專利名稱：太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能利用技術領域，同時涉及提水和調(diào)峰發(fā)電技術，具體講是提供一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置。
背景技術：
世界性的能源日益缺短以及局部性的能源危機，已經(jīng)在一定程度上影響和制約了人類社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。與此同時，由于人類對傳統(tǒng)礦物質(zhì)能源的過分依賴以及對燃料能源的大量使用，由此所造成的溫室效應以及對大氣環(huán)境的嚴重污染，又使得人類的生存環(huán)境面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。為了改變這種局面，人類不得不在探尋新的環(huán)保潔凈能源。大力發(fā)展水能、太陽能和核能等能源的開發(fā)利用，已經(jīng)成為世界各國解決礦物能源危機，減輕大氣環(huán)境污染的重要途徑。我國作為能源第二消耗大國，在進行能源探尋和開發(fā)利用方面也作了大量的工作，數(shù)萬座水電站的相繼建設和運行以及核電站的并網(wǎng)發(fā)電，太陽能產(chǎn)品、裝置的市場化運作以及規(guī)?；陌l(fā)展，為緩解我國礦物能源供需矛盾起到了一定的積極作用，但是這還遠遠不能滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。將水能、太陽能等環(huán)保潔凈能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦物燃料能源是人類夢寐以求的渴望和追求。然而，由于太陽能受氣候、季節(jié)、晝夜等因素的變化影響，并不能為人們提供穩(wěn)定持續(xù)的能源供給，這在很大程度上限制和影響了眾多需求能源行業(yè)對太陽能的開發(fā)和利用。目前國內(nèi)外對于太陽能的儲蓄開發(fā)技術極為有限，這些有限的技術不是儲蓄量太小，就是儲蓄成本較高，從而使得對太陽能進行大規(guī)模開發(fā)利用的進程舉步為艱。為了解決這個問題，研究和開發(fā)對太陽能進行大規(guī)模低成本儲蓄技術顯得尤為重要。水能雖然在開發(fā)和利用技術方面不存在任何問題，但水能資源的日益匱乏已經(jīng)成為一個嚴峻的現(xiàn)實，尤其是在我國北方不少地區(qū)，對水能的開發(fā)利用已基本殆盡，為了進行電網(wǎng)調(diào)峰，在無奈中，只能選擇修建抽水蓄能水電站。我國各地化巨資修建的抽水蓄能水電站，雖然在電網(wǎng)調(diào)峰方面起到了一定的作用，但抽水時所消耗的大量電能，以及水能電能轉(zhuǎn)換后所造成的電能損失，也嚴重加劇了我國電力能源的供需矛盾。
綜上所述，要想在水能、太陽能的開發(fā)利用技術方面有一個長遠的發(fā)展，解決太陽能大規(guī)模開發(fā)低成本儲蓄問題和抽水蓄能電站不消耗電網(wǎng)電能的問題是我們面臨的首要任務。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對太陽能源不能持續(xù)穩(wěn)定供應和抽水蓄能水電站本身對電網(wǎng)電能消耗太大的問題，提出一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，這樣，既可以使太陽能以轉(zhuǎn)換成水能的方式進行大規(guī)模地開發(fā)和儲蓄，又可以使傳統(tǒng)的抽水蓄能水電站在不消耗電網(wǎng)電能的情況下完成對電網(wǎng)的調(diào)峰，以便最大限度地提高電網(wǎng)的供電負荷，緩解我國目前電力供應一直偏緊的局面。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在山區(qū)依托高山，在山頂建造一座上蓄水水庫，其水庫庫容按雙日調(diào)節(jié)或周調(diào)節(jié)進行設計，在山谷建造一座下蓄水水庫，其庫容為上蓄水水庫庫容的3/4～3/5。在該地區(qū)的向陽山坡修建太陽能真空采光集熱室，在真空采光集熱室里裝置一條或數(shù)條吸熱管，在吸熱管的兩終端和高溫熱水槽相連接，在高溫熱水槽里放置數(shù)對工質(zhì)加熱器，每對工質(zhì)加熱器均和一臺熱能水能轉(zhuǎn)換機相連接，熱能水能轉(zhuǎn)換機設置數(shù)臺，熱能水能轉(zhuǎn)換機進水管和下蓄水水庫相連通，熱能水能轉(zhuǎn)換機出水管和上蓄水水庫相連通。水輪機采用常規(guī)混流式水輪機(低水頭時采用常規(guī)軸流式水輪機)，水輪機進水管和上蓄水水庫相連通，水輪機尾水管和下蓄水水庫相連通，水輪機主軸通過連軸器和發(fā)電機主軸連接在一起，組成水力發(fā)電機組，水力發(fā)電機組可設置數(shù)組。
本實用新型的工作原理是這樣的當太陽能真空采光集熱室將大量太陽能采集后，吸熱管將太陽能高效吸收，并傳遞給其內(nèi)水流，水流升溫，由于吸熱管較長，水流在沿程流動中隨時空在不斷升溫，升溫后的熱水部分汽化，吸熱管內(nèi)壓力升高，進而推動水流繼續(xù)在吸熱管中向高溫熱水槽方向流動，流入高溫熱水槽里的水具有較高溫度，在高溫熱水槽里的數(shù)對工質(zhì)加熱器吸熱后，其內(nèi)工質(zhì)被加熱并汽化，汽化的工質(zhì)進入熱能水能轉(zhuǎn)換機，熱能水能轉(zhuǎn)換機通過熱能水能轉(zhuǎn)換，將下蓄水水庫的水提升到上蓄水水庫儲蓄。高溫熱水槽里的溫度較低的水從吸熱管的另一端口進入吸熱管繼續(xù)加熱。當電網(wǎng)需要調(diào)峰時，水力發(fā)電機組開始運行，儲蓄在上蓄水水庫的水通過混流式水輪機進入下蓄水水庫儲蓄，使水能轉(zhuǎn)換成電能，并將電能送入電網(wǎng)進行調(diào)峰。當每天太陽從地平線升起后，太陽能真空采光集熱室總是在按照晝夜循環(huán)規(guī)律斷斷續(xù)續(xù)地獲取大量熱能，把獲取的大量熱能不斷地傳遞給熱能水能轉(zhuǎn)換機，通過熱能水能轉(zhuǎn)換機，再將儲蓄在下蓄水水庫的水提升到上蓄水水庫儲蓄，為電網(wǎng)調(diào)峰儲蓄水能。當電網(wǎng)需要調(diào)峰時，水力發(fā)電機組再將儲蓄在上蓄水水庫的水能轉(zhuǎn)換成電能。如此按照晝夜不斷循環(huán)→不斷獲取太陽能→太陽能不斷轉(zhuǎn)換成水能儲蓄→儲蓄的水能又按電網(wǎng)調(diào)峰要求斷斷續(xù)續(xù)地將水能轉(zhuǎn)換成電能。這樣循環(huán)往復，即可實現(xiàn)利用太陽能進行抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰的目的。
該實用新型能夠制造或者使用，并且能夠產(chǎn)生以下積極有益的效果(1)本實用新型將太陽能以水能的形式進行大規(guī)模儲蓄，并進行電網(wǎng)調(diào)峰發(fā)電，不僅解決了太陽能不能連續(xù)為用戶提供穩(wěn)定能源問題，而且也為不能儲蓄電能的電網(wǎng)進行電網(wǎng)調(diào)峰儲蓄了電能，這對于進行太陽能大規(guī)模的開發(fā)利用提供了一條切實可行的有效途徑。
(2)本實用新型利用太陽能進行抽水蓄能并進行電網(wǎng)調(diào)峰發(fā)電，這和傳統(tǒng)抽水蓄能水電站相比，可以完全避免抽水蓄能時對電網(wǎng)電能的大量消耗和損耗，這對于提高電網(wǎng)的供電負荷，改善供電質(zhì)量具有顯著的效果。對于大幅度地降低抽水蓄能水電站運行成本，提高電站經(jīng)濟效益具有重大意義，經(jīng)測算可以比傳統(tǒng)抽水蓄能水電站運行成本降低80％以上，經(jīng)濟效益提高70％以上。
(3)本實用新型將太陽能以水能的形成進行儲蓄并進行調(diào)峰發(fā)電，和太陽能光伏電站相比，熱能利用率得到了大幅提高，經(jīng)理論計算和試驗驗證，熱電轉(zhuǎn)換效率至少提高4-5倍以上。
(4)本實用新型利用山地進行工程建設，不僅可以避免占用大量良田，也減少了工程開挖回填工程量，而且也可以較好的利用山區(qū)充足的太陽能資源和有限的水資源。
(5)本實用新型將太陽能以水能的形式進行儲蓄并進行電網(wǎng)調(diào)峰發(fā)電，利用峰荷上網(wǎng)發(fā)電比非峰荷上網(wǎng)發(fā)電電價較高的這一特點，可以使太陽能的經(jīng)濟利用價值進一步提高，從而也大幅度提高了本實用新型的經(jīng)濟效益。
(6)本實用新型可以對已修建的抽水蓄能水電站和常規(guī)水電站進行技術改造，在對太陽能進行大規(guī)模高效開發(fā)利用的同時，一方面進一步提高水資源的利用率，另一方面也可以大幅提高常規(guī)抽水蓄能水電站和常規(guī)水電站的經(jīng)濟效益。


圖1是本實用新型一實施例俯視圖。
圖2是圖1中A-A剖視圖。
圖3是圖1中熱能水能轉(zhuǎn)換機和高溫熱水槽兩部件放大結構剖視圖。
圖中，1.上蓄水水庫 2.下蓄水水庫 3.太陽能真空采光集熱室3-1.太陽能真空采光集熱室殼體 3-2.太陽能真空采光集熱室頂蓋3-3.石英沙層 3-4.真空室 4.吸熱管 4-1.吸熱管進水端口 4-2.吸熱管出水端口 5.高溫熱水槽 5-1.高溫熱水槽殼體 5-2.工質(zhì)A加熱器 5-3.工質(zhì)B加熱器 5-4.塑料軟管 6.高溫熱水槽進水管 7.高溫熱水槽回流管 8.真空吸氣管 9.閘閥 10.閘閥 11.閘閥 12.工質(zhì)輸送管 13.工質(zhì)輸送管 14.熱能水能轉(zhuǎn)換機 14-1.熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體 14-2.對稱A活塞 14-3.對稱B活塞 14-4.對稱活塞連桿 14-5.隔板 14-6.工質(zhì)冷卻器 14-7.工質(zhì)工作A室 14-8.工質(zhì)工作B室 14-9.進出水孔 14-10.進出水槽 14-11.容積變化A室14-12.容積變化B室 14-13.單向進水閥 14-14.單向進氣閥14-15.單向出水閥 15.閘閥 16.熱能水能轉(zhuǎn)換機出水管 17.熱能水能轉(zhuǎn)換機進水管 18.水輪機 19.水輪發(fā)電機 20.水輪機進水管21.閘閥 22.水輪機尾水管 23.電站進水管道 24.提水站出水管道。
具體實施方式
在圖1、圖2中，上蓄水水庫(1)建在高山山頂，下蓄水水庫(2)建在山谷，和修建常規(guī)抽水蓄能水電站所采用的技術方法一樣。太陽能真空采光集熱室(3)是由太陽能真空采光集熱室殼體(3-1)、太陽能真空采光集熱室頂蓋(3-2)、石英砂(3-3)和真空室(3-4)所組成，其作用就是捕獲采集太陽能。太陽能真空采光集室殼體(3-1)是由玻璃鋼制作而成。太陽能真空采光集熱室頂蓋(3-2)是由透光玻璃制作而成，和太陽能真空采集熱室殼體(3-1)粘接在一起，二者形成一個封閉的大容器，真空室(3-4)就是該大封閉容器的真空狀態(tài)，其真空狀態(tài)的產(chǎn)生和保持的工作過程后面詳述，真空室(3-4)的作用就是將通過太陽能真空采光集熱室頂蓋(3-2)進入其內(nèi)的太陽能，用真空的方式和外部環(huán)境隔絕，以防止和外部環(huán)境進行熱交換，防止熱能流失。石英砂層(3-3)是放置在真空室(3-4)里的一層石英砂，其作用就是對吸熱管(4)吸收后的太陽能余熱進行暫時儲蓄。吸熱管(4)是由銅管制作而成，在真空室(3-4)里放置數(shù)條吸熱管(4)，數(shù)條吸熱管(4)均勻分布、平面盤繞在真空室(3-4)里，每條吸熱管(4)有一吸熱管進水端口(4-1)和一吸熱管出水端口(4-2)，數(shù)條吸熱管進水端口(4-1)并聯(lián)后和高溫熱水槽回流管(7)相連通，數(shù)條吸熱管出水端口(4-2)并聯(lián)后和高溫熱水槽進水管(6)相連通。在吸熱管表面鍍有高溫太陽能選擇性吸收涂層，如電鍍黑鉻層等，同時吸熱管(4)內(nèi)充有一定量的水，當太陽光輻射能量透過透光玻璃照射到吸熱管(4)表面時，吸熱管(4)表面由于鍍有高溫太陽能選擇性吸收涂層，太陽光輻射能量被高效吸收，從而使吸熱管(4)里的水不斷加熱，由于吸熱管(4)是一根在真空層(3-4)里平面盤繞較長的連通管，隨著水流在管內(nèi)沿程流動，水流也在不斷地接受太陽光輻射能量而使其溫度進一步升高，這樣，吸熱管(4)里的水溫可以達到較高的溫度，隨著水溫的升高，部分水汽化，而使吸熱管(4)內(nèi)壓力升高，在該壓力推動下，高溫水流通過高溫熱水槽進水管(6)進入高溫熱水槽(5)。高溫熱水槽(5)是由高溫熱水槽殼體(5-1)、工質(zhì)A加熱器(5-2)、工質(zhì)B加熱器(5-3)和塑料軟管(5-4)所組成，其作用就是接收儲蓄吸熱管(4)輸送的熱能，為熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)提供熱能動力。高溫熱水槽殼體(5-1是由玻璃鋼制作而成，為矩形長方體形狀。工質(zhì)A加熱器(5-2)和工質(zhì)B加熱器(5-3)均由鋼板焊接而成，為封閉容器，其內(nèi)裝有一定量的工質(zhì)，在高溫熱水槽(5)里放置數(shù)對工質(zhì)加熱器，每對工質(zhì)加熱器由一個工質(zhì)A加熱器(5-2)和一個工質(zhì)B加熱器(5-3)所組成，每對工質(zhì)加熱器為一臺熱能水能轉(zhuǎn)換機輸送熱能動力，工質(zhì)加熱器在高溫熱水槽(5)里可以在高溫水中進行上下沉浮運動。塑料軟管(5-4)是由塑料管制作而成，其作用就是當工質(zhì)加熱器在高溫水中上下沉浮運動時隨其自由運動。高溫熱水槽進水管(6)是由鋼管制作而成，它的一端連接高溫熱水槽(5)，另一端和由若干根吸熱管出水端口(4-2)并聯(lián)后相連接。高溫熱水槽回流管(7)是由鋼管制作而成，它的一端連接高溫熱水槽(5)，它的另一端和由若干根吸熱管進水端口(4-1)并聯(lián)后相連接，目的是將高溫熱水槽(5)中溫度較低的水輸送回吸熱管(4)中循環(huán)加溫。真空吸熱管(8)是由鋼管制作而成，它的一端和熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)連接在一起，另一端和真空室(3-4)相連通，該真空吸氣管(8)的作用就是通過熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)將真空室(3-4)里的空氣抽吸出來。閘閥(9)、閘閥(10)均為標準部件，分別安裝在工質(zhì)輸送管(12)和工質(zhì)輸送管(13)上，其作用就是通過控制輸送管內(nèi)的工質(zhì)達到控制熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)的目的。閘閥(11)是標準件，安裝在真空吸氣管(8)上，其作用就是打開該閥抽吸真空室(3-4)里的空氣，關閉該閥保持真空室(3-4)里的真空度。工質(zhì)輸送管(12)和工質(zhì)輸送管(13)均是由鋼管制作而成，其作用就是將工質(zhì)加熱器里的工質(zhì)輸送到熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)的工質(zhì)工作室，同時將做功后的工質(zhì)從工質(zhì)工作室送回工質(zhì)加熱器。熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)是由熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)等部件所組成(詳細部件結構及工作原理在圖3中介紹說明)，其作用就是將高溫熱水槽(5)里的熱能轉(zhuǎn)化成水的勢能。閘閥(15)是標準件，安裝在熱能水能轉(zhuǎn)換機出水管(16)上，其作用就是當某一熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)停止工作檢修時，關閉閘閥(15)，防止上蓄水水庫的水倒流。熱能水能轉(zhuǎn)換機出水管(16)是由鋼板焊接而成，其作用就是將熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)里的高壓水流輸送到提水站出水管道(24)。熱能水能轉(zhuǎn)換機進水管(17)是由鋼板焊接而成，其作用就是將下蓄水水庫(2)的水輸送到熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)。水輪機(18)是標準件，根據(jù)設計參數(shù)進行選型，水頭高時可采用混流式水輪機，水頭低時可采用軸流式水輪機，水輪機通過鋼筋混凝土安裝固定。水輪發(fā)電機(19)為標準部件，其主軸和水輪機(18)主軸通過聯(lián)軸器連接固定在一起，當水輪機(19)旋轉(zhuǎn)時帶水輪發(fā)電機(19)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。水輪機進水管(20)是由鋼板焊接而成，它的作用就是將水電站進水管道(23)中的水流分流到各水輪機(19)。閘閥(21)為標準件，安裝在水輪機進水管(20)上，其作用就是當某一水輪機(19)停止運行檢修時關閉閘閥(21)，防止水流流出。水輪機尾水管(22)是由鋼筋混凝土澆注而成，其作用就是在將發(fā)過電的水流從水輪機輸送到下蓄水水庫(2)，同時回收水流中的動能。電站進水管道(23)是由鋼板焊接而成或由預應力鋼筋混凝土澆注而成或由隧洞襯砌而成，其作用就是將上蓄水水庫(1)里的水流輸送到水輪機進水管(20)。提水站出水管道(24)是由鋼板焊接而成，或由預應力鋼筋混凝土管制作而成，其作用就是將熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)里的高壓水流輸送到上蓄水水庫(1)。
在圖3中，熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)由熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)、對稱A活塞(14-2)、對稱B活塞(14-3)、對稱活塞連桿(14-4)、隔板(14-5)、工質(zhì)冷卻器(14-6)、工質(zhì)工作A室(14-7)、工質(zhì)工作B室(14-8)、進出水孔(14-9)、進出水槽(14-10)、容積變化A室(14-11)、容積變化B室(14-12)、單向進水閥(14-13)、單向進氣閥(14-14)、單向出水閥(14-15)和閘閥(14-16)所組成。熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)是由鑄鋼鑄造而成，它的作用就是和其它部件一起構造工質(zhì)工作室、容積變化室和活塞運動缸體等。對稱A活塞(14-2)和對稱B活塞(14-3)均是由鋼板切割加工而成，通過對稱活塞連桿(14-4)連接固定在一起，對稱活塞連桿(14-4)由圓鋼加工制作而成，兩端和對稱活塞焊接在一起，對稱活塞的作用就是一方面為容積變化室提供工作動力，另一方面構造工質(zhì)工作室，并和工質(zhì)工作室里的熱能進行能量交換。隔板(14-5)是由鋼板加工而成，它和熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)焊接在一起，其作用是和對稱活塞一起，形成工質(zhì)工作室。工質(zhì)冷卻器(14-6)分別設置在對稱A活塞(14-2)和對稱B活塞(14-3)內(nèi)側(cè)，是一個密封式容器，在對稱A活塞(14-2)和對稱B活塞(14-3)側(cè)面分別打有一進出水孔(14-9)，水可以通過此孔進出工質(zhì)冷卻器(14-6)，工質(zhì)冷卻器(14-6)的作用就是通過進出工質(zhì)冷卻器(14-6)的水，將工質(zhì)工作室里的工質(zhì)工作余熱帶走，以達到對工質(zhì)進行冷卻的目的，對冷卻時間和冷卻過程的控制，是通過對稱活塞的往復運動和進出水槽(14-10)有序配合自動完成的。具體工作過程在熱能水能轉(zhuǎn)換機的工作原理說明中詳述。工質(zhì)工作A室(14-7)和工質(zhì)工作B室(14-8)均由隔板(14-5)、熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)和對稱活塞組合而成，其作用均是通過工質(zhì)的進入和排出，推動對稱活塞進行往復運動。進出水孔(14-9)是在對稱活塞一側(cè)面打的小孔洞，其作用就是將冷卻水輸送到工質(zhì)冷卻器(14-6)，并將工質(zhì)冷卻器(14-6)里的高溫水排出。進出水槽(14-10)設置在熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)的一側(cè)面的兩端點處，是殼體在鑄造時預留的矩形小水槽，它的作用就是通過和進出水孔(14-9)有序接通和斷開，對工質(zhì)冷卻器(14-6)的冷卻水進行輸送和回流。容積變化A室(14-11)和容積變化B室(14-12)均是由對稱活塞和熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體(14-1)組合而成，其作用就是通過容積的變化，建立負壓和正壓，以達到吸水和排水的目的。單向進水閥(14-13)是標準部件，其作用是水只能通過此閥進入容積變化室，不能流出。單向進氣閥(14-14)為標準部件，其作用是氣只能通過此閥進入容積變化A室(14-11)，不能流出。單向出水閥(14-15)為標準部件，其作用是水只能通過此閥從容積變化室流出，不能流進。閘閥(14-16)是標準件，安裝在進水支管上，其作用是通過打開該閥可以抽水，關閉該閥，打開閘閥(11)可以抽吸真空室(3-4)里的空氣。
熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)的工作原理是這樣的當工質(zhì)A加熱器(5-2)內(nèi)有一定重量的工質(zhì)時，由于重力作用在高溫熱水槽(5)中下沉，隨后被高溫水加熱后，其內(nèi)工質(zhì)不斷氣化，汽化的工質(zhì)不斷通過工質(zhì)輸送管(13)進入工質(zhì)工作A室(14-7)，由于工質(zhì)工作A室(14-7)壓力增加從而使對稱活塞不斷向?qū)ΨQA活塞(14-2)方向移動，這時有兩種情況出現(xiàn)，一是工質(zhì)工作B室(14-8)里的工質(zhì)將開始通過工質(zhì)輸送管(12)不斷向工質(zhì)B加熱器(14-3)里回流，二是容積變化A室(14-11)隨著對稱活塞的不斷移動，容積在不斷減小，其內(nèi)壓力不斷增加，在該壓力的作用下，容積變化A室(14-11)里的水流或氣流獲得壓能后，通過單向出水閥(14-15)、熱能水能轉(zhuǎn)換機出水管(16)，進入上蓄水水庫(1)，與此同時，容積變化B室(14-12)隨著對稱活塞的不斷移動容積在不斷增大，其內(nèi)壓力在不斷減小，當壓力減小到負壓后，下蓄水水庫(2)里的水就會通過熱能水能轉(zhuǎn)換機進水閥(17)、單向進水閥(14-3)進入容積變化B室(14-12)。隨著上述工作過程不斷持續(xù)，當對稱活塞向?qū)ΨQA活塞(14-2)方向移動到達端點位置后，這時也同時出現(xiàn)了兩種情況，一是工質(zhì)A加熱器(5-2)里的絕大部分工質(zhì)已進入了工質(zhì)工作A室(14-7)，由于工質(zhì)A加熱器(5-2)的重量大幅減小，在高溫水中上浮到水面，其內(nèi)工質(zhì)停止加熱，工質(zhì)A加熱器(5-2)向工質(zhì)工作A室(14-7)停止輸送汽化工質(zhì)，由此而使對稱活塞向?qū)ΨQA活塞(14-2)方向的移動也停止。這時，工質(zhì)工作B室(14-8)里的工質(zhì)向工質(zhì)B加熱器(14-3)里回流的工作過程也停止，這時工質(zhì)B加熱器(14-3)由于重量增加開始在高溫水中下沉。第二種情況是當對稱活塞向?qū)ΨQA活塞(14-2)方向移動到達端點位置后，對稱A活塞(14-2)正好達到進出水槽(14-10)的位置，進出水孔(14-9)和進出水槽(14-10)相連通，這時容積變化A室(14-11)里的有壓水迅速進入在對稱A活塞(14-2)內(nèi)側(cè)的工質(zhì)冷卻器(14-6)，而這時工質(zhì)工作A室(14-7)里的工質(zhì)溫度也已達到了最高，其能量也已轉(zhuǎn)換完畢，需要迅速降溫冷卻，為工質(zhì)向工質(zhì)A加熱器(5-2)里回流進行必要的準備工作。工質(zhì)工作A室(14-7)里的工質(zhì)熱量迅速傳遞到該工質(zhì)冷卻器(14-6)，其內(nèi)水溫升高。接下來的工作過程是由于前述工質(zhì)B加熱器(14-3)開始在高溫水中下沉，其內(nèi)工質(zhì)被不斷加熱汽化，汽化后的工質(zhì)不斷通過工質(zhì)輸送管(12)進入工質(zhì)工作B室(14-8)，由于工質(zhì)工作B室(14-8)里壓力增加，從而使對稱活塞不斷向?qū)ΨQB活塞(14-3)方向移動，由于對稱活塞向?qū)ΨQB活塞(14-3)方向的移動，容積變化A室(14-11)迅速形成負壓，在這種負壓的作用下，在對稱A活塞(14-2)內(nèi)的工質(zhì)冷卻器(14-6)里的高溫水被吸入工質(zhì)工作A室(14-7)，之后進出水孔(4-9)和進出水槽(14-10)聯(lián)通通道斷開，該冷卻器封閉。由于容積變化A室(14-11)的負壓作用，下蓄水水庫里的水就會通過熱能水能轉(zhuǎn)換機進水管(17)、閘閥(14-16)和單向進水閥(14-10)進入容積變化A室(14-11)，目的是為下一步將該水流加壓提升到上蓄水水庫(1)做好準備工作。當真空室(3-4)需要抽吸空氣時，關閉閘閥(14-16)打開閘閥(11)，即可將真空室(3-4)里的空氣抽吸到容積變化A室(14-11)。當需保持真空室(3-4)里的真空度時，關閉閘閥(11)，打開閘閥(14-16)即可。當對稱活塞在向?qū)ΨQB活塞(14-3方向移動的同時，容積變化B室(14-12)容積減小壓力升高，這樣其內(nèi)從下蓄水水庫(2)抽吸的水就會在該壓力的推動下，通過單向出水閥(14-15)和熱能水能轉(zhuǎn)換機出水管(16)提升到上蓄水水庫(1)。這時工質(zhì)工作A室(14-7)的工質(zhì)也會不斷向工質(zhì)A加熱器(5-2)里進行回流。當對稱活塞向?qū)ΨQB活塞(14-3)方向移動到達端點時，工質(zhì)A加熱器(5-2)由于重量增加，在高溫熱水槽(5)里的高溫水中下沉，隨后其工作過程又會重復上述工作過程，這樣循環(huán)往復，熱能水能轉(zhuǎn)換機(14)即可實現(xiàn)不斷將從高溫熱水槽(5)里獲取的熱能轉(zhuǎn)換成機械能，在機械能的作用下又將下蓄水水庫(2)的水提升到上蓄水水庫(1)里儲蓄，從而完成機械能向水能的轉(zhuǎn)換。
在上述圖示中，雖然列舉了本實用新型較佳實施例進行了說明，但眾所周知，不應由該實施例反而限制了本實用新型的權力保護范圍，亦即，任何熟悉該實用新型創(chuàng)新點的工程技術科學研究人員，若應用本實用新型主要之特征，進行若干細節(jié)的變動，皆仍應屬于本實用新型的專利保護范圍。
權利要求1.一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，其特征在于在該裝置中設置有上蓄水水庫、下蓄水水庫、太陽能真空采光集熱室、高溫熱水槽、熱能水能轉(zhuǎn)換機和水輪發(fā)電機組；太陽能真空采光集熱室通過吸熱管和高溫熱水槽相連接，高溫熱水槽通過工質(zhì)加熱器、工質(zhì)輸送管和熱能水能轉(zhuǎn)換機相連接，熱能水能轉(zhuǎn)換機進水管和下蓄水水庫相連通，出水管和上蓄水水庫相連通，水輪機發(fā)電機組的水輪機進水管和上蓄水水庫相連通，水輪機尾水管和下蓄水水庫相連通。
2.根據(jù)權利要求1所述一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，其特征在于上蓄水水庫建設在高山頂上，其庫容按周調(diào)節(jié)或雙日調(diào)節(jié)進行設計，下蓄水水庫建設在山谷，其庫容為上蓄水水庫庫容的3/4～3/5。
3.根據(jù)權利要求1所述一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，其特征在于太陽能真空采光集熱室是由透光玻璃頂蓋、玻璃鋼外殼、真空室和石英砂層所組成，數(shù)條吸熱管均布布置、平面盤繞在太陽能真空采光集熱室內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，其特征在于在高溫熱水槽內(nèi)放置數(shù)對工質(zhì)加熱器，每對工質(zhì)加熱器由工質(zhì)A加熱器和工質(zhì)B加熱器所組成，每對工質(zhì)加熱器和一臺熱能水能轉(zhuǎn)換機相連接，每個工質(zhì)加熱器均可在高溫水中進行上下沉浮運動。
5.根據(jù)權利要求1所述一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，其特征在于熱能水能轉(zhuǎn)換機是由熱能水能轉(zhuǎn)換機殼體、對稱A活塞、對稱B活塞、隔板、工質(zhì)冷卻器、工質(zhì)工作A室、工質(zhì)工作B室、容積變化A室、容積變化B室、進出水孔、進出水槽、單向進水閥和單向出水閥等部件所組成。
6.根據(jù)權利要求1所述一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，其特征在于水輪發(fā)電機組采用常規(guī)混流水輪發(fā)電機組或采用常規(guī)軸流水輪發(fā)電機組，并用于電網(wǎng)調(diào)峰運行。
專利摘要一種太陽能抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰技術裝置，屬于太陽能利用提水和調(diào)峰發(fā)電技術領域，它包括上蓄水水庫下蓄水水庫太陽能真空采光集熱室高溫熱水槽熱能水能轉(zhuǎn)換機和水輪發(fā)電機組，其結構特點是太陽能真空采光集熱室通過吸熱管和高溫熱水槽相連接，高溫熱水槽通過工質(zhì)加熱器工質(zhì)輸送管和熱能水能轉(zhuǎn)換機相連接，熱能水能轉(zhuǎn)換機進水管和下蓄水水庫相連通，出水管和上蓄水水庫相連通，水輪機發(fā)電機組的水輪機進水管和上蓄水水庫相連通，水輪機尾水管和下蓄水水庫相連通同現(xiàn)有技術相比，本實用新型可使太陽能以轉(zhuǎn)換成水能的方式進行大規(guī)模地開發(fā)和儲蓄，又可以使傳統(tǒng)的抽水蓄能水電站在不消耗電網(wǎng)電能的情況下完成對電網(wǎng)的調(diào)峰。
文檔編號F03B13/06GK2876369SQ20052013384
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權日2005年11月10日
發(fā)明者路金喜, 杜貴榮, 楊鐵柱, 劉宏權, 張文麗, 關柯, 路新利, 董淑惠 申請人:河北農(nóng)業(yè)大學