器2输送 过来的高压饱和水蒸汽定容加热至高温高压,其中聚光型太阳能吸热器1由高温热管1.1, 内部焊接板束1. 2,密封套圈1. 3,外部壳体1. 4,中间绝热套1. 5,保温采光腔1. 6,两端保 温端板1. 7,进汽管1. 8八部分组成,内部焊接板束1. 2由多片导热能力很强耐高温的圆形 波纹换热铜合金板片组成,圆形波纹铜合金板片为一块圆环状板,圆形波纹铜合金板片中 间由两块与外圆等高小扇形体把圆环等分成两个腔,两个腔内有开有圆弧形的槽组成,槽 内有孔以利于工质在槽内流动,圆形波纹铜合金板片圆周上开有与热管外径大一点的圆形 锥孔,用高温热管1. 1将圆形波纹铜合金板片串联起来,同时每串一片圆形波纹铜合金板 片时圆形波纹铜合金板片与热管孔连接处穿过一个比热管管径大一点的特定强导热套圈 1. 3,圈的外圆下部呈锥面,与圆形波纹板保持锥面密封,通过液压装置把每片压紧,使得金 属导热套圈与热管很好的接合,每片圆形波纹铜合金板片通过焊接方式或板周开槽加金属 环垫来保持高温高压下的汽体密封,套在内部焊接板束1. 2外部壳体1. 4采用一定壁厚的 承压无缝钢管制成,能承受一定的压力防止板束密封不严蒸汽泄露承受一定的压力,在外 部壳体与内部焊接板束之间加入绝热陶瓷以绝热。再通过一面带陶瓷的盖板把金属波纹板 压紧密封,使得聚光型太阳能吸热器1能承受内部汽体的高温高压,聚光型太阳能吸热器1热管吸热端外部装上保温采光空腔1. 6以保温采光减少热辐射,同时在高温热管加热段镀 上黑铬以利于吸热。最后在聚光型太阳能吸热器1的中心位置加入进汽管接口 1.8,使通过 中温热管加热器2加热后中温高压汽体通入聚光式太阳能吸热器内进行定容加热。
太阳能热电联产装置通过采光孔把聚焦太阳能反光镜反射的光收集于聚焦太阳 能吸热器1高温热管1.1上,其中镀有黑色铬高温热管1.1吸热端充分吸收太阳光的高温 热能,高温热能通过热管传到聚光型太阳能吸热器内部焊接板束1. 2上,内部焊接板束铜 合金板迅速加热吸热器内部两个腔室的汽体,汽体在聚焦太阳能吸热器内部定容加热到高 温高压。其中一个腔室气体通过多级贯穿滑片膨胀发动机4进气孔与一级高压膨胀汽缸空 腔相通,进入多级贯穿滑片膨胀发动机4 一级高压膨胀气缸膨胀做功,一级膨胀气缸有一 个贯穿转子轴滑片,高温高压汽体通过膨胀推动膨胀发动机转子轴滑片向着容积变大的方 向转动,使发动机转子轴旋转180度左右。此过程中汽体处于定温膨胀过程。当转角转动 180度左右时,外伸的转动轴开孔使该加热空腔与多级贯穿滑片一级高压膨胀发动机膨胀 气缸进气孔关闭,与中温热管加热器出气管F相通,饱和蒸汽由聚光式太阳能吸热器进气 口 1. 8快速输入空腔内,当外伸转子轴转动一个小的角度使进气孔关闭实现饱和汽体的定 容加热过程。而另一个被加热的空腔与多级贯穿滑片发动机一级高压膨胀气缸进气口连通 与中温热管加热器出气管F关闭,此时加热空腔室内被加热的高温高压气体与发动机一级 高压膨胀汽缸连接,通过等温膨胀做功,这样由中温热管加热器2来的饱和汽体在聚焦太 阳能吸热器1内周而复始的经过定容加热,等温膨胀做功。此过程由膨胀发动机外伸入太 阳能吸热器1内孔中带孔槽的轴实现,外伸的带孔槽的轴与聚焦太阳能吸热器1的内孔微 间隙的配合,它能使聚光太阳能吸热器两个腔室与中温热管加热器2来的饱和汽体进气管 反复连通、关闭及聚光太阳能吸热器两个腔室与一级高压膨胀汽缸进气口关闭和连通。而 经一级高压膨胀汽缸后的汽体通过高压膨胀汽缸排汽孔排向二级膨胀汽缸,在二级膨胀机 内汽体做绝热膨胀,做功后汽体被冷却,由二级中压膨胀汽缸排汽孔排出,此时汽体变成中 温低压的汽体,一部分继续进入三级低压膨胀气缸进汽口继续膨胀做功,而大部分的汽体 由二级中压膨胀气缸的排汽孔口抽出,由E管引入中温热管加热器加热室用来加热高压给 水,进入三级低压膨胀气缸的小部分汽体在气缸内继续膨胀做功,做功后的汽体变成低温 低压的汽体,由排汽孔口排出汽缸进入常温热管热水加热器进行换热冷凝,低压汽体的汽 化潜热被常温热管热水加热器3冷凝端A管来的外界冷水吸收变成热水并通过B管引出供 外界热,冷凝后水由贯穿滑片高压给水泵进水管C吸入给水泵泵体内,高压给水泵贯穿滑 片转子与膨胀机同轴,通过转子转动使冷凝水压缩变成高压水,高压的水由高压给水管输 送至抽汽疏水换热器7被疏水加热,抽汽疏水换热器7是套管换热器,由中间带纵向翅片的 铜管与外部承压无缝钢套管组成,中温热管加热器2来的抽汽疏水由中间铜管传热给高压 给水,加热后的高压给水通过中温热管加热器2冷凝段,高压给水在中温热管加热器2内被 气化为高压饱和蒸汽,其中加热抽汽为二级膨胀汽缸的排出中温低压的汽体,抽汽通过加 热高压给水冷凝成中温低压的疏水通过管道G引至抽汽疏水换热器7内,通过中间带翅片 的铜管与套管中的高压给水换热进一步冷凝冷却后排向常温热管加热器3内。与排汽冷凝 液一起由高压给水泵吸入管C引入泵内,而在中温热管加热器2内变成饱和的蒸汽通过管 道F引至聚光型太阳能吸热器1内,被聚焦太阳能吸热器内高温热管定容加热至高温高压, 后进入一级膨胀气缸内定温膨胀推动多级贯穿滑片膨胀发动机转子转动做功完成热力循
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环 多级贯穿滑片膨胀发动机4由汽体膨胀做功带动贯穿滑片转子主轴转动,其中膨 胀机主轴与高压给水泵主轴及永磁发电机转子主轴为一根主轴,贯穿滑片高压给水泵5与 多级贯穿滑片膨胀发动机4之间用高压密封水封隔开,永磁发电机转子与贯穿滑片高压给 水泵5之间用高压密封水封隔开,使得贯穿滑片高压给水泵内水很少通过轴封渗入发电机 转子内。发电机转子罩壳6. 5把发电机转子封装,使太阳能热电联产装置工质零泄露。通 过主轴带动贯穿滑片高压给水泵和封闭在永磁发电机发电机转子罩内的转子转动,永磁发 电转子上装有稀土钕铁硼材料的N,S极相间的磁极,使永磁发电机定子线圈切割磁力线发 H1^ ο
权利要求
一种太阳能热电联产装置,包括聚光型太阳能吸热器1,中温热管加热器2,常温热管热水加热器3,多级贯穿滑片膨胀发动机4,贯穿滑片高压给水泵5,永磁发电机6和抽汽疏水换热器7七大部分组成。其中聚光型太阳能吸热器1通过高强螺栓与多级贯穿滑片膨胀发动机4外伸的轴及发动机高压膨胀端外壳相连。中温热管加热器2通过内径圆管套装于多级贯穿滑片膨胀发动机4高中压端外壳上。常温热管热水加热器3通过内径圆管套装于多级贯穿滑片膨胀发动机4低压端外壳上。贯穿滑片高压给水泵5通过轴与多级贯穿滑片膨胀发动机4的轴端相连,永磁发电机6转子轴与贯穿滑片高压给水泵5相连,永磁发电机转子罩6.5与贯穿滑片高压给水泵5壳体相连,永磁发电机转子罩6.5是一个密封的罩筒,使得密闭在发动机内部的工质零泄露。
2.一种太阳能热电联产装置采用新的蒸汽动力循环方式、采用高压给水在中压抽汽疏 水换热器7与中温热管加热器2中定压吸热汽化成饱和蒸汽,饱和水蒸汽在聚光型太阳能 吸热器1中定容加热至高温高压过热蒸汽,高温高压过热蒸汽通过多级贯穿滑片膨胀发动 机4,分别经过一级高压定温膨胀至高温中压,二级,三级中压和低压的绝热膨胀做功至低 温低压,从多级贯穿滑片膨胀发动机4三级排出低背压汽体经过常温热管热水加热器3定 压等温冷凝换热变成低压冷凝水通过贯穿滑片高压给水泵5绝热压缩成高压给水,高压给 水通过抽汽疏水换热器7、中温热管加热器2加热,再一次实现循环做功过程。其中利用二 级中压膨胀机排汽作为中温热管加热器2的加热蒸汽的回热循环和三级低压的绝热膨胀 做功的背压排汽至常温热管热水加热器3中加热外界冷水给生活热水。使得太阳能热电联 产装置的发电效率和总热效率得到提高。
3.根据权利要求1所述太阳能热电联产装置,其特征在于所述聚光型太阳能吸热器1 由高温热管1. 1,内部焊接板束1. 2,密封套圈1. 3,外部壳体1. 4,中间绝热套1. 5,保温采光 腔1. 6,两端保温端板1. 7,进汽管1. 8八部分组成,
4.根据权利要求1所述太阳能热电联产装置,其特征在于所述中温热管加热器2由内 管壳2. 1,外管壳2. 2,中温热管2. 3,中隔板2. 4,端板2. 5组成。
5.根据权利要求1所述太阳能热电联产装置,其特征在于所述多级贯穿滑片膨胀发动 机4由外端板4. 1,一级高压、二级中压、三级低压膨胀气缸壳体4. 2,贯穿转子轴4. 3,中间 隔板4. 4,贯穿滑片4. 5,陶瓷滚珠轴承4. 6,贯穿滑片滑动陶瓷轴承4. 7组成。
6.根据权利要求1所述太阳能热电联产装置,其特征在于所述贯穿滑片高压给水泵5 其结构与贯穿滑片膨胀机结构相同,由外端板,高压水泵壳体,贯穿转子,贯穿滑片,滚珠轴 承,贯穿滑片滑动轴承组成。
7.根据权利要求1所述太阳能热电联产装置,其特征在于所述抽汽疏水换热器7为 水_水套管式换热器,由盘形纵向翅片套管式换热器7. 1,换热器壳体7. 2,及壳体内保温材 料7. 3组成。
8.根据权利要求1所述太阳能热电联产装置,其特征在于所述永磁发电机6由发电机 转子6. 1,稀土永磁钕铁綳磁极6. 2,定子线圈6. 3及发电机外壳6. 4和发电机转子罩壳6. 5 组成。
全文摘要
一种太阳能热电联产装置由聚光型太阳能吸热器1,中温热管加热器2,常温热管热水加热器3,多级贯穿滑片膨胀发动机4,贯穿滑片高压给水泵5和永磁发电机6及中压抽汽疏水换热器7七大部分组成。该装置采用新的热发电循环方式、高效的传热方式和低成本膨胀机,可以使太阳能发电装置成本下降,发电效率提高,发电的同时提供热量,使得能源利用率提高。
文档编号F01C13/04GK101994669SQ20101053641
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者刘方亮 申请人:刘方亮