[实用新型]太阳能-燃气互补型发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能-燃气互补型发电装置，属于太阳能热发电领域。 

背景技术

碟式太阳能斯特林热发电系统是将太阳光聚焦并反射到斯特林机的受热面上，斯特林机内部的工作介质受热成为高温高压状态保证碟式斯特林热发电系统的高效运转。但是由于太阳能的随机性和不稳定性，使得碟式太阳能斯特林系统不能连续稳定地提供高品质电能，而采用太阳能-燃气互补发电装置来维持发电的稳定性是一种途径。此途径在不改变原系统吸热器结构的基础上，还可以解决连续、稳定发电的问题。 

专利申请号为02293526.6中的实用新型专利公开了一种太阳能－燃气混合型吸热器结构，参见图1，该发明有三大部分组成：A为燃烧器部分，B为锅型吸热器部分，Ｃ为斯特林发动机部分。其特征在于在吸热器吸热面在焊接鳍片和稳流棒，在燃气管道上安装燃气喷嘴。该发明是针对间接接收式吸热器，虽然间接接收式吸热器通过钠蒸汽间接传热，具有较好的等温性，但增加了系统的复杂性。我们实际应用中所采用的吸热器均为直接照射式，直接照射式具有结构简单，加工容易且成本低廉的优势。而且该发明燃烧器的管道和喷嘴等布置结构实现难度大，拆装检修困难。 

实用新型内容

本实用新型针对太阳能-燃气混合型吸热器中关于间接照射式在结构复杂和燃烧器布置实现难度大等方面的不足，提出一种新型的太阳能－燃气互补型发电装置。 

 一种太阳能-燃气互补型发电装置，包括吸热器、斯特林发动机以及用于辅助加热的燃烧器，其特征在于：上述吸热器由具有采光口的吸热器保温壳体、位于吸热器内的加热管组成；上述加热管由若干独立沿周向均匀排布的加热管组成，每个独立加热管由上管段和下管段组成，其中吸热器主要利用加热管的上管段上表面吸收太阳辐射热量，主要利用下管段外侧面吸收燃烧产生热量；其中上管段和下管段连接处呈螺旋交错状，使得吸热器利用上管段的下表面辅助吸收燃烧产生热量，利用下管段的内侧面辅助吸收太阳光辐射热量；上述燃烧器包括空气进气管、燃气进气管、点火器、燃烧室，其中空气进气管和燃气进气管汇集后与燃烧室的一端相连，该燃烧器还包括与燃烧室相通的二次空气进气管；燃烧室通过烟气进气管与吸热器相连，其中烟气进气管采用环形阵列布置于吸热器的四周；上述吸热器内还布置有用于监测吸热器内部温度并通过控制阀控制二次空气进气量以保证输出功率稳定的热电偶。 

  所述的太阳能-燃气互补型发电装置的发电方法，其特征在于包括以下过程：（1）、吸热器接收汇聚的太阳辐射热量和燃烧产生热量，主要利用加热管的上管段上表面吸收太阳辐射热量，主要利用下管段外侧面吸收燃烧产生热量；其中上管段和下管段连接处呈螺旋交错状，使得吸热器利用上管段的下表面辅助吸收燃烧产生热量，利用下管段的内侧面辅助吸收太阳光辐射热量；（2）、空气和燃气分别通过空气进气管和燃气进气管进入燃烧室，通过点火器点火燃烧，生成的高温烟气通过烟气进气管进入吸热器，烟气进气管采用环形阵列布置于吸热器的四周，可以使换热更加充分；（3）、吸热器内还排布有用于监测吸热器内部温度的热电偶，通过热电偶的温度值来控制二次空气进气管进气量以保证输出功率稳定。（4）、同时利用上述吸热器A接收汇聚的太阳辐射热量和燃烧产生热量带动斯特林发动机B发电。 

本发明设计的太阳能－燃气混合型发电装置是针对实际应用中大多数所采用的直接照射式吸热器，利用太阳能或者燃烧产生的热量推动斯特林发动机发电。在纯太阳能加热、太阳能－燃气互补和纯燃气三种不同工作模式下，同样使吸热器内加热器的工质吸热。本发明整体结构简单、加工容易，燃烧器的设计也较灵活，可拆卸。因此本发明是适用于现有的碟式太阳能斯特林热发电系统吸热器的结构性能改造，为该系统提供连续、稳定的高品质电能。加热管总体成盘状布置，在增加换热面积的同时可以阻止换热后的低品质烟气上窜，使其从吸热器的下壁面烟气排气管排出。烟气进气管采用环形阵列布置于吸热器的四周，这样可以使烟气与加热管换热更加充分，从而提高总体的热发电效率。通常由于产生的烟气温度与太阳能聚光温度比较高，通过燃烧室相通的二次空气进气管，在烟气来流中掺混冷空气来降低进入吸热器中的热烟气温度，以防加热管的局部热应力较大，保护加热管。 

附图说明

图1为中国专利（02293526.6）公开的太阳能－燃气混合型吸热器示意图； 

图2为本专利提出的太阳能－燃气互补型发电装置示意图；