[发明专利]一种海拔温差转化重力势能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海拔温差转化重力势能发电装置，属于热管发电装置技术领域。

背景技术

热管是凭借封闭管内的工作介质（简称工质）反复发生相变（蒸发、冷凝）而进行热 量传递的高效传热元件。热管原理最早是美国人高格勒在1942年提出，但是起初没有引起 人们的关注。因为航天技术的需要，20世纪70年代美国人格罗弗利用热管原理发明了热管， 热管作为一种新型的高效传热元件在全世界各个领域得到广泛应用。

近些年，热管原理在新能源领域得到广泛应用。但是相关技术发明都集中在利用 热管收集太阳能和热能进行热能发电，或者利用热管内的气流推动发电机组发电。

现有的太阳能热管关键技术是吸收太阳辐射热量然后利用热能进行发电或者储 热。这类集热系统或装置只能收集太阳辐射热量，在阴天下雨或者晚上不能工作。【文献：刘 赟;张红.用于槽式太阳能热发电系统的热管式集热器开发.华东电力.2008,No.36(3)】

现有的高温热管气流发电装置是利用热管内部蒸发气流推动发电机组进行发电的装 置【文献：潘延龄;曾毓麟.热管朗肯循环发电装置的研究.大连海事大学学报.1989, No4】。这类装置需要给热管持续不断的输入高温能量，其所需热能来源是个大问题，不适合 大规模开发和利用。

现有的热管温差发电装置是利用热管高效导热特性保持温差发电半导体两面的 温差，从而达到高效的发电效果【文献：周泽广;朱冬生;吴红霞;张鸿声.温差发电器的传 热特性分析与实验研究.华南理工大学学报.2011,No.11】。但是这类发电装置需要一面 持续保持高温和不断的能量输入，其所需加热的能量来源也是个大问题，不适合大规模开 发和利用。

热管需要外部存在适当的温差才能正常工作，需要一个冷却端和一个持续输入热 量的热端。上述热管技术还停留在利用太阳辐射、地热或者其他不稳定形式的热能输入来 维持热管工作。尽管太阳能集热技术是上述技术中最有价值的，但是也存在受昼夜和天气 影响的缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种海拔温差转化重力势能发电 装置。

本发明海拔温差转化重力势能发电装置,它包含地面工作介质池1、大规模热管群 组2、蒸汽汇集塔3、蒸汽上升通道4、蒸汽转向弯管5、冷凝塔6、蒸发控制阀7回流管道8、回流 控制阀9和水轮机发电机组10，地面工作介质池1安装在大规模热管群组2的下方，大规模热 管群组2的上方设置有蒸汽汇集塔3,蒸汽汇集塔3上方设置有蒸汽上升通道4,蒸汽上升 通道4与蒸汽转向弯管5连接，蒸汽转向弯管5的出口处设置有冷凝塔6,冷凝塔6通过回流 管道8与水轮机发电机组10连接，冷凝塔6与回流管道8的连接处设置有蒸发控制阀7,回流 管道8的下部安装有回流控制阀9。

作为优选，所述地面工作介质池1安置在大规模热管群组2的下方，为热管集群持 续提供工作介质，地面工作介质池1可浸入大规模热管群组2一小段长度。

作为优选，所述的大规模热管群组2由大量的热管组成，热管内壁为金属粉末结烧 内壁、沟槽内壁或者金属网内壁，通过外壁吸收空气热能（包括白天太阳辐射能量）瞬间完 成大量工作介质汽化，形成必要的蒸汽量和蒸汽压力；具体的大规模热管群组2的规模和容 量根据回流管道8设定的流量来确定。

作为优选，所述的蒸汽汇集塔3把大规模热管群组2产生的蒸汽汇集到直径更大的 蒸汽上升通道4，减少上蒸汽上升通道4中的管道数量，可降低材料和制造成本。

作为优选，所述的蒸汽上升通道4可以为1个或者多个管道完成蒸汽传输，蒸汽上 升通道4管道内壁光滑，外层有保温材料绝热从而保持通道内的温度和蒸汽状态。

作为优选，所述的蒸汽冷凝塔6是由大量弯曲的散热管道或者多孔散热材料组成 的散热装置，增加了封闭系统内部与蒸汽接触面积和外部散热面积，确保蒸汽在冷凝塔内 部完成冷凝相变。

作为优选，所述的回流管道8内壁光滑，回流管道8和地面倾角尽量大，接近90度垂 直最佳。

作为优选，所述的蒸发控制阀7和回流控制阀9能够在封闭系统抽真空和注入工作 介质时，以及进行设备维修时起到封闭和调控作用，工作介质是水或者以水为主的相变材 料。

作为优选，所述的冷凝塔6的外部搭建遮阳篷6-1，能避免太阳辐射对散热冷凝过 程的负面影响。