专利名称：基于热交换法的太阳能发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能发电装置，具体地将，是涉及一种基于热交换法的太阳能发电系统。
背景技术：
朗肯循环是用于热电厂发电的典型热力动力循环。如图I所示，通常热电厂所用工质是水，通过高温加热成为过热水蒸汽，在水蒸汽朗肯循环工作中，过热水蒸汽进入汽轮机做功，带动发电机产生电能，做功后的低压蒸汽进入冷凝器冷却凝结为水，回到水泵中，再经过水泵进入锅炉进行高温加热，由此完成一个循环。但是，水工质相比其他一些工质有诸多弊端，例如，密度较小和比容较大则使同样体积的水所能吸收的能量较少，沸点较高则使液体水汽化需要更多的热量，蒸汽压力较低 则使水蒸汽做功时产生的能量较低，凝固点较高即0°c则会使机器在寒冷的时候需要其他防冻处理，运行时声速高则造成了噪音污染等，而且在膨胀做功的过程中水蒸汽必需以过热状态才能保持干燥状态，这也使得加热过程需要提供很高的能量。这些弊端使热电厂发电的热转化效率很低，从而造成了能量的浪费，以致能源的浪费。同时，由于现代工业的发展，各种资源的消耗加剧，热电厂通过高温加热水变成过热水蒸汽时通常是使用煤、天然气这类不可再生资源作为燃料，使得社会对传统能源的需求形势更加严峻。面对巨大的资源消耗和很低的能量转化效率，也是响应国家的号召，一方面要研究如何提高能量转化效率，另一方面要研究如何开发使用新型能源。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于热交换法的太阳能发电系统，解决目前朗肯循环中使用水工质产生的诸多弊端以及改变产业中传统能源消耗巨大的问题。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下基于热交换法的太阳能发电系统，包括发电机，在所述发电机上连接的有机工质循环系统，在有机工质循环系统上连接的太阳能转化装置。进一步地，所述有机工质循环系统包括与所述发电机连接的膨胀机，与膨胀机连接的冷凝器，与冷凝器连接的有机工质循环泵，分别与有机工质循环泵和膨胀机连接的蒸发器，其中，膨胀机为径流式膨胀机。为了使有机工质汽化，所述太阳能转化装置与所述蒸发器相连接。更进一步地，所述太阳能转化装置主要由太阳能接收器，与太阳能接收器连接的循环通道，设置在循环通道上的保温装置组成，其中，保温装置为保热墙。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果(I)本实用新型利用太阳能这种新型能源，大大减少了 CO2这类温室气体排放，降低了对环境的高温污染和温室效应，在产业应用上更加环保；(2)本实用新型设置有有机工质循环系统，使用有机工质，利用有机工质的沸点低特点，通过热交换法，使本实用新型的热效率比水蒸汽朗肯循环更高，适合在产业上推广应用；(3)本实用新型利用有机工质的凝固点低的特点，即使天气寒冷，也不会降低发电量，并且无需添加防冻剂及其设施，节约了运行成本；(4)本实用新型利用有机工质密度大和比容小的特点，相比水工质，同样体积可以吸收转化更多的能量，如此节约空间，使机械结构更加紧凑，占地面积更小，从而节约总投资；(5)本实用新型利用有机工质声速低和在膨胀做功过程中从高压到低压始终保持干燥状态的特性，使朗肯循环机组运行更安全、平稳、可靠，也降低了噪音污染。
图I为水蒸汽朗肯循环的系统框图。图2为本实用新型的系统框图。上述附图中，附图标记对应的部件名称如下I-发电机，2-膨胀机，3-冷凝器，4-有机工质循环泵，5-蒸发器，6-太阳能接收器，7-保热墙，8-循环通道。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例如图2所示，基于热交换法的太阳能发电系统，包括发电机I，在所述发电机I上连接的有机工质循环系统，在有机工质循环系统上连接的太阳能转化装置。所述有机工质循环系统包括与所述发电机I连接的膨胀机2，与膨胀机2连接的冷凝器3，与冷凝器3连接的有机工质循环泵4，分别与有机工质循环泵4和膨胀机2连接的蒸发器5，由于膨胀机分为轴流式膨胀机和径流式膨胀机，而随着径流式膨胀机的技术发展完善，其单机功率高于轴流式膨胀机，这里优选径流式膨胀机。有机工质的种类较多，相比水工质来讲,它们总体的特点主要有沸点低、蒸汽压力大、密度大、比容小、凝固点低、声速小等。所述太阳能转化装置主要由太阳能接收器6，与太阳能接收器6连接的循环通道8，设置在循环通道8上的保温装置组成，其中，产业上能使用的保温装置多种多样，从成本控制和实施效果考虑，本实用新型的保温装置优选为保热墙7。在循环通道内的介质为沸点较高的液体，出于成本控制的考虑，优选水介质，通过该转化装置将太阳能转化为热能储存在水介质中，为了减少热能在循环通道内的损失，设置保热墙7起到保温作用。所述有机工质循环系统和所述太阳能转化装置的循环系统在蒸发器5内部进行热交换，即是水介质的循环通道8穿过在蒸发器5内部的有机工质，根据热力学原理，之前储存在水介质中的热能转移至有机工质，由于有机工质沸点低，有机工质在吸收热能以后蒸发形成有机工质蒸汽。之后有机工质蒸汽通过连接管道进入径流式膨胀机中对径流式膨胀机做功，根据有机工质蒸汽压力大的特点，径流式膨胀机产生很大的旋转动能，带动与之连接的发电机I进行发电。在有机工质蒸汽对径流式膨胀机做功之后，能量降低形成低压有机工质蒸汽，之后进入冷凝器3中还原为有机工质液体，以便有机工质循环泵4进行加压。而连接冷凝器3和蒸发器5之间的有机工质循环泵4对有机工质加压的目的是为整个循环系统提供循环动力，促进循环系统的正常运行。从能量转化方面考虑，膨胀机的运转性能直接关系到有机工质携带的热能转化为机械动能的效率，在保护设备上体现出使用有机工质的另一个特点，即在对膨胀机做功时有机工质蒸汽从高压到低压的过程中一直保存干燥状态，可以提高设备使用寿命。
按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。
权利要求1.基于热交换法的太阳能发电系统，包括发电机(1)，其特征在于，所述发电机(I)上连接有有机工质循环系统，在有机工质循环系统上连接有太阳能转化装置。
2.根据权利要求I所述的基于热交换法的太阳能发电系统，其特征在于，所述有机工质循环系统包括与所述发电机(I)连接的膨胀机(2 )，与膨胀机(2 )连接的冷凝器(3 )，与冷凝器(3)连接的有机工质循环泵(4)，分别与有机工质循环泵(4)和膨胀机(2)连接的蒸发器(5)。
3.根据权利要求2所述的基于热交换法的太阳能发电系统，其特征在于，所述膨胀机(2)为径流式膨胀机。
4.根据权利要求2或3所述的基于热交换法的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能转化装置与所述蒸发器(5)相连接。
5.根据权利要求4所述的基于热交换法的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能转化装置主要由太阳能接收器(6)，与太阳能接收器(6)连接的循环通道(8)，设置在循环通道(8)上的保温装置组成。
6.根据权利要求5所述的基于热交换法的太阳能发电系统，其特征在于，所述保温装置为保热墙(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种基于热交换法的太阳能发电系统，属于发电设备，解决了目前朗肯循环中使用水工质产生的诸多弊端以及改变产业中传统能源消耗巨大的问题。该基于热交换法的太阳能发电系统，包括发电机，在所述发电机上连接的有机工质循环系统，在有机工质循环系统上连接的太阳能转化装置；所述有机工质循环系统包括膨胀机，冷凝器，有机工质循环泵，蒸发器；所述太阳能转化装置主要由太阳能接收器，循环通道，保热墙组成。本实用新型采用太阳能新型能源，大大减少CO2排放，降低污染，更加环保，并且采用有机工质使热转化效率更高，减少投资和运行成本，同时还使其在运转时更加平稳安全。
文档编号F03G6/00GK202560490SQ20122010299
公开日2012年11月28日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者潘洪伟 申请人:成都飞宇基业自控设备有限公司