[发明专利]带换热导向虹吸涡轮发动机的塔式太阳热发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及带换热导向虹吸涡轮发动机的塔式太阳热发电装置。

背景技术

推广利用太阳能热发电有利于节能减排和人类的可持续发展。现有一种采用聚光镜阵列的太阳热发电装置，采用水进行冷却。由于用水量大，增加了其建设场地的选址难度，并且投资和经常性费用高。

发明内容

本发明的目的是要提供带换热导向虹吸涡轮发动机的塔式太阳热发电装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案：用自动跟踪的聚焦反射镜阵列、竖塔、竖塔顶端的集热器、蒸汽透平和筒状冷凝器组成一台带换热导向虹吸涡轮发动机的塔式太阳热发电装置。在筒状冷凝器上端内侧设置一台涡轮发动机，在筒状冷凝器下端设置一台增压风机。筒状冷凝器中设置与涡轮发动机导向器一体制造的乏汽冷凝器。

还可以在导向器不凝气体贮存空间顶端设置一个自动阀门。

还可以采用多级涡轮发动机。

本发明的有益效果：通过在筒状冷凝器内部建立虹吸风道，利用热虹吸效应在风道内形成高速空气流，实现对热发电系统放热界面的强迫风冷的同时利用虹吸气流发电。与采用水冷的太阳热发电系统相比，具有无需动力、不需要冷却水或者大幅度减少冷却水使用量、减少建设用地、可建造在很不平整的土地上、大幅度降低投资和选址条件的优点。基建费用最多可降低60％或者更多。不采用水冷却的热发电装置可以省略水源的保持和水处理环节、不产生输水系统的动力消耗、也没有输水系统的锈蚀堵塞问题，可大幅度节省运营成本和提高发电装置的可靠性。对一个10千瓦的发电装置，减少1千瓦的水冷却系统用电，可增加10％的输出。

涡轮发动机还可以提供额外的电力。

导向轮与乏汽冷凝器一体制造，体积更紧凑、并有利于发挥风冷的优势。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一个带进风增压涡轮发动机的虹吸风冷塔式太阳热发电装置的结构示意图。

图中1.反射镜阵列；2.竖塔；3.筒状冷凝器；4.集热器；5.蒸汽透平；6.涡轮发动机；7.增压风机；8.换热导向器；9.风道；10.不凝气体贮存空间；11.阀门。

具体实施方式

图1给出本发明的一个实施例。图1中，用自动跟踪的聚焦反射镜阵列1、竖塔2、筒状冷凝器3、竖塔2顶端的集热器4、蒸汽透平5，组成一台带进风增压涡轮发动机的虹吸风冷塔式太阳热发电装置。在筒状冷凝器3上端内侧设置一台多级涡轮发动机6，在筒状冷凝器3下端设置一台增压风机7。在筒状冷凝器3中设置与涡轮发动机6导向器8一体制造的乏汽冷凝器。增压风机7与两级涡轮发动机6刚性连接。

通过在筒状冷凝器3内部建立虹吸风道9，利用热虹吸效应在风道9内形成高速空气流，实现对热发电系统放热界面的强迫风冷的同时利用虹吸气流发电。

在导向器8不凝气体贮存空间10顶端设置一个自动阀门11。令自动阀门11的外端与一个负压源连通并打开自动阀门11，可将蒸汽透平5内的不凝气体移除。

图1实施例的工作原理为：自动跟踪的反射镜阵列1将太阳光反射到竖塔2顶端的集热器4吸收体上，集热器4吸收体将阳光转变为热能并将集热器4内的水加热成蒸汽，蒸汽通过蒸汽透平5作功并驱动发电机输出电能。作功后的乏汽进入作为乏汽冷凝器的导向器8。导向器8在风道9中因热虹吸现象受到强迫风冷，使其中的乏汽冷却凝结成水并依靠重力回流。回流积聚的水由高压水泵泵送到集热器4，集热器4吸收体将阳光转变为热能并将集热器4内的水加热成蒸汽……，如此不断重复前述热功循环，进行太阳热能发电。

由于导向器8的放热，风道9内的空气被加热。热空气比重小，会向上流动并不断从筒状冷凝器3上端流出，同时从筒状冷凝器3底端吸进外部空气。这就是所谓的热虹吸现象。在风道9足够长且通畅、导向器8的换热面积和功率足够大的情况下，风道9内空气流速会足够快。

图1实施例中，涡轮发动机的启动过程为：换热式导向器8放热使周围空气受热膨胀，热空气向上流动驱动涡轮发动机6转动。同时涡轮发动机6带动增压风机7吸气。增压风机16的吸气阻止了空气向下流动，确保有更多的热空气进入筒状冷凝器3内受热向上推动涡轮发动机6使其转速增加，转速增加的涡轮发动机6使吸气进一步增加，这使得涡轮发动机6内的气压进一步增加，并使涡轮发动机6的转速和输出功率进一步增加。高速转动的涡轮发动机6带动负载譬如发电机输出电能。当涡轮发动机6的输出与负载实现平衡时，启动过程结束，涡轮发动机6进入正常运行状态。