[發明專利]帶補燃裝置的太陽能吸熱器

無效

• 申請號: 201410311686.6
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104089408A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 戴貴龍;杜曉瑞;侯根富
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F02G1/043
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 陳朝陽

技術領域

本發明涉及太陽能應用技術領域，具體的說，本發明涉及一種帶補燃裝置的太陽能吸熱器。

背景技術

太陽能熱動力發電主要由聚集器、吸熱器和熱機組成。吸熱器吸收由聚集器匯聚的高密度太陽能流，加熱高壓空氣。然后高溫高壓工質驅動熱機，熱機帶動發電機轉動，輸出電功率。由于太陽能是一種自然資源，其能流密度隨季節、時間和天氣等因素隨機變化，引起匯聚到吸熱器的聚集太陽功率出現波動，導致吸熱器空氣出口參數(溫度、壓力)動態變化。動態變化的工質參數容易引起熱機效率下降，產生機械振動，影響熱機安全工作。

在中華人民共和國國家知識產權局網站上，查到與本發明相關的專利1項，具體信息如下：名稱為太陽能—燃氣混合型吸熱器，專利號為ZL02293526.6，發明人為李斌、李安定、楊培堯、臧春城。該發明的屬于太陽能熱發電領域。由于太陽能的隨機性和不穩定性，使太陽能熱發電裝置在純太陽下的使用率比較低。采用旋流式燃氣燃燒器與太陽熱鍋形吸收器結合成一個吸熱腔體，在吸收器凹面前端布置有燃燒器。具有安裝簡便；不使用燃氣時，太陽熱的吸收率也有所提高，采用燃氣燃燒時，燃燒效率高，燃燒可以穩定進行；亦可以同時打開燃氣與太陽吸熱器并列使用。具體結構見圖1。

1)太陽能—燃氣混合型吸熱器，由燃燒器、吸熱器、發動機等構成，其特征在于吸熱器[B]為鍋形，其凹面前端布置旋流式燃燒器[A]，燃燒器[A]和吸熱器[B]兩部分通過法蘭[41]連接，組成吸熱腔體[31]，吸熱器[B]和發動機[C]之間采用法蘭[42]連接。

2)根據權利要求1所述的太陽能—燃氣混合型吸熱器，其特征在于吸熱器吸熱面[53]上焊接有旋流扭鰭片和穩燃棒[51]。

3)根據權利要求1所示的太陽能—燃氣混合型吸熱器，其特征在于燃燒器環形燃氣總管[37]上安裝多個燃氣噴嘴[62]，每個噴嘴外同軸套有預混管[63]，燃氣噴嘴與燃氣預混管二者之間留一定的間隙，燃氣預混管軸線與環形旋流燃燒器的圓周方向和軸線呈一定角度，并伸入與燃燒器連接的鍋形吸熱器的相鄰的兩個鰭片之間。

從上述摘要及結構圖可以看出，該太陽能—燃氣吸熱器主要技術特征為將燃燒器布置在吸熱器腔體內部。在工質進入太陽能吸熱器吸熱之前進行燃燒升溫，這樣不利于提高系統效率。因為燃燒后的工質(實際上就是煙氣)具有較高的溫度，與太陽能吸熱器的溫度差較小，高溫煙氣從吸熱器中吸收的熱量非常有限，吸熱器大部分熱量從吸熱器太陽光入口通過輻射形式散失。另一方面，采用燃氣后高溫煙氣從吸熱器換熱，會推高吸熱器的工作溫度，增加吸熱器的輻射散熱損失。

發明內容

針對太陽能流密度隨機變化導致吸熱器工質出口參數波動的問題，本發明將吸熱器出口工質分為兩路，在其中一路的路徑上配置一補然裝置，根據吸熱器工質實際出口參數與額定出口參數的差異，注入一定數量的燃氣使其與該路空氣燃燒放熱，獲得高溫高壓煙氣，然后該路煙氣與另一路空氣混合，使混合氣體參數達到工質額定參數要求，提高熱機的工作效率和安全穩定性。

本發明提供的技術方案是：一種帶補燃裝置的太陽能吸熱器，包括一吸收聚集太陽能流的吸熱器，吸熱器輸入端連接至高壓空氣輸入管路，吸熱器的后端設置有補燃室，補燃室的一端連接至吸熱器的輸出端，補燃室充入燃氣與吸熱器輸出端輸出的經過吸熱器加熱的高壓空氣混合燃燒后，另一端通過管路連接輸出至混合室；吸熱器分設有與補燃室并聯的管路直接連接在混合室上，并聯的管路上設有控制閥門，控制直接進入混合室的經過吸熱器加熱的高壓空氣與經過補燃室燃燒的混合煙氣成比例混合后，輸出至后續驅動熱機。

本發明提供了另一種技術方案為：一種帶補燃裝置的太陽能吸熱器，包括一吸收聚集太陽能流的吸熱器，吸熱器輸入端連接至高壓空氣輸入管路，吸熱器的后端設置有補燃室，補燃室的一端通過控制閥門連接至高壓空氣輸入管路，補燃室充入燃氣與高壓空氣輸入管路輸出的高壓空氣混合燃燒后，另一端通過管路連接輸出至混合室；吸熱器分設有與補燃室并聯的管路直接連接在混合室上，混合室的經過吸熱器加熱的高壓空氣與經過補燃室燃燒的混合煙氣成比例混合后，輸出至后續驅動熱機。

本發明的有益效果是：

本發明裝置將燃燒室布置在吸熱器后端，低溫工質在在吸熱器中吸熱，這樣有利于降低吸熱器的工作溫度，減小吸熱器的輻射散熱損失。另一方面，采用預熱的工質進行燃燒，有利于提高燃燒速度和效率，提高系統效率。與現有技術相比，本發明主要有以下三個優點：