[發(fā)明專利]太陽能微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110242014.4
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN113606100B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖剛;帥威;陳金利;倪明江;駱仲泱;岑可法
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F03G6/06
• 分類號(hào): F03G6/06;F01K27/00;F01D15/10
• 代理公司: 上海立群專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31291
• 代理人: 楊楷;毛立群

本發(fā)明公開了一種太陽能微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，包括壓氣機(jī)、回?zé)崞鳌в胁晒饪椎奶柲芨邷乜諝馕鼰崞鳌⑷紵摇⑷細(xì)馔钙健Q熱器、冷凝器、給水泵、水工質(zhì)吸熱器，空氣由壓氣機(jī)吸入增壓后，與水工質(zhì)吸熱器加熱后的蒸汽一起進(jìn)入回?zé)崞鞯目諝鈧?cè)進(jìn)口，回?zé)崞黝A(yù)熱的空氣蒸汽混合氣體進(jìn)入太陽能高溫空氣吸熱器進(jìn)一步加熱后進(jìn)入燃燒室。傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合，充分利用了太陽能高溫空氣吸熱器采光孔周圍的能量，提高了吸熱器的截?cái)嘈屎吞柲芾寐剩瑴p少了燃料的消耗，同時(shí)也解決了太陽能發(fā)電單一系統(tǒng)供電的間歇性問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

天然氣發(fā)電是最穩(wěn)定的分布式供能方式之一，但是，天然氣資源是屬于易消耗的不可再生的能源，并且天然氣資源燃燒往往會(huì)產(chǎn)生大量的CO₂和CO，對環(huán)境造成不利的影響。這就需要盡量開發(fā)和使用一些可再生的清潔能源來作為天然氣的替代或補(bǔ)充。

太陽能是一種遍布全球取之不盡用之不竭的最好的可再生能源，開發(fā)利用太陽能這種清潔、無污染的可再生能源，對于減輕目前化石能源壓力、環(huán)境污染壓力等具有重要意義。太陽能熱發(fā)電技術(shù)是將太陽能熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽饕兴健⒉凼健⒌饺N利用方式，但是太陽能直接熱發(fā)電效率都較低，其中塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)的效率在15％～20％，大量的光熱轉(zhuǎn)換能量沒有得到利用。另外，單獨(dú)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)在夜間或者陰雨天也無法提供能量。因此，考慮到可以將太陽能集熱與其他發(fā)電系統(tǒng)，比如燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來，互為補(bǔ)充從而提高整體的發(fā)電能力和發(fā)電穩(wěn)定性。

其中，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)具有效率高、起動(dòng)快、調(diào)峰性能好、建設(shè)周期短、占地面積小，耗水少，以及環(huán)境污染小等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)(25～500kW)分布更靈活、可操作性更好。但是由于天然氣原料供應(yīng)問題，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)在一定程度上受到了制約。因此，在保證系統(tǒng)效率和功率的條件下，盡量減少燃料耗量有利于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的更廣泛的使用。因此，太陽能集熱與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合，利用太陽輻射能代替部分需要的燃料熱能，能夠減少燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)需要的燃料量。

但是，現(xiàn)有的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，例如塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)主要由聚光系統(tǒng)、吸熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱系統(tǒng)、二次回路換熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)等部分組成。對于聚光系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，定日鏡場反射的太陽光很難完全聚焦到中心區(qū)域，在太陽能高溫空氣吸熱器采光孔周圍存在部分聚光截?cái)鄵p失。并且，在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)中，燃?xì)馔钙脚懦龅母邷貜U氣經(jīng)過回?zé)崞骱蟊恢苯优懦觯藭r(shí)的高溫廢氣還具有較多的熱量，導(dǎo)致其能量轉(zhuǎn)化率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，其能夠進(jìn)一步充分利用能流密度較低的太陽能和燃?xì)馔钙脚懦龅母邷貜U氣經(jīng)過回?zé)崞髦蟮牟糠譄崃浚瑥亩鴮?shí)現(xiàn)能量的最大化利用。

該太陽能微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)包括：壓氣機(jī)、回?zé)崞鳌в胁晒饪椎奶柲芨邷乜諝馕鼰崞鳌⑷紵摇⑷細(xì)馔钙健Q熱器、冷凝器、給水泵、水工質(zhì)吸熱器，該壓氣機(jī)、回?zé)崞鞯目諝鈧?cè)進(jìn)口、燃燒室以及燃?xì)馔钙降娜肟陧槾蜗噙B，太陽能高溫空氣吸熱器與該順次相連而成的通路選擇性地連通，該燃?xì)馔钙降某隹凇⒒責(zé)崞鞯臒煔鈧?cè)進(jìn)口、換熱器的煙氣側(cè)、冷凝器、給水泵、水工質(zhì)吸熱器以及回?zé)崞鞯目諝鈧?cè)順次相連，空氣由壓氣機(jī)吸入增壓后，與由水工質(zhì)吸熱器加熱后的蒸汽一起進(jìn)入回?zé)崞鞯目諝鈧?cè)進(jìn)口，經(jīng)回?zé)崞黝A(yù)熱的空氣蒸汽混合氣體，進(jìn)入太陽能高溫空氣吸熱器，通過太陽能高溫空氣吸熱器加熱后進(jìn)入燃燒室。

根據(jù)該技術(shù)方案，通過在燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的循環(huán)中增加太陽能高溫空氣吸熱器，提高進(jìn)入燃燒室的空氣的溫度，并且增加水工質(zhì)空氣吸熱器，可以充分利用太陽能高溫空氣吸熱器采光孔周圍的能量，提高太陽能高溫空氣吸熱器的截?cái)嘈屎吞柲芾寐剩瑥亩鴾p少燃料的用量；此外，通過回注蒸汽降低燃燒室過高溫度，可減少過量空氣進(jìn)量，減少燃燒室的排放，減小壓氣機(jī)耗功，提高系統(tǒng)比功率和調(diào)峰能力，解決了塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)中吸熱系統(tǒng)能量利用率低和太陽能單獨(dú)熱發(fā)電效率低的問題，提高了燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的發(fā)電效率和能量利用率，同時(shí)提高系統(tǒng)的調(diào)峰能力，實(shí)現(xiàn)多能源綜合利用