專利名稱：新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能接收和應用的裝置，具體地說，是以空氣或蒸餾 水為載熱劑，將真空玻璃集熱管、曲面鏡或凸透鏡串聯(lián)、并聯(lián)后的太陽能熱發(fā)電 和供熱裝置。
背景技術：
目前，中國大量使用的真空玻璃集熱管等的組合體,稱為太陽能熱水器。它的水溫在95°c以下，不能供應有壓力的蒸^;，不能推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。20世紀末歐、美開發(fā)的一種太陽能電站，它是由太陽能固定聚焦器、接受 器、熱管傳熱器、化學蓄能器，熱電轉(zhuǎn)換器等組成。由于成本價格較高，貴金屬 材料用量太多，市場競爭力不大。只有樣品，沒有產(chǎn)品.我于2006年3月30日 申請的發(fā)明專利，其名稱為"太陽能發(fā)電和供暖裝置"。由于使用現(xiàn)有真空玻璃 集熱管等原因，其熱效率很低。發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其目的在于克服上述現(xiàn)有技術不 足，提供一種常年供應熱水，冬季供應暖氣，春、夏、秋季能發(fā)電而且發(fā)電的熱 效率比較高的太陽能裝置。本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置有三大特點， 一、該裝置不使用太 陽能熱水器的真空玻璃集熱管，而創(chuàng)造一種新型的結構形式，新型真空玻璃集熱 管之間，可密封連接。二、該裝置的太陽能集熱器，由第一太陽能集熱器和第二 太陽能集熱器組成。第一集熱器是對新型真空玻璃集熱管進行串聯(lián)、并聯(lián)而成的 組合體，第二集熱器是由多個曲面鏡或凸透鏡并聯(lián)、串聯(lián)而成的組合體。從第一 集熱器出舉的是飽和汽，從第二集熱器凼來的是過熱汽，過熱汽比飽和汽的溫度
高200"C。三、該裝置從汽輪機排出的乏汽，直接進入"綠色制冷制熱器"，進入"綠色制冷制熱器"的乏汽先降溫后升溫，從"綠色制冷制熱器"出來的水溫為100°C左右，上述三大特點能使該裝置的熱效率高達50%以上。本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置包括第一集熱器、第二集熱器、汽輪機、發(fā)電機、綠色制冷制熱器、熱電能應用系統(tǒng)、輔助加熱器、儲熱器、水泵、風機、連接管、金屬管、單向閥門。本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其中所述太陽能第一集熱器包括串聯(lián)的多個真空玻璃集熱管、金屬管、端蓋，金屬管安裝在真空玻璃集熱管內(nèi)部，真空玻璃集熱管一端部外徑小，另一端部外徑大，兩個真空玻璃集熱管進行連接時， 一個真空管小直徑端部深入到另一真空管;^直徑端部內(nèi)，再用卡環(huán)密封連接， 安裝金屬管的串聯(lián)真空玻璃集熱管兩端部蓋上端蓋，再用卡環(huán)密封連接。其中所 述的第二集熱器是由曲面鏡或凸透鏡組成的聚光系統(tǒng)。第一鍋爐是由多個太陽能 第一集熱器并聯(lián)而成的組合體，第二鍋爐是由多個曲面鏡或凸透鏡并聯(lián)、串聯(lián)而 成的組合體。其中所述的"綠色制冷制熱器"，是中國發(fā)明專利，專利號為ZL01101969.7，火電廠使用"綠色制冷制熱器"其功能有二個， 一方面能取代現(xiàn) 有的冷凝器、冷卻塔，另一方面能回收乏汽的熱量。本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝罵，具有獨特創(chuàng)造性的特點是:第一、 真空玻璃集熱管(13)不是利用現(xiàn)有真空玻璃集熱管，而是新設計的一種管子，這 種管子的連接方式不僅節(jié)省材料，而且使太陽能接收效率大為提高。第二、如果 只采用第一集熱器去發(fā)電，其熱效率低，由于增加了第二集熱器，不是用飽和汽 發(fā)電，而是用過熱汽去發(fā)電，過熱汽比飽和汽的溫度高200t左右，第二集熱器 的受光面積只占總受光面積的15%，蒸汽體積增加50%。第三、只需將太陽能集 熱器或太陽能鍋爐放在空閑的房頂上，其它設備均放在屋內(nèi)，重量很輕，不會損
傷屋頂。第四、由于使用了綠色制冷制熱器，不僅省掉了冷凝器，冷卻塔，還能回收乏汽熱量80%以上，使該裝置發(fā)電的熱效率高達50%以上。


-圖一為本發(fā)明的太陽能熱發(fā)電和供熱裝置的總體結構示意圖。' 圖二為本發(fā)明的太陽能熱發(fā)電和供熱裝置的一個實施例結構示意圖。
具體實施例方式如圖一所示的太陽能熱發(fā)電和供熱裝置的總體結構示意圖。其中包括太陽能第一集熱器(1)、太陽能第二集熱器(2)、汽輪機(3)、發(fā)電機(4)、綠色 制冷制熱器(5)、連接管(11)。如圖二所示太陽能熱發(fā)電和供熱裝置的一個實施例結構示意圖。其中包 括太陽能第一集熱器(1)、太陽能第二集熱器(2)、汽輪機(3)、發(fā)電機(4)、 綠色制冷制熱器(5)、熱電能應用系統(tǒng)(6)、輔助加熱器(7)、儲熱器(8)、水 泵(A9)、水泵(B10)或風機(10')、連接管(11)、第一集熱器端蓋(A12)、(B15)、真空k璃集熱管(13)、金屬管(14)、單向閥門(A16)、 (A17)、 (B18)、(B19)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)、 (E24)、 (E25)。太陽能第一集熱器(1) 包括串聯(lián)的多個真空玻璃集熱管(13)、金屬管(14)、端蓋(A12)、 (B15)，每 個真空玻璃集熱管(13) —端外徑大，另一端外徑小，兩個真空玻璃集熱管(13) 進行連接時， 一個真空管小直徑端部深入到另一真空管大直徑端部內(nèi)，再用卡環(huán) 密封連接，金屬管(14)安裝在串聯(lián)的真空玻璃集熱管(13)內(nèi)部，端蓋(A12)、(B15)分別安裝在太陽能第一集熱器(l)兩端部，用卡環(huán)密封連接，從端蓋(B15) 出來的金屬管(14)進入太陽能第二集熱器(2) —過熱器，繼續(xù)加熱升溫，從 第二集熱器(2)出來的金屬管(14)與單向閥門(A17) —端相連接，單向閥門(A17)另一端通過連接管(ll)與并聯(lián)的單向閥門(B19)、 (C21)、 (D23)、 (E25)
一端相連接，從端蓋(A12)出來的金屬管(14)與單向閥門(A16)的一端相連 接，單向閥門(A16)的另一端通過連接管(11)，與并聯(lián)的單向閥門(B18)、(C20)、 (D22)、 (E24) —端相連接，單向閥門(B18)另一端與儲熱器(8)相連接，儲 熱器(8)另一端與單向閥門(B19)另一端相連接，單向閥門(C20)另一端與 輔助加熱器(7) —端相連接，輔助加熱器(7)另一端與單向閥門(C21)另一 端相連接，單向閥門(D22)另一端與水泵(B10)或風機(10') —端相連接， 水泵(B10)或風機(10')另一端與熱電能應用系統(tǒng)(6)的一端相連接，熱電 能應用系統(tǒng)(6)的另一端與單向閥門(D23)另一端相連，單向閥門(E24)另 一端與水泵(A9) —端相連接，水泵(A9)另一端與綠色制冷制熱器(5)的一 端相連接，綠色制冷制熱器(5)的另一端與汽輪機(3)的一端相連接，汽輪機 (3)的另一端與單向閥門(E25)另一端相連接，汽輪機(3)的轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電 機(4)的轉(zhuǎn)動軸相連接，太陽能鍋爐(l')是由多個太陽能第一集熱器(1)并 聯(lián)而成的組合體，太陽能鍋爐(2')是由多個太陽能第二集熱器(2')并聯(lián)、串 聯(lián)的組合體。 "本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，當該裝置用于發(fā)電時，單向閥門的開、 閉及水的運行線路是這樣的。單向閥門(B18)、 (B19)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)均關閉，單向閥門(A16)、 (A17)、 (E24)、 (E25)打開。載熱劑一水由 水泵(A9)出來，經(jīng)過單向閥門(E24)、 (A16)、進入金屬管(14)內(nèi)加熱，加 熱后的飽和蒸汽，從第一集熱器(1)出來，進入第二集熱器(2)，從第二集熱 器(2)出來的高溫過熱蒸汽，經(jīng)過單向閥門(A17)、 (E25)進入汽輪機(3)作 功發(fā)電，作功后的乏汽進入綠色制冷制熱器(5)。乏汽在綠色制冷制熱器(5) 先冷凝后加熱，從綠色制冷制熱器(5)出來的水溫為100°C左右。熱水進入水 泵(A9)，水泵(A9)出來的熱水進入第一集熱器(1)循環(huán)運行。 本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，當該裝置在冬季用于供暖時，單向閥門的開、閉及水或空氣的運行線路是這樣的。單向閥門(E24)、 (￡25)關閉，晴天的時候，單向閥門(C20)、 (C21)、也關閉。單向 閥門(A16)、 (A17)、 (B18)、 (B19)、 (D22)、 (D23)打開。水或空氣 由水泵(B10)或風機(IO')出來;經(jīng)單向閥門(D22)、 (A16)進入 第一集熱器(1)加熱，再進入第二集熱器(2)繼續(xù)加熱升溫，熱水 或熱空氣從第二集熱器(2)出來，經(jīng)過單向閥門(A17)、 (D23)進入 熱電能應用系統(tǒng)(6)，從熱電能應用系統(tǒng)(6)出來的水或空氣經(jīng)水泵 (B10)或風機(10')進行循環(huán)運行。如果是陰雨天，單向閥門(A16)、 (A17)、 (B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)關閉，單向閥門(C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)打開。從水泵(B10)出來的水經(jīng)過單向閥門(D22)、 (C20)進入輔助加熱器(7)加熱后,，熱水經(jīng)過單向閥門(C21)、 (D23) 進入熱電能應用系統(tǒng)(6)，從熱電能應用系統(tǒng)(6)出來的水進入水泵 (B10)進行循環(huán)運行。雖然不是陰雨天，如果太陽光不充足時，單向 閥門(B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)關閉，單向閥門(A16)、 (A17)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)打開。從水泵(B10)或風機(10 ) 出來的一部分水或空氣經(jīng)過單向閥門(C20)進入輔助加熱器(7)加 熱，另一部分水或空氣經(jīng)過單向閥門(A16)進入第一、第二集熱器加 熱，加熱后的熱水或熱空氣經(jīng)過單向閥門(D23)進入熱電能應用系統(tǒng) (6)，從熱電能應用系統(tǒng)(6)出來的水或空氣再進入水泵(B10)或 風機(10')進行循環(huán)運行。
權利要求
1. 一種新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，包括太陽能第一集熱器(1)、太陽能第二集熱器(2)、汽輪機(3)、發(fā)電機(4)、綠色制冷制熱器(5)、熱電能應用系統(tǒng)(6)、輔助加熱器(7)、儲熱器(8)、水泵(A9)、水泵(B10)或風機(10‘)、連接管(11)、第一集熱器端蓋(A12)、(B15)、真空玻璃集熱管(13)、金屬管(14)、單向閥門(A16)、(A17)、(B18)、(B19)、(C20)、(C21)、(D22)、(D23)、(E24)、(E25)，太陽能第一集熱器(1)包括串聯(lián)的多個真空玻璃集熱管(13)、金屬管(14)、端蓋(A12)、(B15)，其特征是真空玻璃集熱管(13)一端外徑大，另一端外徑小，兩個真空玻璃集熱管(13)進行連接時，一個真空管小直徑端部深入到另一真空管大直徑端部內(nèi)，再用卡環(huán)密封連接，金屬管(14)安裝在串聯(lián)的真空玻璃集熱管(13)內(nèi)部，端蓋(A12)、(B15)分別安裝在太陽能第一集熱器(1)兩端部，用卡環(huán)密封連接，從端蓋(B15)出來的金屬管(14)進入太陽能第二集熱器(2)-過熱器，繼續(xù)加熱升溫，從第二集熱器(2)出來的金屬管(14)與單向閥門(A17)一端相連接，單向閥門(A17)另一端通過連接管(11)與并聯(lián)的單向閥門(B19)、(C21)、(D23)、(E25)一端相連接，從端蓋(A12)出來的金屬管(14)與單向閥門(A16)的一端相連接，單向閥門(A16)的另一端通過連接管(11)，與并聯(lián)的單向閥門(B18)、(C20)、(D22)、(E24)一端相連接，單向閥門(B18)另一端與儲熱器(8)相連接，儲熱器(8)另一端與單向閥門(B19)另一端相連接，單向閥門(C20)另一端與輔助加熱器(7)一端相連接，輔助加熱器(7)另一端與單向閥門(C21)另一端相連接，單向閥門(D22)另一端與水泵(B10)或風機(10‘)一端相連接，水泵(B10)或風機(10‘)另一端與熱電能應用系統(tǒng)(6)的一端相連接，熱電能應用系統(tǒng)(6)的另一端與單向閥門(D23)另一端相連，單向閥門(E24)另一端與水泵(A9)一端相連接，水泵(A9)另一端與綠色制冷制熱器(5)的一端相連接，綠色制冷制熱器(5)的另一端與汽輪機(3)的一端相連接，汽輪機(3)的另一端與單向閥門(E25)另一端相連接，汽輪機(3)的轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機(4)的轉(zhuǎn)動軸相連接，太陽能鍋爐(1)是由多個太陽能第一集熱器(1)并聯(lián)而成的組合體，太陽能鍋爐(2)是由多個太陽能第二集熱器(2)并聯(lián)、串聯(lián)的組合體。
2、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是 太陽能第二集熱器(2)是由多個曲面鏡或凸透鏡組成的聚光系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是 第二太陽能集熱器(2)或第二鍋爐(2')的受光面積為受光總面積 的15%，蒸汽體積增加50%。
4、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是由于使用了 "綠色制冷制熱器"，不僅省掉了冷凝器、冷卻塔，還能回收乏汽熱量的80%以上，使發(fā)電的熱效率高達50%以上。
5、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是 太陽能第一集熱器(1)、第二太陽能集熱器(2)或太陽能第一鍋爐(r)、太陽能第二鍋爐(2')放在房頂上，其它設備均放在屋內(nèi)地面上。
6、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是當該裝置用于發(fā)電時，單向閥門(B18)、 (B19)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)關閉，單向閥門(A16)、 (A17)、 (E24)、 (E25)打開。
7、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是 當該裝置在冬季為用戶供暖時，太陽光線充足情況下，單向閥門(C20)、 (C21)、 (E24)、 (E25)關閉，單向閥門(A16)、 (A17)、 (B18)、 (B19)、 (D22)、 (D23)打開。
8、 根據(jù)權利要求(1)所述的新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，其特征是: 當該裝置在冬季為用戶供暖時，太陽光線不足情況下，單向閥門(B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)關,單向閥門(A16)、 (A17)、 (C20:)、 (C21)、 (D22)、 (D23)打開。如果是陰雨天，單向閥門(A16)、 (A17 )、 (B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)關閉，單向閥門(C20)、 (C21)、 (1)22)、 (D23)打開。
全文摘要
本發(fā)明新型太陽能熱發(fā)電和供熱裝置，包括太陽能第一集熱器1、太陽能第二集熱器2、汽輪機3、發(fā)電機4、綠色制冷制熱器5、水泵A9、連接管11，該裝置的結構比20世紀末歐、美開發(fā)的太陽能電站更簡單，不需要貴金屬材料，用材料少，成本低，其價格不高，該裝置凸出的特點是發(fā)電的熱效率高達50％以上。
文檔編號F24J2/04GK101210745SQ200610105248
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月25日 優(yōu)先權日2006年12月25日
發(fā)明者玲 張, 張世嚴, 張曉康, 李永東 申請人:張世嚴