[实用新型]燃气轮机太阳能发电系统的工质加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种燃气轮机太阳能发电系统的工质加热装置。

背景技术

太阳能是最具发展前景、最能解决未来社会发展能源需求不断增长的新能源之一，其具有储量无限性、分布普遍性、利用清洁性以及经济性等特点。太阳能热发电具有与电网负荷的适配性较好、光电转化效率高、容易产生规模效应、耗材的制造过程更加环保、电力可调性更好等特点，是未来太阳能发电利用的重要发展方向。

根据聚光方式不同，太阳能热发电主要有槽式、塔式、碟式等几种发电系统，其中碟式太阳能发电系统也称盘式系统，其主要特征是采用盘状抛物面聚光集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度；相对于其它方式，碟式发电系统具有模块化的灵活部署能力、较高的聚光比和发电总效率等重要优点而越来越受到关注。而发电系统可以采用蒸汽轮机、燃气轮机、斯特林发动机等不同原理的热机。

燃气轮机是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，主要包括压气机、工质加热装置、透平、控制系统和辅助设备等。其工作原理为：空气经压气机压缩后，在加热装置中吸热升温，然后进入涡轮膨胀做功，驱动发电机发电。

工质加热装置的作用是将太阳能转化为热能，同时传递给空气，目前尚存在下列关键问题需要解决：1)如何解决太阳能不足或不稳定时，例如雨天，早、晚没有太阳能或者太阳能不足、云层短时遮挡，造成发电系统运行不稳定的问题，从而提高太阳能发电站对外输出电流的稳定性及可调节性；2)如何使得太阳能被吸热部件高效吸收，转化为热能，并将热能快速、高效地传递给工质(空气)。

有鉴于此，亟待针对上述问题，改进现有燃气轮机太阳能发电系统的工质加热装置的结构，使其可根据太阳能直接辐射情况，将太阳能与其他气态燃料相结合利用，以维持发电系统对外输出电流的稳定性和可调节性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种燃气轮机太阳能发电系统的工质加热装置，其可根据太阳能直接辐射情况，将太阳能与其他气态燃料相结合利用，维持发电系统对外输出电流的稳定性和可调性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供燃气轮机太阳能发电系统的工质加热装置，包括依次连通的冷空气流道、集热腔和热空气通道，所述热空气通道由前侧的内壳和后侧的补热段连接而成；还包括太阳能不足时加热所述补热段内部的一次加热空气的气体燃烧器，所述燃烧器设于所述补热段。

优选地，所述燃烧器的燃烧头外套装有旋流器，所述旋流器外设有导流罩，所述燃烧头、所述旋流器和所述导流罩围成内腔，燃烧器外壳与所述导流罩围成二次空气通道，所述二次空气通道和所述内腔连通所述热空气通道；所述燃烧器还设有连通所述二次空气通道和所述内腔的空气导入管。

优选地，所述空气导入管设有分流孔，所述空气导入管通过所述分流孔连通所述二次空气通道和所述内腔。

优选地，所述燃烧头的燃料出口处设有端面板，所述端面板上设有至少3个向外弯折的燃料喷射管，还设有点火喷管，所述点火喷管伸至所述燃烧器的点火电嘴。

优选地，所述旋流器为内部均匀设置多个导流孔的结构，所述导流孔的轴线与所述旋流器的轴线呈异面直线。

优选地，所述集热腔由玻璃罩、主吸热体及副吸热体围成，所述主吸热体的厚度由中部向两侧逐渐增大。

优选地，所述前端板的前侧设有冷却套，所述冷却套设有冷却液流动腔，所述冷却液流动腔的两侧分别设有用于所述冷却液流进、流出的第一接头、第二接头。

优选地，所述燃烧器与所述补热段固定连接。

优选地，所述燃烧器与所述补热段为分体式结构，二者可拆卸连接。

本实用新型提供的燃气轮机太阳能发电系统的工质加热装置，其包括太阳能不足时加热补热段内部的一次加热空气的气体燃烧器，该燃烧器设于工质加热装置的补热段。

采用上述的结构，在工作过程中，来自上游压气机的冷空气(相对于常温大气来说已经具有较高的温度)经冷空气输入管进入环形的冷空气流道，然后在前端板的后端转为径向流动，进入副吸热体，在副吸热体中吸收热量后进入集热腔再一次吸收热量，变为一次加热空气进入热空气通道，经设于补热段前端的第一温度传感器检测其温度后进入补热段，如果其温度达到设计值，一次加热空气进入高温空气输出管，被导入下游的燃气涡轮、对外做功；如果其温度没有达到设计值，则启动燃烧器，对上述一次加热空气进一步加热，直到满足第二温度传感器的要求后，经高温空气输出管输往下游。