[實用新型]基于太陽能的水-汽循環發電裝置

有效

• 申請號: 201320299057.7
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN203297048U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 楊繼明;沈立業;胡玉峰
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03B13/00;F24J2/30;F24J2/34;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 譚武藝

技術領域

本實用新型涉及可再生能源發電領域，具體涉及一種基于太陽能的水-汽循環發電裝置。

背景技術

隨著科技和經濟的發展，世界對能源和淡水資源的需求日益增長，而傳統的不可再生能源已面臨枯竭，全球能源形勢十分嚴峻。傳統能源的消耗造成全球環境污染和氣候變暖，人類生存的環境壓力變得越來越大，促使世界各國開始尋求能源安全，將戰略目光轉向清潔能源的開發。綜上所述，隨著人們對能源的需求不斷擴大，給現實社會帶來兩大難題：一是煤和石油的有限儲藏量所產生的能源危機；二是以煤、石油的大量燃燒而排放的廢氣（CO₂、SO_x和NO_x）所產生的環境污染和溫室效應使人類的生存環境不斷惡化，在人類發展過程中，淡水資源的過度開發和利用，造成淡水資源的短缺。以上問題是目前人類發展中存在的難題，要解決這難題，必須采用新的思維和方法才行。

抽水蓄能電站是一種利用能源進行發電的新型發電裝置。抽水蓄能電站一般包括低位水池和高位水池，在水資源比較豐富的時候將水從低位水池抽到高位水池中蓄積起來，在水資源比較貧乏的時候將水從高位水池放出帶動發電機進行發電。抽水蓄能水電站是我國對電網調峰，提高能源利用效率一種較好方法之一。但是，抽水蓄能水電站的不足之處是將消耗一定的電網電量，造成能源浪費，而且無法解決海水淡化的難題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種利用太陽能實現水的重力勢能提升、對蒸汽品質要求低、節能環保、無環境污染、能夠實現海水淡化、結構簡單、實施方便的基于太陽能的水-汽循環發電裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種基于太陽能的水-汽循環發電裝置，包括太陽能集熱單元、油泵、水蒸發換熱器、水泵、蒸汽上升管道、蒸汽冷凝單元和水輪發電機，所述蒸汽冷凝單元包括水槽、冷卻泵和冷凝室，所述太陽能集熱單元與水蒸發換熱器的油路相互連通形成導熱油回路，所述油泵連接于太陽能集熱單元與水蒸發換熱器之間的導熱油回路上，所述水蒸發換熱器的水路入水口通過水泵與水源相連，所述蒸汽上升管道的底端設于水蒸發換熱器的水路蒸汽出口上方，所述蒸汽上升管道的頂端與冷凝室密封連接，所述冷凝室的頂部設有冷卻噴頭，所述冷卻噴頭通過冷卻泵與水槽的水源相連通，所述水槽的底部設有出水口，所述出水口通過管道與水輪發電機相連。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述蒸汽上升管道的底端設有開口朝下布置的弧形罩，所述弧形罩布置于水蒸發換熱器的水路蒸汽出口上方。

所述弧形罩與水蒸發換熱器的水路蒸汽出口之間設有汽包。

所述太陽能集熱單元包括多個槽式太陽能集熱板，所述多個槽式太陽能集熱板之間通過并聯、或者串聯、或者并聯與串聯混合的形式相互連接。

所述太陽能集熱單元的導熱油輸出端與水蒸發換熱器之間設有熱油罐。

所述太陽能集熱單元的導熱油輸入端與水蒸發換熱器之間設有冷油罐。

本實用新型具有下述優點：

1、本實用新型利用技術比較成熟的太陽能集熱單元產生熱量并通過水蒸發換熱器將水加熱到100℃～200℃左右的水蒸汽，然后在蒸汽上升管道中通過空氣的浮力上升到蒸汽冷凝單元的位置完成水的重力勢能提升，然后蒸汽冷凝單元通過冷卻噴頭噴水將蒸汽冷凝成水，通過水槽底部的出水口流出，通過水的重力勢能差驅動水輪發電機進行發電，由于水蒸汽不是直接用于發電而是用于利用空氣的浮力上升從而增加冷凝水的重力勢能，不但可以利用取之不盡用之不竭的太陽能這一清潔能源，而且大大提高了產生蒸汽的數量，不需要借助額外的能源消耗來產生蒸汽，具有節能環保、無環境污染、太陽能利用率高的優點。

2、本實用新型中蒸汽上升管道的底端設于水蒸發換熱器的水路蒸汽出口上方，蒸汽上升管道的頂端與冷凝室密封連接，蒸汽上升管道的上述連接結構形成半開放式的蒸汽管道系統，水蒸發換熱器產生的蒸汽通過空氣的浮力于蒸汽冷凝單元的冷凝室內冷凝造成強大的壓力差，繼而使水蒸汽速度更快地上升，半開放的蒸汽上升管道不需要利用其他的能量，而且相對將水蒸汽采用傳統方法直接進入汽輪機進行發電而言對蒸汽溫度和品質要求較低，克服了常規發電需要高品質與高溫的過熱蒸汽這一問題。

3、本實用新型可結合抽水蓄能水電站，通過抽水蓄能水電站利用電能將水抽至水槽中進行蓄能，然后再驅動水輪發電機發電，從而能夠解決太陽能、水等資源的不均衡對發電穩定性的影響，充分起到節能與環保的效果。