[发明专利]太阳能蒸汽闭路循环发电厂

摘要

一种太阳能蒸汽闭路循环发电厂，用追日随动装置转动太阳能聚光器，使其跟踪太阳，将汇聚的光束始终照射到太阳能吸热管上，加热太阳能吸热管内的蒸汽，使蒸汽从定压贮汽罐→保温供汽管路→过热蒸汽涡轮发电机→保温排汽管路→U形吸排汽塔→太阳能吸热管、太阳能聚光器、追日随动装置、→返回定压贮汽罐，遵循长闭路循环系统工作，或借助以外来(或自有)电源，使蒸汽从定压贮汽罐→保温供汽管路→过热蒸汽涡轮发电机→保温排汽管路→U形吸排汽塔→返回定压贮汽罐，遵循短闭路循环系统工作，长闭路循环发电系统能有效利用太阳能，短闭路循环系统能有效提高现有发电厂的发电能力。

主权项

一种太阳能蒸汽闭路循环发电厂由一组或多组定压贮汽罐，一个或多个过热蒸汽涡轮发电机组，一组或多组U形吸排汽塔，一组或多组太阳能吸热管，多组太阳能聚光器、多组追日随动装置，一组或多组保温供排汽管路和一组或多组输汽管路组成，其特征是：蒸汽是一种容易发生相变的汽体，若能在闭路循环系统中始终保持它的过热蒸汽状态，则具有一般气体的特性质，用单位重量蒸汽参数的数学表达式：P＝RρT(1)作为定性描述，由式(1)中：R为蒸汽的气体常数，ρ为蒸汽的密度，T为蒸汽的绝对温度，当ρ的增加值与T的降低值相等时，则P的值保持不变，当ρ的增加值大于T的降低值时，则P的值相应增大，当ρ的增加值小于T的降低值时，则P的值相应减小，当ρ和T值同向增大时，则P的值相应显著增大，当ρ和T值同向降低时，则P的值相应显著减小，这些参数都将随蒸汽状态的变化而变化，据此来设计一种太阳能蒸汽闭路循环发电厂，由于地球的自转轴与公转轨道平面有一倾斜角，太阳光对地球的照射又有白昼和黑夜、昼长夜短和春夏秋冬的交替，为适应地球有向阳背阳的运转规律，将太阳能蒸汽闭路循环发电厂的运行方式分为：蒸汽长闭路循环发电系统和蒸汽短闭路循环发电系统，蒸汽长闭路循环发电系统的流程是：高压过热蒸汽从定压贮汽罐→保温供汽管路→过热蒸汽涡轮发电机→保温排汽管路→U形吸排汽塔→太阳能吸热管、太阳能聚光器、追日随动装置、→返回定压贮汽罐，蒸汽短闭路循环发电系统的流程是：高压过热蒸汽从定压贮汽罐→保温供汽管路→过热蒸汽涡轮发电机→保温排汽管路→U形吸排汽塔→返回定压贮汽罐，从流程看，太阳能蒸汽长闭路循环发电系统能有效利用太阳能的是太阳能吸热管、太阳能聚光器、追日随动装置，本发明将太阳能聚光器的聚光镜镜面的横截面弧线按抛物线方程：Y2＝‑2PX(P＞0)(2)来设计，在平面直角坐标系中：Y为纵坐标轴，X为横坐标轴，P为准线值，将抛物线的焦点F作为聚光镜镜面的聚光点，使照射到聚光镜一个横截面弧线上的平行太阳光线反射到聚光点F上，将聚光点F设在太阳能吸热管的表面上，将太阳能吸热管置于抛物线的开口内，在聚光点F外的X轴上取一设定点，过设定点作Y轴的平行线与抛物线的相交线段作为太阳光线照射到聚光镜上的开口门线，门线至抛物线顶点的一段抛物线作为聚光镜的镜面弧线，以镜面弧线为基准将聚光镜制作成具有设定弧面长槽型聚光镜，使太阳平行光线照射到聚光镜上的反射光线在太阳能吸热管道表面上汇聚形成一条光束线或光束带，加热涂有高效黑度材料的太阳能吸热管道，使管内的蒸汽能吸收管壁传入的热能而升温增压，若聚光镜是固定的，则它只能在某瞬间有一条光束线(带)照射到太阳能吸热管道表面上，因而要使这条光束线或光束带随地球的自转，使太阳光线能照射到太阳能吸热管上，这就要求太阳能聚光器的聚光镜的开口对着太阳，跟踪太阳并绕太阳能吸热管的中心线转动，为此，将太阳能吸热管中心置于 X轴上的聚光点F的内侧，过太阳能吸热管中心线上任意一点作与Y‑X平面重合的正交平面，以太阳能吸热管中心线为z轴，在正交平面内建立一个三维坐标系，使x轴与X轴重合，使y轴与Y轴平行，使Y‑X平面与y‑x平面同时绕z轴转动，这里，z轴与地球的自转轴平行，z轴的正方向表示蒸汽在太阳能吸热管内流动的方向，当z轴的正向指向北方，即蒸汽在太阳能吸热管内向北方流动，同时，x轴的正向指向东方，即弧面长槽型聚光镜的开口对着东方，正视z轴，使y‑x平面绕z轴作反时针转动，即弧面长槽型聚光镜作反时针转动，当z轴的正向指向南方，即蒸汽在太阳能吸热管内向南方流动，同时，x轴的正向亦指向东方，即弧面长槽型聚光镜的开口亦对着东方，这只是观察点不同而已，实际上，弧面长槽型聚光镜开口总是迎着太阳升起对着太阳绕z轴转动送太阳西下，现在，把三维坐标系固定下来，y轴正向表示正上方，负向表示正下方，x轴正向表示正东方，负向表示正西方，以太阳能吸热管中心作为y‑x坐标系的原点O，以原点O至聚光点F的距离为半径R在Y‑X平面作一个聚光园，聚光园的半径R等于太阳能吸热管的半径，聚光园是聚光点绕z轴旋转时将太阳光线照射到太阳能吸热管表面上划出的园，垂直于z轴的平面坐标的y、x轴，与聚光园上对应的四个点相交，这四个点将聚光园分成四个相等的区间，过聚光镜的光束线(焦点线)、太阳能吸热管中心线和抛物线顶点作一个聚光(平分)平面平分弧面长槽型聚光镜的镜面，使太阳能聚光器两侧的重量相等，两侧的重心均在聚光平面内，两侧的重心半径相等，使弧面长槽型聚光镜两侧的镜面几何形状相同，面积相等，令聚光园与y轴正向的交点为北京时间的午夜零点，即太阳能聚光器的弧面长槽型聚光镜的开口朝下，令其与y轴负向的交点作为北京时间的正午12点，即太阳能聚光器的开口朝上，令其与x轴正向的交点为北京时间的早晨6点，即太阳能聚光器的弧面长槽型聚光镜的开口朝东，令其与x轴负向的交点为北京时间的旁晚6点，即太阳能聚光器的弧面长槽型聚光镜的开口朝西，若把y正向轴在聚光园的交点作为北京时间午夜零点(抛物线的顶点位于北京标准时钟的零点处)，自零点开始，太阳能聚光器绕太阳能吸热管中心线反(顺)时针运转，即要使弧面长槽型聚光镜的汇聚的光束线或光束带在聚光园(太阳能吸热管表面)上，以15¨角/1秒钟的反(顺)时针匀速运转，将这座时钟与追日随动装置的随动转筒旋转360°相对应，也就是：弧面长槽型聚光镜的底点沿聚光园匀速顺时针转一圈为24小时，就恰与地球自转一圈的时间相同，若在地球北极上空对着其自转轴看去，太阳从东边升起由西边落下，即地球绕其自转轴作反时针匀速转动，这与弧面长槽型聚光镜的底点沿聚光园运转方向相反，据此要求：以太 阳能蒸汽闭路循环发电厂所在地的日出日落为时点向地球的自转轴作垂直标准平面，一组或多组太阳能吸热管路的每一根太阳能吸热管道的中心线均垂直于标准平面，使管内蒸汽朝南或朝北流动，使追日随动装置驱动太阳能聚光器以15¨角/1秒钟匀速顺时针运转，则不论春夏秋冬，太阳能聚光器汇聚成的光束线或光束带能始终照射到太阳能吸热管道上，太阳能蒸汽闭路循环发电厂的太阳能吸热管路按管道的走向，分为直通式(直线型、阶梯型)和往返式，采用直通式太阳能吸热管路的发电厂，太阳能吸热管路的两端分别设有与过热蒸汽涡轮机组相适配一套设备和设施，采用往返式太阳能吸热管路的发电厂，由于往返式太阳能吸热管路的终端返回到始端处，所以只需设置与之相适配的一套设备和设施，无论是直通式还是往返式，每一根管道从该厂的东面依次朝西面排列，每一组(或区间段)吸热管的中心线分别垂直于标准平面，相邻两吸热管的中心线之间垂直距离与水平距离，以东面一根太阳能吸热管的太阳能聚光器的最大轮廓面的投影面，在任何时刻，都不阻挡太阳光线照射到西面一根太阳能吸热管的太阳能聚光器上为准，按太阳能吸热管道中心线的布局分为：1、所有太阳能吸热管道的中心线或同区间段的中心线在同一水平面内的水平面布局，相邻两太阳能吸热管道中心线之间的距离大，2、所有太阳能吸热管道的中心线或同区间段的中心线在同一垂直平面内的垂直面布局，相邻两排高支撑架的水平距离大，3、所有太阳能吸热管道的中心线或同区间段的中心线在同一斜平面内的斜平面布局，支撑架的高度逐步增加，相邻两太阳能吸热管道中心线之间的水平距离小，4、所有太阳能吸热管道的中心线在同一区间的阶梯平面内的阶梯平面布局，相邻阶梯平面间用直管连通，支撑架的高低依地势地形而定，在沙漠、湖泊、湿地和海洋地区建设太阳能蒸汽闭路循环发电厂，用水平面布局、斜平面布局的太阳能吸热管道，在南北走向的公路、铁路、河流两侧的，用垂直平面布局，在东西走势的荒山秃岭(西北)地区的，用阶梯平面布局，每一根太阳能吸热管道按其管径设有规格相适配的太阳能聚光器，一组或多组太阳能吸热管路按长度方向分为若干个区间段，每一个区间段的各太阳能吸热管段上分别配置两个太阳能聚光器，每一个太阳能聚光器的两端设有包含一段太阳能吸热管在内的一个支撑架，每一个区间段的对称中心平面处分别设置一个追日随动装置，追日随动装置的随动转筒，将相邻的两个太阳能聚光器连接成一整体，并支承在其对应的支撑架上，也不管太阳能聚光器规格的不同，在同一个区间的追日随动装置的各随动转筒工作直径相同，也不管连接太阳能聚光器的转筒有多少个，该区间段的太阳能聚光器都由一个追日随动装置来控制，一组或多组太阳能吸热管路有多少个区间段就设有相应数量的追日随动装置，不管各区间追日随动装置的随动转筒工作直径的差异，但所有追日随动装置都得使太阳能聚光器跟随地球的运转而同步运转，使照射 到太阳能聚光器上的太阳平行光线能汇聚成一条光束(带)，始终照射到太阳能吸热管道的表面上，一座设有多个过热蒸汽涡轮发电机组的太阳能蒸汽闭路循环发电厂，多台过热蒸汽涡轮发电机，均按南北方向布局，即过热蒸汽沿南或北方向流过过热蒸汽涡轮机，并以过热蒸汽涡轮机为中心，将每一组定压贮汽罐按东西方向设置在该机两侧，一条供汽总管按东西方向设置在该机进汽口方向的前方，在供汽总管上对应于每一个定压贮汽罐的位置处，设有与其连通的供汽管道和锁定型管式球面调压供汽阀门，在对应于每一台过热蒸汽涡轮发电机位置处，设有与其连通的进汽管道和锁定型管式球面调压进汽阀门，在对应于每一组定压贮汽罐区间的供汽总管位置处，设有锁定型管式球面控制区间分段阀门，将供汽总管分成多段区间供汽总管，在设定工作状态下，每一组定压贮汽罐在单位时间内，通过区间的供汽总管输入高压过热蒸汽涡轮发电机的过热蒸汽重量，等于过热蒸汽涡轮发电机单位时间所需的进汽重量，每一组定压贮汽罐存贮高压过热蒸汽的总容积大于闭路循环系统所需过热蒸汽的额定循环重量，以备适应过热蒸汽涡轮发电机增大进汽量的需要，在靠近定压贮汽罐与供汽总管相对峙的方向上，一条输汽总管按东西方向设置，在输汽总管上对应于定压贮汽罐位置处，设有与其连通的输汽管道、锁定型管式球面调压输汽阀门和锁定型管式球面单向放空阀门，在对应于每一条太阳能吸热管道出口阀门位置处，设有与其连通的管接口，在对应于每一组定压贮汽罐区间的输汽总管位置处设有锁定型管式球面控制区间分开阀门，将输汽总管分成多段区间输汽总管，在过热蒸汽涡轮发电机的排汽通道和锁定型管式球面单向通道阀门后方部位处，一条排汽总管按东西方向设置，在排汽总管上对应于每一台过热蒸汽涡轮发电机的位置处，设有与排汽通道和通道阀门连通的接口，在对应于每一座U形吸排汽塔的东西塔体部位处，分别设有与U形吸排汽塔东、西塔体连接的吸汽分管，吸汽分管弯头管段上的管式球面单向吸汽阀门与塔体顶面的吸入蒸汽管端口连接，在对应于每一组U形吸排汽塔区间的排汽总管位置处，设有锁定型管式球面控制区间分隔阀门，将排汽总管分成多段排汽区间总管，在靠近排汽总管的位置处，一组U形吸排汽塔的东西塔体均按东西方向设置，每一组U形吸排汽塔对应于各自的过热蒸汽涡轮机对称地分布，在对应于每一座U形吸排汽塔的东、西塔体排汽口位置处，分别设有与其连通的东、西排蒸汽分配管道，在东、西排蒸汽分配管道上分别设有输汽支管，两端带锁定型管式球面控制支管阀门的输汽支管的另一端口在放空阀门相对峙部位与输汽管道连通，在设定工作状态下，每一组U形吸排汽塔在单位时间内，通过区间排汽总管吸入、排出一台过热蒸汽涡轮发电机排出的低压过热蒸汽重量，等于过热蒸汽涡轮发电机单位时间所排出的低压过热蒸汽重量，在每一座U形吸排汽塔的东、西排蒸汽分配管道上，分别设有和东西排往返式太阳 能吸热管道连通的管接口，带有锁定型管式球面单向进口阀门和锁定型管式球面控制出口阀门的往返式太阳能吸热管道，往返式太阳能吸热管道前往管段的进口阀门端口与分配管道上的管接口连接，前往管段在设定长度处，用一段斜置管道连接返回管段，返回管段的出口阀门端口与输汽总管上的管接口连接，东西排往返式太阳能吸热管道的管内容积，分别与U形吸排汽塔的东西塔体的容积相适配，东西排太阳能吸热管道的管内容积取决于管径的大小和管子的长度，在管内容积一定时，太阳能吸热管道的根数越多，长度越长，接受太阳能聚光器加热所吸收的热能越多，或使管内蒸汽达到设定参数值的时间越短，当U形吸排汽塔的东西塔体的容积和吸排汽时间一定时，为使太阳能吸热管道内的蒸汽吸收足够多的太阳能，增加太阳能吸热管道的长度，可获得高的过热蒸汽参数值，可更好的利用太阳能，太阳能吸热管道在不能接受太阳能聚光器加热的管段上设置保温层，每一根往返式太阳能吸热管道在长度方向上，设有多个支承太阳能聚光器和管道的支撑架，支撑架将往返式太阳能吸热管道在长度方向上分开成多个区间，对应于同一区间的支撑架整齐地按东西方向排列，在每一个区间的中间两个支撑架之间设置一个追日随动装置，按东西方向排列的过热蒸汽涡轮发电机、定压贮汽罐、U形吸排汽塔从东至西成阶梯式升高，按东西方向排列的供汽总管、输汽总管、排汽总管、排汽分配管、往返式太阳能吸热管道的中心线也相应地从东至西成阶梯式升高，上述总管及其与之相连通管道阀门，构成发电厂的供汽管路、排汽管路和输汽管路，在各总管上的分段阀门、分开阀门、分隔阀门均为常闭阀门，以便各机组各自独立运行，当某一机组需要维修或停机时，开启相关的常闭阀门，以使其他机组和设备设施能正常运行，在各管路中凡是可能积聚冷凝水的部位，分别设置一盲管段和加热器，设置有对于只有一个过热蒸汽涡轮发电机组的一座太阳能蒸汽闭路循环发电厂，就是多机组太阳能蒸汽闭路循环发电厂中的一个区间，对于采用直通式太阳能吸热管路的太阳能蒸汽闭路循环发电厂，直通式太阳能吸热管路的两端都设有上述所需的设备、设施和管路，太阳能过热蒸汽闭路循环发电厂，有光照时，启动蒸汽长闭路循环发电系统，无光照时，启动蒸汽短闭路循环发电系统，对于设有多个过热蒸汽涡轮发电机组的发电厂，长短闭路循环发电系统两者均分别共用定压贮汽罐，保温供汽管路，过热蒸汽涡轮发电机组，保温排汽管路，U形吸排汽塔，输汽管路，不同的是：短闭路循环发电系统不使用太阳能吸热管路及其与之相配套的太阳能聚光器、追日随动装置，短闭路循环发电系统从U形吸排汽塔排出的蒸汽，经多组分配管、多组输汽支管、输汽总管、输汽管直接输入定压贮汽罐，短闭路循环发电系统运转时，太阳能吸热管路上的进出口汽阀门全部关闭，太阳能聚光器、追日随动装置停止运转，一座往返式太阳能吸热管路的太阳能蒸汽闭路循环发电厂的试车 与运行，1、向一组定压贮汽罐下部的贮水器注入设定重量的纯净水，依次开启红外线加热器，使贮水器内的纯净水转化为蒸汽，红外线加热器将蒸汽和罐内的空气加热到设定的高压过热蒸汽(混合气)状态参数值，高压过热蒸汽的压力推动其内的桶形罩盖上升，致使定压贮汽罐的容积达到最大值，2、开启第一座定压贮汽罐的供汽阀门，将高压过热蒸汽(混合气)通过供汽管道输入对应供汽区间总管，同时开启对应过热蒸汽涡轮发电机进汽管道前的进汽阀门，使过热蒸汽涡轮发电机在高压过热蒸汽与空气的混合气下运转，过热蒸汽涡轮发电机运转产电力后的低压过热蒸汽，通过该机的排汽通道和通道阀门，进入对应排汽区间总管，开启排汽区间总管上与一组U形吸排汽塔的东塔体连通的各蒸汽吸入分管上的吸汽阀门，同时开动该组U形吸排汽塔下的各水泵，将各东塔体内的水体排向各自的西塔体内，各东塔体内的浮动活塞下降，吸入低压过热蒸汽与空气混合气，各西塔体内的浮动活塞上升，压缩其塔内空气，当空气被压缩到设定压强时，各西塔体上的排汽阀门自动开启，将各西塔体内的空气排入与之连接的蒸汽分配管，开启与各分配管连接的各西排(往返式)太阳能吸热管道上的进口阀门，让各西塔体内的空气进入西排的各太阳能吸热管道内，空气流向各往前太阳能吸热管段转入斜置管段，进入各返回太阳能吸热管段，空气经各返回太阳能吸热管道段流向输汽区间总管，设于输汽区间总管上的返回太阳能吸热管段的各出口阀门开启，进入输汽区间总管内的空气，在流经与一组定压贮汽罐相连接的各输汽管的输汽阀门前的放空阀门排出，当西排的各太阳能吸热管道内的空气压强等于大气压强时，其上的各太阳能吸热管道上的出口、进口阀门关闭锁定、各西塔体上的排汽阀门关闭，3、启动该组U形吸排汽塔下的各U形连通管的控制阀门上的拉力型电磁铁或液压作动筒，使控制阀门打开，各西塔体内的高位水柱，经U形连通管与控制阀门分别迅速流向各自的东塔体内，同时关闭向西通管上的阀门，开启向东通管上的阀门，水泵向东塔注水，排汽区间总管上与西塔体连通的各蒸汽吸入分管上的阀门开启，过热蒸汽涡轮发电机排出的低压过热蒸汽与空气混合气，将被各西塔体吸入时，而东塔体的蒸汽吸入阀门自动关闭，当各西塔体内的浮动活塞下降到塔底，并吸满了过热蒸汽涡轮发电机排出的混合气，在这其间，当各东西塔体内的水位达到平衡位时，U形连通管上的拉力型电磁铁或液压作动筒关闭、控制阀门自动关闭，各东塔体内的浮动活塞上升至设定高度时，各塔顶上的排汽阀门打开直至其浮动活塞上升至塔顶，排尽各塔内的混合气，各东塔体排出的混合气进入蒸汽分配管，流过该组东塔上的东排太阳能吸热管路和进出口阀门，由各放空阀门排出，当东排太阳能吸热管路内的气压等于大气压时，重复上一操作过程，直至该蒸汽长闭路循环发电系统内的空气排尽为止，4、若先启动的定压贮汽罐不能供给过热蒸汽涡轮发电机所需高压过热蒸汽时，在关 闭该定压贮汽罐上的供汽阀门的同时，并继续注入设定重量的纯净水进行加热使其转化为高压过热蒸汽，开启第二、三…定压贮汽罐的供汽阀门，使蒸汽长闭路循环发电系统依上所述循环工作，连续稳定地向过热蒸汽涡轮发电机供给高压过热蒸汽，使该机继续在混合气的状态下运转，这期间，一组定压贮汽罐内的各座定压贮汽罐内几经注水加热，使水转化为高压过热蒸汽，给过热蒸汽涡轮发电机提供高压过热蒸汽，通过蒸汽长闭路循环发电系统的开放式运转，冲洗蒸汽长闭路循环发电系统中的空气，持续转行一段时间，检测认定长闭路循环发电系统内没有了空气，关闭(往返式)各东西排太阳能吸热管路上的进出口阀门，同时开启与各分配管相连通的输汽支管上两端的阀门，让输汽支管内的空气随着蒸汽一道通过放空阀门排出，当测得长短闭路循环发电系统内都没有了空气，太阳能蒸汽闭路循环发电厂的试车运行结束，这时，长短闭路循环发电系统内的各设备和管路内都充满了过热蒸汽，该组定压贮汽罐内都贮满了高压过热蒸汽，该过热蒸汽涡轮发电机组就可以投入蒸汽闭路循环发电系统发电运转了，同理，可以逐一运转发电厂的各过热蒸汽涡轮发电机组，由上所述知：第一个过热蒸汽涡轮发电机组的试运行，需向水力发电企业或风力发电企业借电来加热设定的过热蒸汽重量，但当第一个过热蒸汽涡轮发电机组的试运行成功后，就可用其自身的电力来运行余下的各机组了，若此时刚好是烈日当空，第一个过热蒸汽涡轮发电机组就按蒸汽长闭路循环发电系统发电，关闭输汽管上的放空阀门，当一组U形吸排汽塔东塔体内的过热蒸汽被压缩到设定压强时，若过热蒸汽发生相变，则启动东塔体顶部的红外线加热器，使被压缩蒸汽在设定过热蒸汽参数值下排出，若被压缩蒸汽在设定过热蒸汽参数值下，过热蒸汽不发生相变，则直接开启排汽阀门，过热蒸汽经蒸汽分配管，过(往返式)东排太阳能吸热管路上开启的进口阀门，进入各太阳能吸热管道内，原存于管道内的蒸汽，在多组追日随动装置的跟随下，已被多组太阳能聚光器的聚光束(带)加热了，压强和温度均有所上升，但密度没有变，因为试车运行时，是在放空状态下关闭进出口阀门的，这里，在东塔体顶部的吸汽阀门关闭到排汽阀门开启，对应于东排太阳能吸热管路，存在一个定容吸热的过渡期，在过渡期内，东排太阳能吸热管路的蒸汽是从与大气压相等的状态下被加热的，不是在设定状态下被加热的，在东塔体的排汽阀门从关闭至开启，对应于东排太阳能吸热管路的每一条管道，从进口阀门至出口阀门是由小径管节逐节增大到出口大径管节，所以，进入每一条管道的被压缩蒸汽流动速度是由快变慢的，从东塔体上的排汽阀门开启至关闭的时间间隔，对应于东排太阳能吸热管路而言，是一个密度增加的吸热的(增密)过程，此后，东排太阳能吸热管路上的进出口阀门都处于关闭状态，东排太阳能吸热管路的每一条管道内蒸汽总量不变，直至东排太阳能吸热管路上的出口阀门开启，这段时 间间隔，是东排太阳能吸热管路的定容吸热(定容)过程，在定容吸热过程中，由于每一条太阳能吸热管道的管径是由小管径节逐节增大到出口大径管节的，小径管节管道的容积小，蒸汽吸收太阳能后使温度和压强升高快，而大径管节管道的容积大，蒸汽吸收太阳能后使温度和压强升高慢，因此，蒸汽从小管径节向大径管节流动，从而使蒸汽的密度由小管径节向大管径节增加，这将有利于高压过热过蒸汽的排出量，降低太阳能吸热管道内余存蒸汽的密度，有利于下一过程的蒸汽量的增加，当东排太阳能吸热管路内的蒸汽，在多组追日随动装置的跟随下，被多组太阳能聚光器的聚光(束)带加热，蒸汽吸收的太阳能使蒸汽达到了设定的高压过热蒸汽参数值时，开启该组东排所有太阳能吸热管路上的出口阀门，高压过热蒸汽进入输汽区间总管，开启一组定压贮汽罐中与第一座定压贮汽罐相连接的输汽阀门，高压过热蒸汽经输汽管道、输汽阀门输入这座定压贮汽罐内，若该定压贮汽罐内的过热蒸汽压强较低于太阳能吸热管路内的压强，则太阳能吸热管路内的高压过热蒸汽能顺畅地输入，若该定压贮汽罐内的过热蒸汽压强等于或高于太阳能吸热管路内的压强，则需要提升塔内的桶形罩盖，增加该定压贮汽罐的容积，降低罐内蒸汽的压强，直至其容积达到最大值，并使太阳能吸热管路内的压强降到设定的出口阀门关闭时的压强，当其容积达到最大值时，若太阳能吸热管路内的压强还降不到设定的出口阀门关闭的压强值时，关闭该座定压贮汽罐的输汽阀门，开启另一座压强较低的定压贮汽罐的输汽阀门，让东排太阳能吸热管路内余下的蒸汽输入另一座压强较低的定压贮汽罐，直到东排太阳能吸热管路的过热蒸汽压强降低到设定的压强值时，关闭东排太阳能吸热管路上的各出口阀门，从出口阀门的开启到关闭，这段时间间隔，这是东排太阳能吸热管路的过热蒸汽压强减小的吸热(减压)过程，东排太阳能吸热管路内过热蒸汽吸收的太阳能的时间：等于密度增的吸热的(增密)过程+定容吸热(定容)过程+密度减小的吸热(减压)过程，等于两倍U形吸排汽塔的东塔体或西塔体吸收蒸汽所需时间，这就要求一组U形吸排汽塔的塔体容积和吸排汽的速度，与一组太阳能吸热管路的管内总容积和加热速度能协调适配，增加U形吸排汽塔下部水泵的泵水能力，可以提高U形吸排汽塔的吸排的速度，增加一组太阳能吸热管路的长度，或增加太阳能聚光器的能力，就可以缩短蒸汽达到设定高压过热蒸汽参数值所需的时间，由于一组U形吸排汽塔的东西塔体容积和结构相同，东西排太阳能吸热管路的的管内总容积、长度、结构、及所配置的太阳能聚光器、追日随动装置相同，故西塔体吸排蒸汽与西排太阳能吸热管路的工作过程，与东塔体吸排蒸汽与东排太阳能吸热管路的工作过程相同，两者交替运作，再辅以加热器的协助，使一个机组的太阳能蒸汽长闭路循环发电系统能发电运行，同理，就可用运行第二个机组、第三个机组至该厂的全部机组，在烈日的早晚、或时睛 时阴的白天，各组太阳能吸热管路内的输入定压贮汽罐内的蒸汽，达不到设定压强时，也需向水力发电企业或风力发电企业借电，来启动定压贮汽罐内的红外线加热器，加热吸收有一定太阳能热量的饱和蒸汽，使其能达到运转过热蒸汽涡轮发电机的要求，在这种气候情况下，过热蒸汽涡轮发电机仍按蒸汽长闭路循环发电系统工作，使这座发电厂能利用弱势阳光的能量来维持太阳能蒸汽长闭路循环发电厂的工作，在夜晚或阴雨天，关闭长闭路循环发电系统上的太阳能吸热管上的进出口阀门，并使太阳能聚光器置顶，向水力发电企业或风力发电企业借电，启动短闭路循环发电系统，过热蒸汽涡轮发电机组的运转，由红外线加热器对定压贮汽罐内的低温低压饱和蒸汽加热，使其达到设定的高压过热蒸汽参数值，使其能正常运转过热蒸汽涡轮发电机组，在启用短闭路循环发电系统时，定压贮汽罐内红外线加热器所需的电能依靠外部电源，或向风力发电企业，或向水力发电企业，或向国家电网借电，以借电的方式来启动太阳能蒸汽闭路循环发电厂的一个机组，使其持续运行，随后，就用已正常运行机组产生的电力来启动运行其他机组，使太阳能蒸汽闭路循环发电厂按短闭路循环发电系统持续运行，这就是太阳能蒸汽闭路循环发电厂的蒸汽短闭路循环的运转模式，太阳能蒸汽闭路循环发电厂按蒸汽短闭路循环的模式运转，阴雨天将减少对外电网的供电量，夜晚的发电量除用生产生活用电外，剩余的电力用来运转沙漠地区或缺水地区的供、排水网和灌溉水网，太阳能蒸汽闭路循环发电厂若和风力发电企业，水力发电企业相结合，就可形成光、水、风优势互补的天然能源产业，在火力发电厂，若某一机组采用地下资源来发电，用它的发电量来使其他机组按蒸汽短闭路循环发电系统运转时，则火力发电厂的发电能力将提高20倍，资源消耗减少到1/20，污染物排量将大大减小，有利改善人居环境，核电厂采用蒸汽短闭路循环发电时，核能的利用率也将大为提高，即现有的一座核发电厂的发电量，就将变为20座同样规模的核能发电厂，并大大节约该核电厂的冷却水用量，当太阳能蒸汽闭路循环发电厂建设在沙漠高原地区时，不仅可利用该地区充足的阳光，还可大大减少该地区的水分蒸发量，还可利用太阳能蒸汽短闭路循环发电厂夜间的发电量，来运转沙漠高原地区建设的灌溉网，对该地区实施瓶栽滴灌耕作，发展农牧林业和旅游业，将沙漠高原变为绿洲。