[實用新型]利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統

有效

• 申請號: 202022232758.1
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN213540641U
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 徐靜遠;江志杰;羅二倉
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F03G7/00
• 分類號: F03G7/00;F03G7/06;H02N2/18;F01K27/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 周志斌

1.一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，包括：熱聲發電回路、低溫冷能供應系統和低品位熱能供應系統；

所述熱聲發電回路包括至少兩組熱聲發電單元以及與所述熱聲發電單元連接的連接管；

每組所述熱聲發電單元包括直線電機和熱聲發動機，所述直線電機和所述熱聲發動機通過所述連接管連接，所述熱聲發動機通過所述連接管與所述熱聲發電回路中相鄰的所述熱聲發電單元連接；

所述熱聲發動機包括第一室溫換熱器和第二室溫換熱器，以及并聯設置于所述第一室溫換熱器和所述第二室溫換熱器之間的至少兩組熱聲組件；

所述低溫冷能供應系統依次與并聯設置的所述熱聲組件串聯，在所述熱聲組件的一端形成溫度呈梯級分布的低溫端；

所述低品位熱能供應系統依次與并聯設置的所述熱聲組件串聯，在所述熱聲組件的另一端形成溫度呈梯級分布的高溫端。

2.根據權利要求1所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述熱聲組件包括自所述第一室溫換熱器向所述第二室溫換熱器依次設置的第一熱緩沖管、低溫端換熱器、回熱器、高溫端換熱器和第二熱緩沖管；

所述低溫冷能供應系統與所述低溫端換熱器連接，所述低品位熱能供應系統與所述高溫端換熱器連接。

3.根據權利要求2所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述低溫冷能供應系統提供的冷能依次從并聯設置的所述低溫端換熱器進入所述熱聲發動機；

所述低品位熱能供應系統提供的熱能依次從并聯設置的所述高溫端換熱器進入所述熱聲發動機；

其中，所述低溫冷能供應系統提供的冷能進入所述熱聲發動機的方向與所述低品位熱能供應系統提供的熱能進入所述熱聲發動機的方向相反。

4.根據權利要求3所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述低溫冷能供應系統提供的冷能依次通過每個所述低溫端換熱器進行熱交換后升溫至室溫。

5.根據權利要求4所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述低溫冷能供應系統提供的冷能來自于液化天然氣或液氮。

6.根據權利要求3所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述低品位熱能供應系統提供的熱能依次通過每個所述高溫端換熱器進行熱交換后降溫至室溫。

7.根據權利要求6所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述低品位熱能供應系統提供的熱能來自于太陽能或工業廢熱。

8.根據權利要求1至7任一所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述直線電機包括支撐結構、動子、定子、活塞和負載；

所述支撐結構設置為所述直線電機的外殼；

所述活塞設置于所述支撐結構的內部并與所述動子連接；

所述定子繞設于所述動子的外部；

所述負載與所述活塞連接；

其中，所述負載為電阻和/或電網。

9.根據權利要求8所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述直線電機與所述熱聲發動機并聯設置；

其中，所述連接管為諧振管。

10.根據權利要求8所述的一種利用梯級熱能和梯級冷能的熱聲發電系統，其特征在于，所述直線電機與所述熱聲發動機串聯設置。