[发明专利]带水平冷凝器的虹吸风冷塔式太阳热发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及带水平冷凝器的虹吸风冷塔式太阳热发电装置。

背景技术

推广利用太阳能热发电有利于节能减排和人类的可持续发展。现有一种采用聚光镜阵列的太阳热发电装置，采用水进行冷却。由于用水量大，增加了其建设场地的选址难度，并且增加了投资和经常性费用。

发明内容

本发明的目的是要提供带水平冷凝器的虹吸风冷塔式太阳热发电装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案：用自动跟踪的聚焦反射镜阵列、竖塔、竖塔顶端的集热器、蒸汽透平和筒状冷凝器组成。在筒状冷凝器的底部设置水平安置的乏汽冷凝器，水平安置的乏汽冷凝器与竖直安装的乏汽冷凝器连通，水平安置的乏汽冷凝器外面设置有水平风道，水平风道的边界立面含有进风通道。在筒状冷凝器的上端设置出风通道。在筒状冷凝器中设置太阳热发电装置的乏汽冷凝器。令水平风道——进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成一个完整的低风阻风道。

还可以将筒状冷凝器与竖塔一体建造。

还可以在筒状冷凝器上端内侧设置一台热虹吸涡轮发动机。

本发明的有益效果：水平风道——进风通道——筒状冷凝器内部——出风通道形成一个低风阻风道，并令乏汽冷凝器的换热界面作为风道边界的一部分。可利用热虹吸效应在风道内形成高速空气流实现对热发电系统放热界面的强迫风冷。与采用水冷的太阳热发电系统相比，具有无需动力、不需要冷却水或者大幅度减少冷却水使用量、减少建设用地、可建造在很不平整的土地上、大幅度降低投资和选址条件的优点。基建费用最多可降低60％或者更多。不采用水冷却的热发电装置可以省略水源的保持和水处理环节、不产生输水系统的动力消耗、也没有输水系统的锈蚀堵塞问题，可大幅度节省运营成本和提高发电装置的可靠性。对一个10千瓦的发电装置，减少1千瓦的水冷却系统用电，可增加10％的输出。水平安置的乏汽冷凝器，可以增加换热能力，减低筒状冷凝器的高度。长度与直径之比大于5的乏汽冷凝器，可在其内部上方形成不凝气体贮存空间，减少不凝气体对冷凝效果的影响。

筒状冷凝器与塔式发电装置的竖塔一体建造，可以减少总的建设成本。

虹吸冷却塔式太阳热发电装置采用热虹吸涡轮发动机利用热虹吸效应增加发电，可操作性强。对一个10千瓦的发电装置，增加0.5千瓦的输出，就增加了5％的发电量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一个带水平乏汽冷凝器的虹吸风冷塔式太阳热发电装置的结构示意图。

图2是一个带涡轮发动机的虹吸风冷塔式太阳热发电装置的结构示意图。

图中1.反射镜阵列；2.竖塔；3.筒状冷凝器；4.集热器；5.蒸汽透平；6.乏汽冷凝器；7.水平安置的乏汽冷凝器；8.水平风道；9.进风通道；10.出风器；11.风道；12.叶片；13.涡轮发动机。

具体实施方式

图1给出本发明的一个实施例。图1中，用自动跟踪的聚焦反射镜阵列1、与竖塔2一体建造的筒状冷凝器3、竖塔2顶端的集热器4、蒸汽透平5、多个设置在筒状冷凝器3内的乏汽冷凝器6、设置在筒状冷凝器3底部水平安置的乏汽冷凝器7和乏汽冷凝器7外面的水平风道8，组成一个带水平乏汽冷凝器的虹吸风冷塔式太阳热发电装置。水平安置的乏汽冷凝器与竖直安装的乏汽冷凝器连通。水平风道8的边界立面含有进风通道9。筒状冷凝器3上端用转动副连接一个侧向出风器10作为出风通道。乏汽冷凝器6、7表面可带有散热翅板。进风通道9——水平风道8——筒状冷凝器3内部——出风器10形成一个完整的低风阻风道11。

图1实施例的工作原理为：自动跟踪的反射镜阵列1将太阳光反射到竖塔2顶端的集热器4吸收体上，集热器4吸收体将阳光转变为热能并将集热器4内的水加热成蒸汽，蒸汽通过蒸汽透平5作功并驱动发电机输出电能。作功后的乏汽进入乏汽冷凝器6、7。乏汽冷凝器6、7在风道8、11中因热虹吸现象受到强迫风冷，使其中的乏汽冷却凝结成水并依靠重力回流。回流积聚的水由高压水泵泵送到集热器4，集热器4吸收体将阳光转变为热能并将集热器4内的水加热成蒸汽……，如此不断重复前述热功循环，进行太阳热能发电。

由于乏汽冷凝器6、7的放热，风道8、11内的空气被加热。热空气比重小，会向上流动并不断从出风器7流出，同时从进风通道9吸进外部空气。这就是所谓的热虹吸现象。出风器10能够在风力作用下自由转动，使其出风口始终不处于迎风状态。在风道11足够长且足够通畅、乏汽冷凝器6、7的换热面积和功率足够大的情况下，风道8、11内空气的流速会足够快。