[实用新型]双热源太阳能常压锅炉

说明书

本实用新型属于一种供热装置，尤其是利用太阳辐射能并辅助以燃料燃烧的双热源常压锅炉。

目前，公知的常压锅炉均利用化学能提供热量，消耗掉大量的矿物燃料和木柴，排放出过量的二氧化碳及烟尘，不利于环境保护和可持续发展。作为清洁能源之一的太阳辐射能，由于受到地球自转和公转的影响，形成昼夜和季节的变化，加之阴晴无常的天气，仅仅依赖太阳辐射能，胜任不了人类全天候的实践需要。

本实用新型的目的是提供一种常压锅炉，它在充分利用太阳辐射能的前提下，辅助以燃料的燃烧，满足适时独立供热的需要。

本实用新型的目的是这样实现的：在以矿物和木柴作燃料的常压锅炉的基础上，增加一个太阳辐射能接收和存贮装置，组成一种太阳辐射能和化学能都可以提供热量的双热源常压锅炉。太阳辐射能接收和存贮装置由太阳自动跟踪装置、反射镜、光热转换器和保温钢筒组成。反射镜在太阳自动跟踪装置的控制下，把太阳光聚焦或直接反射到光热转换器上，光热转换器为内盛液体且与保温钢筒连通的耐高温高压的金属容器，在这里太阳光转化为热能，通过热对流使热能在保温钢筒中存贮起来。保温钢筒顶部有一水汽输出口，通过管道分别与燃料锅炉和蒸汽工作室连接起来。当保温钢筒里的蒸汽能适时独立完成额定的工作任务时，将其直接导入蒸汽工作室；当保温钢筒里的蒸汽不能适时独立完成额定的工作任务时，将其导入燃料锅炉，辅助以燃料的燃烧，产生蒸气，再导入蒸汽工作室；当因黑夜、天气等缘故，保温钢筒完全不能供汽时，由燃料锅炉独立完成额定工作任务。

由于采用上述方案，本实用新型适应全天候的供热需要，比普通常压锅炉节约燃料，减轻了对不可再生资源的依赖和对环境的压力。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型总装及工作原理示意图。

图中1.保温钢筒 2.燃料锅炉 3.圆柱形光热转换器 4.球形光热转换器 5.柱面形抛物面反射镜 6.太阳自动跟踪装置 7.蒸汽工作室 8.热水槽 9.烟囱 10.保温钢筒安全阀 11.保温钢筒避雷针及电子报警装置固定安装金属环 12.燃料锅炉水汽输入口 13.保温钢筒警戒水位 14.高压给水管 15.保温钢筒与燃料锅炉之间输水输汽管 16.燃料锅炉水位计 17.燃料锅炉蒸汽输送管 18.保温钢筒热水及残液排出管 19.燃料锅炉炉门 20.球形光热转换器冷水补给管 21.球形光热转换器热水(汽)输出管 22.给水阀23.保温钢筒供汽控制阀 24.保温钢筒与燃料锅炉之间水汽控制阀 25.燃料锅炉供汽控制阀 26.保温钢筒热水及残液排出控制阀27.燃料锅炉热水及残液排出管 28.太阳光 29.聚焦或反射的太阳光 30.燃料锅炉安全阀 31.燃料锅炉避雷针及电子报警装置固定安装金属环 32.燃料锅炉蒸汽输出口 33.燃料锅炉警戒水位34.圆柱形光热转换器冷水补给管 35.圆柱形光热转换器热水(汽)输出管 36.燃料锅炉热水及残液排出控制阀 37.保温钢筒蒸汽输送管 38.保温钢筒水和蒸汽输出口 39.光热转换器热水(汽)输入口 40.保温钢筒安全阀接口 41.光热转换器冷水补给管、热水及残液排出管、高压给水管、保温钢筒热水及残液排出管共用进出口 42.备用接口

在图1中，圆柱形光热转换器(3)水平放置，南北向固定安装，其外壁位于柱面形抛物面反射镜(5)的焦线上。所谓的柱面形抛物面反射镜，即直线型抛物面反射镜。参见实用新型《同步太阳能海水淡化装置)》公开说明书，专利号：ZL97217663.2。柱面形抛物面反射镜(5)由太阳自动跟踪装置(6)控制。本实用新型设计者建议：将柱面形抛物面反射镜安装于两端装有半月形齿轮的刚性网架上，由太阳自跟踪装置通过齿轮传动，控制反射镜的法面方向。球形光热转换器(4)为一空心钢球，固定安装，它位于长焦球面镜群或平面镜群的焦点上。保温钢筒(1)通过圆柱形光热转换器冷水补给管(34)，圆柱形光热转换器热水(汽)输出管(35)，与圆柱形光热转换器(3)连通；通过球形光热转换器冷水补给管(20)，球形光热转换器热水(汽)输出管(21)，与球形光热转换器(4)连通；管(35)管(21)共用位于保温钢筒(1)中部侧壁的光热转换器热水(汽)输入口(39)；管(34)、管(20)共用位于保温钢筒(1)侧底的光热转换器冷水补给管接口(41)，同时利用这一接口的还有高压给水管(14)，保温钢筒热水及残液排出管(18)。保温钢筒安全阀接口(40)位于接口(39)接口(41)所在水平面之间的保温钢筒的侧壁，与球形光热转换器(4)的球心在同一水平面上。安全阀(10)高10米，其上端为装有避雷针及在安全阀出水、出汽时报警的电子报警装置固定安装金属环(11)。备用接口(42)，为及时利用保温钢筒中的热水预留，位于保温钢筒中上部侧壁。保温钢筒水和蒸汽输出口(38)位于保温钢筒顶部，保温钢筒与燃料锅炉之间输水输汽管(15)由此接出。管(15)的一支把光热转换器(3)、(4)和保温钢筒(1)组成的整体与燃料锅炉(2)连为一体，管道从燃料锅炉的水(汽)输入口(12)处接入；管(15)的另一支，经保温钢筒蒸汽输送管(37)接入蒸汽工作室(7)。燃料锅炉蒸汽输送管(17)，从燃料锅炉蒸汽输出口(32)导出，将燃料锅炉(2)与蒸汽工作室(7)连接起来。燃料锅炉安全阀(30)、避雷针及电子报警装置固定安装金属环(31)和其上安装的报警设备与保温钢筒上的相同。使用方法：第一步：灌水。一、只给保温钢筒及光热转换器灌水。关闭阀门(23)、(24)、(26)，打开阀门(22)，直至金属环(11)处出水，报警信号响起，关闭阀门(22)，打开阀门(23)，安全阀(10)中，保温钢筒(1)顶部水平线以上的水位下降，多余的水从蒸汽工作室(7)中排出，再关闭阀门(23)，灌水完毕，与此同时，光热转换器(3)、(4)中也灌满了水。此种灌水方法适用于太阳辐射能可以独立完成额定工作任务和给保温钢筒中的水预热，再经燃料锅炉加温两种情况。把保温钢筒中的热水转入燃料锅炉的方法是：放空燃料锅炉中的冷水，关闭阀门(23)，打开阀门(24)，缓缓开启阀门(22)，直至保温钢筒中的热水排入燃料锅炉，关闭阀门(22)。二、给保温钢筒和燃料锅炉同时灌水。关闭阀门(23)、(26)、(36)，打开阀门(24)，开启阀门(22)，观察燃料锅炉水位计(16)，到达需要的水位后，关闭阀门(22)。此种灌水方法适用于保温钢筒供汽不能单独完成额定工作任务，或完全不供汽两种情况。第二步：加热。保温钢筒里的热来自太阳辐射能，柱面形抛物面反射镜，长焦球面镜群，平面镜群在太阳自动跟踪装置的控制下，自动把聚焦或不聚焦的太阳光(28)、(29)投射到光热转换器(3)和(4)上。若太阳辐射能不能独立完成额定工作任务，还需从炉门(19)处生火，烟气从烟囱(9)排出。第三步：输汽。当太阳辐射能可以适时独立完成额定工作任务时，关闭阀门(24)、(25)，开启阀门(23)，蒸汽进入工作室(7)；当太阳辐射能不能独立完成额定工作任务或保温钢筒完全不供汽时，关闭阀门(23)，开启阀门(24)、(25)，把蒸汽导入工作室(7)。第四步：维护。当金属环(11)、(31)处出水警报响起时，应检查阀门(22)，看其是否关闭，检查阀门(23)、(24)、(25)，看它们是否打开；当金属环(11)、(31)处出汽警报响起时，应开启阀门(22)，这时保温钢筒的水位可能低于警戒线(13)，燃料锅炉的水位可能低于警戒线(33)，应及时灌水；当额定工作任务完成时，应打开阀门(26)、(36)，将保温钢筒、燃料锅炉中的热水和残液排入热水槽(8)。