[實用新型]燃氣輪機太陽能發電系統的工質加熱裝置

無效

• 申請號: 201120143218.4
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN202056013U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 王曙輝;王旻暉;張越雷;王步根;劉帥;譚新華;唐玉芬
• 申請（專利權）人: 湘潭電機股份有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F24J2/05;F23D14/00;F23D14/46;F23D14/70
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術領域

本實用新型涉及太陽能熱發電技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機太陽能發電系統的工質加熱裝置。

背景技術

太陽能是最具發展前景、最能解決未來社會發展能源需求不斷增長的新能源之一，其具有儲量無限性、分布普遍性、利用清潔性以及經濟性等特點。太陽能熱發電具有與電網負荷的適配性較好、光電轉化效率高、容易產生規模效應、耗材的制造過程更加環保、電力可調性更好等特點，是未來太陽能發電利用的重要發展方向。

根據聚光方式不同，太陽能熱發電主要有槽式、塔式、碟式等幾種發電系統，其中碟式太陽能發電系統也稱盤式系統，其主要特征是采用盤狀拋物面聚光集熱器，其聚光比可以高達數百到數千倍，因而可產生非常高的溫度；相對于其它方式，碟式發電系統具有模塊化的靈活部署能力、較高的聚光比和發電總效率等重要優點而越來越受到關注。而發電系統可以采用蒸汽輪機、燃氣輪機、斯特林發動機等不同原理的熱機。

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質、把熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械，主要包括壓氣機、工質加熱裝置、透平、控制系統和輔助設備等。其工作原理為：空氣經壓氣機壓縮后，在加熱裝置中吸熱升溫，然后進入渦輪膨脹做功，驅動發電機發電。

工質加熱裝置的作用是將太陽能轉化為熱能，同時傳遞給空氣，目前尚存在下列關鍵問題需要解決：1)如何解決太陽能不足或不穩定時，例如雨天，早、晚沒有太陽能或者太陽能不足、云層短時遮擋，造成發電系統運行不穩定的問題，從而提高太陽能發電站對外輸出電流的穩定性及可調節性；2)如何使得太陽能被吸熱部件高效吸收，轉化為熱能，并將熱能快速、高效地傳遞給工質(空氣)。

有鑒于此，亟待針對上述問題，改進現有燃氣輪機太陽能發電系統的工質加熱裝置的結構，使其可根據太陽能直接輻射情況，將太陽能與其他氣態燃料相結合利用，以維持發電系統對外輸出電流的穩定性和可調節性。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題為提供一種燃氣輪機太陽能發電系統的工質加熱裝置，其可根據太陽能直接輻射情況，將太陽能與其他氣態燃料相結合利用，維持發電系統對外輸出電流的穩定性和可調性。

為解決上述技術問題，本實用新型提供燃氣輪機太陽能發電系統的工質加熱裝置，包括依次連通的冷空氣流道、集熱腔和熱空氣通道，所述熱空氣通道由前側的內殼和后側的補熱段連接而成；還包括太陽能不足時加熱所述補熱段內部的一次加熱空氣的氣體燃燒器，所述燃燒器設于所述補熱段。

優選地，所述燃燒器的燃燒頭外套裝有旋流器，所述旋流器外設有導流罩，所述燃燒頭、所述旋流器和所述導流罩圍成內腔，燃燒器外殼與所述導流罩圍成二次空氣通道，所述二次空氣通道和所述內腔連通所述熱空氣通道；所述燃燒器還設有連通所述二次空氣通道和所述內腔的空氣導入管。

優選地，所述空氣導入管設有分流孔，所述空氣導入管通過所述分流孔連通所述二次空氣通道和所述內腔。

優選地，所述燃燒頭的燃料出口處設有端面板，所述端面板上設有至少3個向外彎折的燃料噴射管，還設有點火噴管，所述點火噴管伸至所述燃燒器的點火電嘴。

優選地，所述旋流器為內部均勻設置多個導流孔的結構，所述導流孔的軸線與所述旋流器的軸線呈異面直線。

優選地，所述集熱腔由玻璃罩、主吸熱體及副吸熱體圍成，所述主吸熱體的厚度由中部向兩側逐漸增大。

優選地，所述前端板的前側設有冷卻套，所述冷卻套設有冷卻液流動腔，所述冷卻液流動腔的兩側分別設有用于所述冷卻液流進、流出的第一接頭、第二接頭。

優選地，所述燃燒器與所述補熱段固定連接。

優選地，所述燃燒器與所述補熱段為分體式結構，二者可拆卸連接。

本實用新型提供的燃氣輪機太陽能發電系統的工質加熱裝置，其包括太陽能不足時加熱補熱段內部的一次加熱空氣的氣體燃燒器，該燃燒器設于工質加熱裝置的補熱段。

采用上述的結構，在工作過程中，來自上游壓氣機的冷空氣(相對于常溫大氣來說已經具有較高的溫度)經冷空氣輸入管進入環形的冷空氣流道，然后在前端板的后端轉為徑向流動，進入副吸熱體，在副吸熱體中吸收熱量后進入集熱腔再一次吸收熱量，變為一次加熱空氣進入熱空氣通道，經設于補熱段前端的第一溫度傳感器檢測其溫度后進入補熱段，如果其溫度達到設計值，一次加熱空氣進入高溫空氣輸出管，被導入下游的燃氣渦輪、對外做功；如果其溫度沒有達到設計值，則啟動燃燒器，對上述一次加熱空氣進一步加熱，直到滿足第二溫度傳感器的要求后，經高溫空氣輸出管輸往下游。