專利名稱：太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
專利說明本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中國專利200710019125. 9公開了一種地?zé)崮芎吞柲芑パa(bǔ)的熱氣流發(fā)電系統(tǒng)， 它包括煙 ，煙 底部設(shè)有渦輪發(fā)電機(jī)，煙 下方有采集太陽能的集熱棚，集熱棚內(nèi)布置有 盤管散熱器，盤管散熱器與地?zé)峋B接，有效的解決了太陽能熱氣流電站運(yùn)行的連續(xù)、穩(wěn)定 性問題，提高了電站的調(diào)峰能力。存在的問題是雖然該系統(tǒng)利用了地?zé)豳Y源和太陽能互補(bǔ) 發(fā)電，但其能量損失大、發(fā)電效率不高，由于該系統(tǒng)自身和地?zé)豳Y源有過多的直接接觸，因 而地?zé)豳Y源中所含的礦物質(zhì)或雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)自身，例如管路、蓄熱池和盤管散熱器等，就會(huì)產(chǎn) 生一定的腐蝕或破壞作用，不利于系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行，并且該系統(tǒng)自身的正常運(yùn)行也會(huì) 消耗較多的能量，如循環(huán)泵消耗的電能等。同時(shí)，不斷抽取和回灌地?zé)峋牡責(zé)豳Y源還會(huì)影 響或破壞其所在區(qū)域的地?zé)岱植?、地質(zhì)狀況以及生態(tài)環(huán)境等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，克服 了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，可以對(duì)太陽能和地?zé)崮苓M(jìn)行有效地利用，運(yùn)行和維護(hù)綠色環(huán)保、 成本低，發(fā)電連續(xù)穩(wěn)定效率高，并且可以在節(jié)能減排方面做出實(shí)際的貢獻(xiàn)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié) 同發(fā)電系統(tǒng)，由太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和至少一個(gè)地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)組成；所述的太陽 能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能煙囪底部設(shè)有渦輪發(fā)電機(jī)組，太陽能煙囪與太陽能集熱棚平 滑過渡連接；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)安裝在太陽能集熱棚下方；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā) 電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔通過漸縮形管腔與冷凝腔密封連接，冷凝腔內(nèi)安裝有發(fā)電裝置。所述的太陽能煙囪外設(shè)有絕熱層。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)為多個(gè)，以渦輪發(fā)電機(jī)組為中心在太陽能集熱棚下方 均勻?qū)ΨQ布置。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中的渦輪軸穿過磁流體密封裝置一端與發(fā)電機(jī)組連 接，另一端上安裝有渦輪葉片。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔內(nèi)填充有液態(tài)工質(zhì)，蒸發(fā)腔外設(shè)有多個(gè)熱 管吸熱鰭片，冷凝腔外設(shè)有多個(gè)熱管散熱鰭片，蒸發(fā)腔、漸縮形管腔和冷凝腔的外管壁內(nèi)設(shè) 有多個(gè)吸液芯。所述的蒸發(fā)腔下部和漸縮形管腔內(nèi)還設(shè)有內(nèi)管壁，內(nèi)管壁較薄且表面光滑，內(nèi)管 壁緊貼吸液芯。所述的吸液芯軸向截面成圓弧形。 所述的蒸發(fā)腔下部和漸縮形管腔外還設(shè)有真空絕熱層。 所述的冷凝腔成心形。[0013]所述的漸縮形管腔下寬上窄成錐形，頂端與冷凝腔下部連接。本實(shí)用新型提供的一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果如下1、本實(shí)用新型的太陽能煙囪的煙囪壁設(shè)有絕熱層，為絕熱煙囪壁。這樣，太陽能煙囪 頂部和底部的溫差和壓差就會(huì)更大，就更有利于渦輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率的提高。2、本實(shí)用新型的太陽能煙囪與太陽能集熱棚平滑過渡連接。這樣，就有效的提高 了渦輪發(fā)電機(jī)組處的熱氣流流速，因而也就提高了渦輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率。3、本實(shí)用新型在地?zé)崮軣峁艿恼舭l(fā)腔和冷凝腔分別設(shè)置有熱管吸熱鰭片和熱管 散熱鰭片，因而提高了地?zé)崮軣峁苷舭l(fā)腔對(duì)地?zé)崮軣崃康奈章屎屠淠粌?nèi)放出潛熱蒸汽 的散熱率。4、本實(shí)用新型設(shè)置在地?zé)崮軣峁艿恼舭l(fā)腔腔體的外管壁內(nèi)的吸液芯和設(shè)置在地 熱能熱管的冷凝腔腔體的外管壁內(nèi)的吸液芯均為體積、表面積和滲透率均較大以及毛細(xì)孔 有效半徑較小的軸向截面成圓弧形的吸液芯。這樣，就有效地提高了地?zé)崮軣峁艿拿?xì)極 限，即工質(zhì)循環(huán)過程中的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的冷凝腔吸液芯也增大了冷凝腔對(duì)蒸汽和 液態(tài)工質(zhì)的散熱率。5、本實(shí)用新型在地?zé)崮軣峁芙^熱段的外管壁的外部設(shè)置有真空絕熱腔。這樣有效 地降低了蒸汽在傳輸過程中的能量損失，提高了傳遞效率。6、本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁転閬喓J型的密閉管，具體表現(xiàn)為熱管的漸縮形管腔 成下寬上窄的錐形，頂端與成心型的冷凝腔下部連接。這樣，設(shè)有真空絕熱層的漸縮形管腔 可以有效地聚集蒸汽的能量，而后通過喉部并最有效地、最大化的沖擊渦輪葉片，以使渦輪 葉片和與其相連的渦輪軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生可觀的扭矩，發(fā)電效率高。7、本實(shí)用新型在地?zé)崮軣峁艿臐u縮形管腔吸液芯的內(nèi)表面上和冷凝腔下部的吸 液芯內(nèi)表面上均設(shè)置有一層薄且光滑的內(nèi)管壁。這樣，就有效地提高了系統(tǒng)的攜帶極限。在 蒸汽的速率足夠高的情況下，仍可以有效地保證系統(tǒng)工作于攜帶極限以內(nèi)，使冷凝回流的 液態(tài)工質(zhì)幾乎不會(huì)被蒸汽從吸液芯表面上扯下來并攜帶走。8、本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中的渦輪軸與冷凝腔上部之間用磁流體密 封裝置封裝，具有保持不變的零泄漏特性、不存在污染和停車失效問題。同時(shí)磁流體密封裝 置還可以使穿過它的渦輪軸處于“懸浮”的狀態(tài)，從而大大減小渦輪軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中存在的 摩擦，以保證其傳動(dòng)效率并長期可靠的工作。9、本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)集熱電廠的鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)三大主要 設(shè)備以及汽_水循環(huán)系統(tǒng)于一體，同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速高、無需增速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍大、 不會(huì)突然停車和更易防火防爆等。另外，較常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)，如熱電廠、地?zé)崮馨l(fā)電站、太陽 能熱發(fā)電站和海水、沙漠溫差發(fā)電站等，也具有建造成本低、工程周期短、抗外界干擾性強(qiáng) 和操控難度系數(shù)低等特點(diǎn)。10、本實(shí)用新型的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)的地?zé)崮軣峁芸芍苯游詹⑥D(zhuǎn)化地?zé)崮埽?也即，地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電過程僅有能量，即地?zé)崮艿诫娔艿奈?、傳遞與轉(zhuǎn)化，沒 有物質(zhì)的交換與傳遞，不影響或破壞其所在區(qū)域的地?zé)岱植?、地質(zhì)狀況以及生態(tài)環(huán)境等，因 此其發(fā)電過程是清潔、環(huán)保和高效的。11、太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)之間為協(xié)同發(fā)電的關(guān)系。太陽 能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的太陽能集熱棚內(nèi)氣流的快速流動(dòng)可迅速帶走地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)冷凝腔的外管壁和熱管散熱鰭片所散發(fā)的潛熱，進(jìn)而提高地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)發(fā)電裝置的發(fā) 電效率；同時(shí)，地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)冷凝腔的外管壁和熱管散熱鰭片所散發(fā)的潛熱又可加 熱太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)太陽能集熱棚內(nèi)的氣流，有利于提高太陽能煙 底部和太陽能煙 囪頂部氣流的溫差、壓力和流速，進(jìn)而提高太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中渦輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電 效率。這兩種發(fā)電系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，可有效克服其各自單獨(dú)發(fā)電時(shí)所存在的不足，擺脫對(duì)太 陽熱能、氣候狀況及地理環(huán)境等自然條件的依賴性，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電。綜上，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)化程度高，對(duì)太陽能和地?zé)崮苓M(jìn)行了有效地利 用，運(yùn)行和維護(hù)綠色環(huán)保、成本低，發(fā)電連續(xù)穩(wěn)定效率高，并且可以在節(jié)能減排等方面做出 實(shí)際的貢獻(xiàn)，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1中，一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，由太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和至少 一個(gè)地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)組成；所述的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能煙 1底部設(shè)有 渦輪發(fā)電機(jī)組2，所述的太陽能煙囪1外設(shè)有絕熱層，太陽能煙囪1與太陽能集熱棚3平滑 過渡連接形成傾斜漸縮式太陽能集熱棚。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)安裝在太陽能集熱棚 3下方；優(yōu)化的技術(shù)方案是所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)為多個(gè)，以渦輪發(fā)電機(jī)組2為中心 在太陽能集熱棚3下方均勻?qū)ΨQ布置。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔10通過漸縮形管腔13與冷凝腔5密封連 接，冷凝腔5內(nèi)安裝有發(fā)電裝置。所述的蒸發(fā)腔10下部和漸縮形管腔13外還設(shè)有真空絕 熱層8，所述的冷凝腔5成心形，所述的漸縮形管腔13下寬上窄成錐形，頂端與冷凝腔5下 部連接。設(shè)有真空絕熱層8的漸縮形管腔13可以有效地聚集蒸汽的能量，而后通過喉部并 最有效地、最大化的沖擊渦輪葉片，以使渦輪葉片15和與其相連的渦輪軸17高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn) 生可觀的扭矩，發(fā)電效率高。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電裝置中的渦輪軸17穿過磁流體密封裝置16 一端與發(fā)電機(jī)組18連接，另一端上安裝有渦輪葉片15。渦輪葉片15正對(duì)著喉部7，并軸線 相重合，渦輪葉片15的直徑略小于冷凝腔5內(nèi)該處的直徑，以獲得更好的轉(zhuǎn)化效率。發(fā)電 機(jī)組18可以安裝在太陽能集熱棚3的上部，也可以安裝在太陽能集熱棚3的下部。所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔10內(nèi)填充有液態(tài)工質(zhì)12，蒸發(fā)腔10外設(shè)有 多個(gè)熱管吸熱鰭片11，冷凝腔5外設(shè)有多個(gè)熱管散熱鰭片6，蒸發(fā)腔10、漸縮形管腔13和冷 凝腔5的外管壁9內(nèi)設(shè)有多個(gè)吸液芯4。對(duì)于吸液芯4要求有足夠大的毛細(xì)抽吸壓力，或較 小的管芯有效孔徑；較小的液體流動(dòng)阻力，即有較高的滲透率；良好的傳熱特性，即有小的 徑向熱阻；良好的工藝重復(fù)性及可靠性，即制造簡單，價(jià)格便宜。所述的吸液芯4軸向截面 成圓弧形。所述的蒸發(fā)腔10下部和漸縮形管腔13內(nèi)還設(shè)有內(nèi)管壁14，內(nèi)管壁14較薄且表面 光滑，內(nèi)管壁14緊貼吸液芯4。這樣的結(jié)構(gòu)有效地保證系統(tǒng)工作于攜帶極限以內(nèi)，使冷凝 回流的液態(tài)工質(zhì)12幾乎不會(huì)被蒸汽從吸液芯4表面上扯下來并攜帶走。特別是在冷凝腔
55和漸縮形管腔13連接部位的喉部7更是如此，因?yàn)樵撎幍恼羝魉俣葹樽畲蟆?br> 權(quán)利要求一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于由太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和至少一個(gè)地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)組成；所述的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能煙囪(1)底部設(shè)有渦輪發(fā)電機(jī)組(2)，太陽能煙囪(1)與太陽能集熱棚(3)平滑過渡連接；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)安裝在太陽能集熱棚(3)下方；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔(10)通過漸縮形管腔(13)與冷凝腔(5)真空密封連接，冷凝腔(5)內(nèi)安裝有發(fā)電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的太陽能 煙囪(1)外設(shè)有絕熱層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的地?zé)崮?熱管發(fā)電系統(tǒng)為多個(gè)，以渦輪發(fā)電機(jī)組(2)為中心在太陽能集熱棚(3)下方均勻?qū)ΨQ布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的地 熱能熱管發(fā)電系統(tǒng)中的渦輪軸(17)穿過磁流體密封裝置(16) —端與發(fā)電機(jī)組(18)連接， 另一端上安裝有渦輪葉片(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的地 熱能熱管發(fā)電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔(10)內(nèi)填充有液態(tài)工質(zhì)(12)，蒸發(fā)腔(10)外設(shè)有多個(gè)熱管吸 熱鰭片(11)，冷凝腔(5)外設(shè)有多個(gè)熱管散熱鰭片(6)，蒸發(fā)腔(10)、漸縮形管腔(13)和冷 凝腔(5)的外管壁(9)內(nèi)設(shè)有多個(gè)吸液芯(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)腔 (10)下部和漸縮形管腔(13)內(nèi)還設(shè)有內(nèi)管壁(14)，內(nèi)管壁(14)較薄且表面光滑，內(nèi)管壁 (14)緊貼吸液芯(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的吸液芯(4)軸向截面成圓弧形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)腔 (10)下部和漸縮形管腔(13)外還設(shè)有真空絕熱層(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的冷凝腔(5)成心形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的漸縮形 管腔(13)下寬上窄成錐形，頂端與冷凝腔(5)下部連接。
專利摘要一種太陽能與地?zé)崮軈f(xié)同發(fā)電系統(tǒng)，由太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)和至少一個(gè)地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)組成；所述的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能煙囪底部設(shè)有渦輪發(fā)電機(jī)組，太陽能煙囪與太陽能集熱棚平滑過渡連接；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)安裝在太陽能集熱棚下方；所述的地?zé)崮軣峁馨l(fā)電系統(tǒng)中，蒸發(fā)腔通過漸縮形管腔與冷凝腔密封連接，冷凝腔內(nèi)安裝有發(fā)電裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)化程度高，對(duì)太陽能和地?zé)崮苓M(jìn)行了有效地利用，運(yùn)行和維護(hù)綠色環(huán)保、成本低，發(fā)電連續(xù)穩(wěn)定效率高，并且可以在節(jié)能減排等方面做出實(shí)際的貢獻(xiàn)，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號(hào)F03G4/00GK201739091SQ201020285240
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月7日
發(fā)明者姚衛(wèi)星, 舒明, 高鵬飛, 龔祖春 申請(qǐng)人:葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司