太阳能蒸汽热电系统技术方案

本发明专利技术提供一种太阳能蒸汽热电系统，属于发电设备领域，包括太阳能收集组件、高压热水锅炉、蒸汽转动力装置、发电机、蒸汽散热装置和高温水压回装置；高压热水锅炉位于太阳能收集组件的能量输出端；蒸汽转动力装置设有高压水蒸气输入端、动力输出端以及低压水蒸气输出端，高压水蒸气输入端与高压热水锅炉连接；发电机与动力输出端连接；蒸汽散热装置与低压水蒸气输出端连接；高温水压回装置将高温液态水回流至高压热水锅炉中。本发明专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统，高压的水蒸气做功完成之后，蒸汽散热装置把低压蒸汽温度降低到达临界点，低温蒸汽冷凝为高温热水，回流至高压热水锅炉中，能够充分利用水蒸气的内能，进一步提高光能转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电设备领域，尤其涉及一种太阳能蒸汽热电系统。
技术介绍
随着经济的发展，社会的进步，清洁能源已经成为必然和社会共识。现在已经出现了各式的依靠太阳能发电的电力装置，例如太阳能电池板类发电系统、集热太阳能热熔盐储热式发电系统、太阳能斯特林式发电系统、塔式大型太阳能发电系统等，目前各类太阳能系统越来越朝着发电效率高、成本低廉、安全高效、使用寿命长等特点方向发展。当前太阳能发电系统各有优缺点，例如：光伏发电转化效率太低，并且制造过程中污染严重，单位发电成本较高；目前太阳能斯特林技术并不是很成熟，而斯特林发动机又需要聚焦的阳光达到很高的温度(700°)才能运行，光电转化效率也不是很高；太阳能热熔盐储热式发电系统转化效率也很低等。现在太阳能斯特林发电系统越来越受到人们重视，近年来发展也越来越快，太阳能斯特林发电技术优势比较明显：一是能适应日照时间长的沙漠和戈壁地区，这与我国太阳能资源储量分布相匹配；二是热效率最高；三是其结构紧凑、安装方便，但是目前发电效率的峰值为30％，而原本斯特林发动机热量损失就是内燃机的2～3倍，因此，自1816年专利技术以来并没有得到大力推广。而众所周知，太阳能热水器的效率是目前光能转化效率最高的模式，因此，如果利用热水蒸汽系统来实现发电，其太阳能利用率会更高。并且如果采用前述热交换散热器过程产生的副产品热水还能提供给居民生活使用，太阳能利用效率进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用太阳能加热产生水蒸气，利用水蒸气做功发电的高效率发电系统。为实现上述目的，本专利技术提供一种太阳能蒸汽热电系统，包括：用于收集太阳能并提高其能量密度的太阳能收集组件；用于将液态水加工成高压水蒸气的高压热水锅炉，所述高压热水锅炉位于太阳能收集组件的能量输出端；用于将高压水蒸气的压力转化为动力的蒸汽转动力装置，所述蒸汽转动力装置设有高压水蒸气输入端、动力输出端以及低压水蒸气输出端，所述高压水蒸气输入端与高压热水锅炉连接；用于将动能转化为电能的发电机，所述发电机与蒸汽转动力装置的动力输出端连接；用于为低压水蒸气散热使其变为高温液态水的蒸汽散热装置，所述蒸汽散热装置与蒸汽转动力装置的低压水蒸气输出端连接；高温水压回装置，所述高温水压回装置的一端与蒸汽散热装置连接，另一端与高温热水锅炉连接，以将高温液态水回流至高压热水锅炉中。进一步地，所述太阳能收集组件包括：固定基座，所述固定基座固定安装在所需位置上；活动杆，所述活动杆与固定基座活动连接，活动杆可绕固定基座转动；蝶式聚光器，所述蝶式聚光器安装在活动杆上，蝶式聚光器将太阳能聚集至高压热水锅炉；太阳跟踪器，所述太阳跟踪器感应太阳光方位与动力装置电性连接，指示动力装置随太阳不同方位做出动作；动力装置，所述动力装置一方面与太阳跟踪器电性连接，另一方面与活动杆驱动连接，以根据太阳跟踪器的电信号驱动活动杆转动进而调整蝶式聚光器的朝向。进一步地，所述高压热水锅炉的底面为向下突出的弧形面或平面，所述高压锅炉底面上涂有纳米碳吸能涂层，锅炉底部内侧设有防腐涂层。进一步地，所述高压热水锅炉的底面安装有石英玻璃罩，所述石英玻璃罩与高压热水锅炉的底面之间构成真空层。进一步地，所述高压热水锅炉除底面之外的其他面上设有绝热材料层和绝热筒体层。进一步地，所述高压热水锅炉的顶面设有起水汽分离作用的疏水器，所述疏水器与蒸汽转动力装置的高压水蒸气输入端连接。进一步地，所述蒸汽转动力装置包括气缸、活塞、曲轴以及飞轮；所述高压热水锅炉与气缸连接，所述活塞在气缸内轴向运动，所述活塞与曲轴机械连接，所述曲轴与飞轮固定连接，所述飞轮与发电机固定连接。进一步地，所述蒸汽散热装置：包括多个散热片，每个散热片由用于流通低压水蒸气的管状部和用于散热的片状部构成，所述片状部固定在管状部的外侧；每个散热片的管状部的一端通过活塞式调节阀与蒸汽转动力装置的 低压水蒸气输出端连接，另一端与高温水压回装置连接。进一步地，所述蒸汽散热装置：包括筒体、散热盘管和散热风扇；所述散热盘管安装在筒体内，所述散热盘管的一端与蒸汽转动力装置的低压水蒸气输出端连接，另一端与高温水压回装置连接；所述散热风扇安装在筒体的一端，其出风方向对准散热盘管。进一步地，所述蒸汽散热装置包括热交换盘管、水泵以及流速控制器；所述热交换盘管安装在保温箱内，热交换盘管空隙之间填充保温材料，热交换盘管为双壁套管，双壁套管的内侧管为蒸汽管道，所述蒸汽管道一端与蒸汽转动力装置的低压水蒸气输出端连接，另一端与高温水压回装置连接；双壁套管的的外侧管设有进水口、出水口，进水口连接冷水，出水口连接温水储存罐；所述流速控制器与水泵电性连接，以通过水泵控制水流的大小；进一步地，所述高温水压回装置与热交换盘管的出水口连接，将高温热水压回锅炉。相较于现有技术，本专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统，利用太阳能收集组件收集太阳能，并将太阳能聚集至高压热水锅炉处，将高压热水锅炉内的水加热产生高温高压的水蒸气，由水蒸气在蒸汽转动力装置转化为动能，再驱动发电机发电；由于太阳能转化水蒸气的内能的转化效率高，使设备整体光能转化效率高。尤其重要的是，本专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统，还设有蒸汽散热装置和高温水压回装置，蒸汽散热装置能够为做功之后的低压水蒸气降温，使其转变成高温液态水的蒸汽散热装置，再由高温水压回装置回流至高压热水锅炉中，能够充分利用水蒸气的内能，进一步提高光能转化效率。根据太阳高低方向不同，支架装置及太阳追踪器使 始终保持高压热水锅炉处于水平状态，并使太阳光始终聚集在锅炉底部。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的技术图。图1为本专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的太阳能蒸汽热电系统的局部放大图；图3为图2所示的太阳能蒸汽热电系统的蒸汽散热装置在A方向上的剖面图；图4为图2所示的太阳能蒸汽热电系统的蒸汽散热装置的结构示意图；图5为本专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统的第二实施例的局部结构示意图；图6为图5所示的太阳能蒸汽热电系统的蒸汽散热装置在B方向上的剖面图；图7为图5所示的太阳能蒸汽热电系统的蒸汽散热装置的结构示意图；图8为本专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统的第三实施例的结构示意图；图9为图8所示的太阳能蒸汽热电系统的蒸汽散热装置的结构示意图；图10为本专利技术提供的太阳能蒸汽热电系统的第四实施例的局部结构示意图。附图标记：1-太阳能收集组件； 2-高压热水锅炉； 3-蒸汽转动力装置；4-发电机； 5-蒸汽散热装置； 6-高温水压回装置；11-固定基座； 12-活动杆； 13-蝶式聚光器；14-太阳跟踪器； 21-纳米碳吸能涂层；22-石英玻璃罩； 23-真空层； 24-绝热材料层；25-绝热筒体； 26-疏水器； 31-气缸；32-活塞； 33-曲轴； 34-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能蒸汽热电系统，其特征在于，包括：用于收集太阳能并提高其能量密度的太阳能收集组件；用于将液态水加工成高压水蒸气的高压热水锅炉，所述高压热水锅炉位于太阳能收集组件的能量输出端；用于将高压水蒸气的压力转化为动力的蒸汽转动力装置，所述蒸汽转动力装置设有高压水蒸气输入端、动力输出端以及低压水蒸气输出端，所述高压水蒸气输入端与高压热水锅炉连接；用于将动能转化为电能的发电机，所述发电机与蒸汽转动力装置的动力输出端连接；用于为低压水蒸气散热使其变为高温液态水的蒸汽散热装置，所述蒸汽散热装置与蒸汽转动力装置的低压水蒸气输出端连接；高温水压回装置，所述高温水压回装置的一端与蒸汽散热装置连接，另一端与高压热水锅炉连接，以将高温液态水回流至高压热水锅炉中。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能蒸汽热电系统，其特征在于，包括：用于收集太阳能并提高其能量密度的太阳能收集组件；用于将液态水加工成高压水蒸气的高压热水锅炉，所述高压热水锅炉位于太阳能收集组件的能量输出端；用于将高压水蒸气的压力转化为动力的蒸汽转动力装置，所述蒸汽转动力装置设有高压水蒸气输入端、动力输出端以及低压水蒸气输出端，所述高压水蒸气输入端与高压热水锅炉连接；用于将动能转化为电能的发电机，所述发电机与蒸汽转动力装置的动力输出端连接；用于为低压水蒸气散热使其变为高温液态水的蒸汽散热装置，所述蒸汽散热装置与蒸汽转动力装置的低压水蒸气输出端连接；高温水压回装置，所述高温水压回装置的一端与蒸汽散热装置连接，另一端与高压热水锅炉连接，以将高温液态水回流至高压热水锅炉中。2.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽热电系统，其特征在于，所述太阳能收集组件包括：固定基座，所述固定基座固定安装在所需位置上；活动杆，所述活动杆与固定基座活动连接，活动杆可绕固定基座上下左右转动；蝶式聚光器，所述蝶式聚光器安装在活动杆上，蝶式聚光器将太阳能聚集至高压热水锅炉；太阳跟踪器，所述太阳跟踪器固定在蝶式聚光器的一侧；动力装置，所述动力装置一方面与太阳跟踪器电性连接，另一方面与活动杆驱动连接，以根据太阳跟踪器的电信号驱动活动杆转动进而调整蝶式聚光器的朝向。3.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽热电系统，其特征在于，所述高压热水锅炉的底面为向下突出的弧形面，所述弧形面上涂有纳米碳吸能涂层，锅炉底部内侧设有防腐涂层。4.根据权利要求3所述的太阳能蒸汽热电系统，其特征在于，所述高压热水锅炉的底面安装有石英玻璃罩，所述石英玻璃罩与高压热水锅炉的底面之间构成真空层。5.根据权利要求3或4所述的太阳能蒸汽热电系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小份，
申请(专利权)人：杨小份，
类型：发明
国别省市：河北;13