專(zhuān)利名稱(chēng)：一種乙醇蒸汽發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種利用乙醇蒸汽進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置，更具體是涉及一種通過(guò)對(duì)水進(jìn)行加熱、再利用熱水與乙醇進(jìn)行熱交換來(lái)產(chǎn)生乙醇蒸汽進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的蒸汽發(fā)電裝置大致可分為兩種形式，一種是直接用水做傳熱工質(zhì)，水吸收外界的熱后升溫變?yōu)檎羝?，蒸汽送往汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電；另一種形式是通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)吸收外界的熱，導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入蒸汽發(fā)生器與水發(fā)生熱交換，水受熱變?yōu)檎羝?，蒸汽再送往汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。從已實(shí)際應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和已公開(kāi)的文獻(xiàn)中可以看出，現(xiàn)有的蒸汽發(fā)電裝置，不管是直接用水做傳熱工質(zhì)或以導(dǎo)熱介質(zhì)做傳熱工質(zhì)，其結(jié)構(gòu)都是在蒸汽輸出的同時(shí)進(jìn)行水分的補(bǔ)充，由于蒸汽的產(chǎn)生必然增加管道和腔體內(nèi)的壓力，因而為管道和腔體提供水源的供水泵，功率必需非常大，這樣利用熱力獲得的電，需要大部分用來(lái)為水循環(huán)提供動(dòng)力，這勢(shì)必導(dǎo)致熱電轉(zhuǎn)換效率非常低；另外，水分的補(bǔ)充會(huì)導(dǎo)致蒸汽溫度的變化，從而影響渦輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。本發(fā)明的申請(qǐng)人于2010年3月16日向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出的名稱(chēng)為 “一種太陽(yáng)能熱力發(fā)電裝置”、申請(qǐng)?zhí)枮?01010131000. 7的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，該熱力發(fā)電裝置包括集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；集熱系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器和導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的蒸汽發(fā)生器構(gòu)成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有與高位儲(chǔ)熱器連接的盤(pán)管，每個(gè)蒸汽發(fā)生器通過(guò)設(shè)置于蒸汽輸出口的控制閥與發(fā)電系統(tǒng)的渦輪蒸汽機(jī)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置于蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器來(lái)使兩個(gè)蒸汽發(fā)生器處于輪換輸送蒸汽的工作狀態(tài)。采用上述發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的熱力發(fā)電裝置，可在一個(gè)蒸汽發(fā)生器輸出高壓蒸汽使渦輪蒸汽機(jī)發(fā)電的時(shí)候，另一個(gè)蒸汽發(fā)生器在較低壓力下進(jìn)行補(bǔ)水和加熱，當(dāng)水蒸汽壓力達(dá)到一定時(shí)才開(kāi)始輸出蒸汽，不僅能減少供水泵動(dòng)力的輸出，而且可保證蒸汽輸出的連續(xù)和壓力的恒定。但是，為了保證在沒(méi)有太陽(yáng)光照射的情況下也能正常發(fā)電，需要設(shè)置多個(gè)導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器來(lái)積蓄熱量以供夜間或雨天發(fā)電，由于導(dǎo)熱油價(jià)格高，勢(shì)必造成發(fā)電成本的增加，另外，導(dǎo)熱油的比熱容小，水的比熱容大，熱傳遞的效率也相對(duì)較低。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種利用乙醇蒸汽進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、熱傳遞效率高、可在低成本的情況下保證發(fā)電的連續(xù)性。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的乙醇蒸汽發(fā)電裝置包括蓄熱系統(tǒng)、乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、 發(fā)電系統(tǒng)、乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于蓄熱系統(tǒng)包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置且外設(shè)保溫層的熱水儲(chǔ)存器，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器設(shè)有進(jìn)水口和出水口，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器的出水口通過(guò)各自的控制閥與輸水泵連接；乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的全封閉乙醇蒸汽發(fā)生器構(gòu)成，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有用于進(jìn)行熱交換的盤(pán)管，盤(pán)管一端通過(guò)控制閥與輸水泵連接，另一端通過(guò)輸水管與熱水儲(chǔ)存器的進(jìn)水口連接，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器的蒸汽輸出口通過(guò)控制閥與發(fā)電系統(tǒng)的渦輪蒸汽機(jī)連接，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器還設(shè)有與乙醇輸送泵連接的進(jìn)液口 ；乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)包括全封閉乙醇儲(chǔ)存器和降溫器，降溫器包括進(jìn)氣管、若干沿蒸汽排出方向平行排列的散熱管、沿散熱管徑向平行設(shè)置的散熱片和出液管，散熱管通過(guò)進(jìn)氣管與渦輪蒸汽機(jī)的出氣管連接、通過(guò)出液管與乙醇儲(chǔ)存器連接；控制系統(tǒng)包括設(shè)置于上述各個(gè)系統(tǒng)中的傳感器和中央處理器，中央處理器通過(guò)設(shè)置于乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器來(lái)使兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器處于輪換輸送乙醇蒸汽的工作狀態(tài)。為了充分利用清潔能源，上述蓄熱系統(tǒng)中的熱水儲(chǔ)存器由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)供熱， 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)包括填充有導(dǎo)熱油的太陽(yáng)能集熱器和位于太陽(yáng)能集熱器之上的導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器，太陽(yáng)能集熱器通過(guò)輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器連接，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器設(shè)有與輸油泵連接的出油口 ；蓄熱系統(tǒng)中的熱水儲(chǔ)存器內(nèi)設(shè)有可供導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)的盤(pán)管，熱水儲(chǔ)存器內(nèi)的盤(pán)管一端與輸油泵連接、另一端通過(guò)輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器的進(jìn)油口連接。為了使渦輪蒸汽機(jī)排出的乙醇蒸汽剛好冷凝為液體，同時(shí)確保液體的溫度為最高液態(tài)溫度，上述降溫器為自動(dòng)調(diào)溫降溫器，該自動(dòng)調(diào)溫降溫器是在上述平行排列的散熱片的前后左右四個(gè)側(cè)面設(shè)置側(cè)板、頂面設(shè)置帶煙囪的喇叭形蓋板，煙囪的出氣口設(shè)有直徑與煙囪出氣口內(nèi)徑相當(dāng)且可翻轉(zhuǎn)的散熱調(diào)節(jié)片，該調(diào)節(jié)片的轉(zhuǎn)動(dòng)由設(shè)置于煙囪外側(cè)壁的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制。上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定于煙囪外側(cè)壁的電機(jī)和與電機(jī)連接的渦輪減速機(jī)，渦輪減速機(jī)的輸出軸與上述散熱調(diào)節(jié)片的徑向轉(zhuǎn)軸連接；上述降溫器的出液管設(shè)有溫度傳感器， 該溫度傳感器與上述控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器發(fā)出的信息對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行控制。為了保持乙醇儲(chǔ)存器內(nèi)液體體積的相對(duì)恒定，上述乙醇儲(chǔ)存器為兩個(gè)，每個(gè)乙醇儲(chǔ)存器的頂部設(shè)有進(jìn)液口、下部設(shè)有出液口，進(jìn)液口通過(guò)三通管與上述降溫器出液管的末端連接，出液口與上述乙醇輸送泵連接。為了消除導(dǎo)熱油、水、乙醇熱膨脹產(chǎn)生的壓力對(duì)容器壁造成的影響，上述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器、熱水儲(chǔ)存器和乙醇儲(chǔ)存器頂部均設(shè)有用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)存器體積的膨脹器。上述設(shè)置于乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器為壓力傳感器和液位傳感器，上述控制系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器發(fā)出的信息對(duì)乙醇蒸汽輸出口的控制閥進(jìn)行控制、通過(guò)液位傳感器發(fā)出的信息分別對(duì)乙醇輸送泵的開(kāi)關(guān)、乙醇蒸汽發(fā)生器進(jìn)液口的閥門(mén)進(jìn)行控制。上述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與上述控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器發(fā)出的信息對(duì)輸油泵的開(kāi)關(guān)、熱水儲(chǔ)存器內(nèi)盤(pán)管進(jìn)油端口的控制閥進(jìn)行控制。上述熱水儲(chǔ)存器設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與上述控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器發(fā)出的信息對(duì)輸水泵的開(kāi)關(guān)、乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥進(jìn)行控制。為了保證從熱水儲(chǔ)存器出來(lái)的導(dǎo)熱油進(jìn)入導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器后能迅速得到加熱， 上述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器與太陽(yáng)能集熱器輸油管連接的進(jìn)出油口位于儲(chǔ)油器的底部、與熱水儲(chǔ)存器內(nèi)盤(pán)管出油端口連接的進(jìn)油口位于儲(chǔ)油器的下部、與輸油泵連接的出油口位于儲(chǔ)油器的上部。本發(fā)明的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，與現(xiàn)有發(fā)電裝置相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、由于乙醇沸點(diǎn)低，比熱容是水的一半，通過(guò)熱水與乙醇進(jìn)行熱交換來(lái)產(chǎn)生乙醇蒸汽， 可大大提高熱傳遞的效率，而利用水代替導(dǎo)熱油作為蓄熱介質(zhì)，也大大降低了蓄熱的成本。2、本發(fā)明的降溫器利用空氣對(duì)流就能達(dá)到將乙醇蒸汽冷卻為液體的目的，而通過(guò)改變煙囪出氣口散熱調(diào)節(jié)片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來(lái)調(diào)節(jié)乙醇蒸汽冷凝的溫度，從而使從渦輪蒸汽機(jī)出氣管出來(lái)的乙醇蒸汽變?yōu)樽罡咭簯B(tài)溫度的乙醇，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)力輸出少，而且可使余熱得到更充分的利用，更好縮短乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)乙醇與水熱交換的時(shí)間。3、乙醇在乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和乙醇冷凝回收系統(tǒng)形成的全封閉環(huán)境下流動(dòng)、與外界隔絕，乙醇處于完全密閉的狀態(tài)，大大提高乙醇發(fā)電的安全性。4、采用兩個(gè)獨(dú)立的乙醇蒸汽發(fā)生器進(jìn)行輪換工作，即在一個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器輸出高壓乙醇蒸汽使渦輪蒸汽機(jī)發(fā)電的時(shí)候，另一個(gè)蒸汽發(fā)生器在較低壓力下進(jìn)行乙醇的補(bǔ)充和加熱，當(dāng)乙醇蒸汽壓力達(dá)到一定時(shí)才開(kāi)始輸出乙醇蒸汽，這樣不僅能減少乙醇輸送泵動(dòng)力的輸出，而且可保證乙醇蒸汽輸出的連續(xù)和壓力的恒定。5、在乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)采用盤(pán)管作為熱交換器，并采用輸水泵向盤(pán)管輸送熱水， 既可獲得熱交換面積的最大化，又可以加速熱水循環(huán)的速度，保證盤(pán)管外的乙醇或蒸汽得到均勻快速的加熱，從而產(chǎn)生足夠大的蒸汽壓力供渦輪蒸汽機(jī)發(fā)電。


圖1是本發(fā)明乙醇蒸汽發(fā)電裝置各個(gè)系統(tǒng)連接的平面圖。
圖2是集熱器剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是熱水儲(chǔ)存器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是乙醇蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是乙醇儲(chǔ)存器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是自動(dòng)調(diào)溫降溫器的外觀結(jié)構(gòu)圖。
圖8是自動(dòng)調(diào)溫降溫器的結(jié)構(gòu)剖圖。
圖9是圖8沿A-A線的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的乙醇蒸汽發(fā)電裝置由集熱系統(tǒng)1、蓄熱系統(tǒng)2、乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3、發(fā)電系統(tǒng)4、乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)5和控制系統(tǒng)(圖中沒(méi)有標(biāo)出)六個(gè)部分構(gòu)成； 集熱系統(tǒng)1由多個(gè)太陽(yáng)能集熱器并聯(lián)構(gòu)成集熱器總成和位于太陽(yáng)能集熱器總成之上的導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器13構(gòu)成，(為了節(jié)省篇幅，此處只畫(huà)出兩個(gè)左右設(shè)置的太陽(yáng)能集熱器 11、12)，該集熱器由多根真空鍍膜玻璃管111、121橫向并聯(lián)構(gòu)成，每根真空鍍膜玻璃管底部均設(shè)有弧形鏡面101，弧形鏡面可手動(dòng)或自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)光，玻璃管一端封閉，另一端與輸油管112、122連接，真空鍍膜玻璃管和輸油管內(nèi)充滿(mǎn)導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器頂部設(shè)有膨脹器131，膨脹器用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)熱器的體積，以減少導(dǎo)熱油熱膨脹時(shí)對(duì)儲(chǔ)熱器壁產(chǎn)生的壓力，高位儲(chǔ)熱器底部?jī)蓚?cè)設(shè)有進(jìn)出油口 132、133，分別與兩個(gè)太陽(yáng)能集熱器的輸油管112、 122連接，高位儲(chǔ)熱器的下部?jī)蓚?cè)設(shè)有進(jìn)油口 134、135，上部設(shè)有出油口 136，該出油口通過(guò)輸油管與一輸油泵14連接，如圖1、2、3所示；
6蓄熱系統(tǒng)2由多個(gè)并聯(lián)設(shè)置的熱水儲(chǔ)存器構(gòu)成(為了節(jié)省篇幅，此處只畫(huà)出兩個(gè)左右設(shè)置的熱水儲(chǔ)存器21、22)，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器內(nèi)設(shè)有供導(dǎo)熱油通過(guò)、用于進(jìn)行熱交換的盤(pán)管 211、221，盤(pán)管從上至下設(shè)有5 — 10層，每層從里到外環(huán)繞20 — 30圈，盤(pán)管的進(jìn)油端口通過(guò)三通管與輸油泵14連接，在進(jìn)油端口和三通管之間設(shè)置有控制閥212、222，盤(pán)管出油端口通過(guò)輸油管213、223與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器的進(jìn)油口 134、135連接，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器的上部設(shè)有熱水出口、下部設(shè)有冷水回流口，熱水出口通過(guò)抽水閥門(mén)214、2M與輸水泵23連接， 冷水回流口通過(guò)回水閥門(mén)215、225與回流水管Al、A2連接，熱水儲(chǔ)存器的頂部設(shè)有膨脹器 216，膨脹器用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)水器的體積，以減少熱水膨脹時(shí)對(duì)儲(chǔ)水器壁產(chǎn)生的壓力，熱水儲(chǔ)存器的外側(cè)壁設(shè)有保溫層217，如圖1、4所示；
乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3由兩個(gè)相互獨(dú)立的全封閉乙醇蒸汽發(fā)生器31、32構(gòu)成，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有供熱水通過(guò)、用于進(jìn)行熱交換的盤(pán)管311、321，盤(pán)管從上至下設(shè)有5 — 10 層，每層從里到外環(huán)繞20 - 30圈，盤(pán)管的進(jìn)水端口通過(guò)三通管與輸水泵23連接，在進(jìn)水端口和三通管之間設(shè)置有送水閥312、322，盤(pán)管出水端口通過(guò)控制閥313、323與連接熱水儲(chǔ)存器回流口的回流水管Al、A2連接，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器的頂部設(shè)有乙醇蒸汽輸出口、上部設(shè)有乙醇輸入口，乙醇蒸汽輸出口通過(guò)控制閥314、3M與發(fā)電系統(tǒng)渦輪蒸汽機(jī)的蒸汽入口連接，乙醇輸入口設(shè)置有控制閥315、325，如圖1、5所示；
發(fā)電系統(tǒng)4由渦輪蒸汽機(jī)41和發(fā)電機(jī)組構(gòu)成，渦輪蒸汽機(jī)的進(jìn)汽口 411通過(guò)三通管與左右兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口的控制閥314、3M連接，渦輪蒸汽機(jī)的出氣管末端與乙醇冷凝回收系統(tǒng)連接，如圖1所示；
乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)5包括兩個(gè)全封閉的乙醇儲(chǔ)存器51、52和自動(dòng)調(diào)溫降溫器53 ； 自動(dòng)調(diào)溫降溫器由進(jìn)氣管531、通過(guò)三通管與進(jìn)氣管連接的三根沿蒸汽排出方向水平排列的散熱管532、沿散熱管徑向平行設(shè)置的散熱片533和通過(guò)三通管與三根散熱管連接的出液管534構(gòu)成，在平行排列的散熱片外圍設(shè)有一個(gè)由前后左右四塊側(cè)板和呈喇叭形蓋板構(gòu)成的帶有煙囪的罩535，煙囪536的出氣口設(shè)有直徑與煙囪出氣口內(nèi)徑相當(dāng)且可翻轉(zhuǎn)的散熱調(diào)節(jié)片537，在煙囪的外側(cè)壁固定有電機(jī)538和與電機(jī)連接的渦輪減速機(jī)539，渦輪減速機(jī)的輸出軸與散熱調(diào)節(jié)片的徑向轉(zhuǎn)軸連接，進(jìn)氣管531與渦輪蒸汽機(jī)的出氣管末端連接； 乙醇儲(chǔ)存器51下部設(shè)有乙醇出液口、上部設(shè)有乙醇進(jìn)液口，乙醇出液口通過(guò)乙醇輸送泵 511,521與乙醇蒸汽發(fā)生器乙醇輸入口的控制閥315、325連接，乙醇進(jìn)液口通過(guò)三通管與降溫器的出液管534連接，在乙醇進(jìn)液口和降溫器的出液管之間設(shè)有控制閥512、522，每個(gè)乙醇儲(chǔ)存器頂部還設(shè)有膨脹器513，膨脹器用于調(diào)節(jié)乙醇儲(chǔ)存器的體積，以減少乙醇膨脹時(shí)對(duì)儲(chǔ)液器壁產(chǎn)生的壓力；如圖1、6、7、8、9所示；
在真空鍍膜玻璃管與輸油管的連接處、導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)油器、輸油泵、輸油管、乙醇蒸汽發(fā)生器、乙醇儲(chǔ)存器的外圍均設(shè)有保溫材料層6，如圖1、3、5、6所示；
控制系統(tǒng)包括設(shè)置于上述各個(gè)系統(tǒng)中的傳感器和中央處理器(圖中沒(méi)有標(biāo)出)，為了保證導(dǎo)熱油在160°C左右才進(jìn)入蓄熱系統(tǒng)的熱水儲(chǔ)存器進(jìn)行熱交換，以減少輸油泵的電耗，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器設(shè)有溫度傳感器，中央處理器通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的油溫對(duì)輸油泵14 及控制閥212、222進(jìn)行控制；為了保證熱水在98 — 99°C才進(jìn)入乙醇蒸汽發(fā)生器進(jìn)行熱交換，熱水儲(chǔ)存器設(shè)有溫度傳感器，中央處理器通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的水溫對(duì)輸水泵23及控制閥214、2M、312、322進(jìn)行控制；為了保證輸出的乙醇蒸汽壓力達(dá)到一定的大氣壓，足以使蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，中央處理器通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)到的蒸汽壓力對(duì)乙醇蒸汽輸出口的控制閥314、3M進(jìn)行控制，而為了及時(shí)補(bǔ)充乙醇，乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)還設(shè)有液位傳感器及液位探針，中央處理器通過(guò)液位傳感器監(jiān)測(cè)到的乙醇液位對(duì)乙醇輸送泵511、521的開(kāi)關(guān)、進(jìn)液口的控制閥315、325進(jìn)行控制；為了使渦輪蒸汽機(jī)排出的乙醇蒸汽剛好轉(zhuǎn)化為最高溫度的液態(tài)乙醇，自動(dòng)調(diào)溫降溫器的出液管管口設(shè)有溫度傳感器，中央處理器通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的乙醇冷凝液溫度對(duì)煙 側(cè)壁上電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行控制；另外，本發(fā)明乙醇蒸汽發(fā)電裝置的電路設(shè)計(jì)是，兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器乙醇蒸汽輸出口的控制閥是一開(kāi)一閉輪換工作的，即當(dāng)左側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口控制閥處于打開(kāi)狀態(tài)，右側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口控制閥就處于關(guān)閉狀態(tài)，反之也然。
本發(fā)明乙醇蒸汽發(fā)電裝置的工作原理是當(dāng)太陽(yáng)升起的時(shí)候，真空鍍膜玻璃管受光照射吸收熱量使管內(nèi)的導(dǎo)熱油迅速升溫，由于熱的導(dǎo)熱油向外向上運(yùn)動(dòng)，未受熱的導(dǎo)熱油向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，兩者互相滲透，形成自然對(duì)流，溫度高的導(dǎo)熱油不斷進(jìn)入高位儲(chǔ)熱器，溫度低的導(dǎo)熱油流向真空鍍膜玻璃管，與此同時(shí)，蓄熱系統(tǒng)的各個(gè)熱水儲(chǔ)存器內(nèi)充滿(mǎn)水，兩個(gè)乙醇儲(chǔ)存器加注適量的乙醇后對(duì)罐體進(jìn)行密封，乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器的進(jìn)液閥打開(kāi)，乙醇輸送泵同時(shí)向兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器輸送乙醇，當(dāng)乙醇蒸汽發(fā)生器中的液位傳感器監(jiān)測(cè)到預(yù)定的液位值時(shí)，進(jìn)液口控制閥關(guān)閉，乙醇輸送泵停止工作；當(dāng)高位儲(chǔ)油器內(nèi)導(dǎo)熱油的溫度達(dá)到160°C左右時(shí)，輸油泵開(kāi)始工作，第一個(gè)熱水儲(chǔ)存器盤(pán)管進(jìn)油端口的閥門(mén)打開(kāi)，160°C左右的導(dǎo)熱油不斷流入熱水儲(chǔ)存器的盤(pán)管后對(duì)熱水儲(chǔ)存器內(nèi)的水進(jìn)行加熱，當(dāng)熱水儲(chǔ)存器內(nèi)熱水的溫度達(dá)到98 — 99°C時(shí)，第二個(gè)熱水儲(chǔ)存器盤(pán)管進(jìn)油端口的閥門(mén)打開(kāi)，依次對(duì)第二個(gè)熱水儲(chǔ)存器內(nèi)的水進(jìn)行加熱，當(dāng)其中一個(gè)熱水儲(chǔ)存器的溫度達(dá)到98 — 99°C時(shí)，抽水閥門(mén)打開(kāi)，輸水泵開(kāi)始工作，兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥同時(shí)打開(kāi)，溫度高達(dá)98 - 99°C的熱水不斷流入盤(pán)管后對(duì)乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的乙醇進(jìn)行加熱，當(dāng)乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的壓力傳感器監(jiān)測(cè)到乙醇蒸汽的壓力達(dá)到某一特定值時(shí)，右側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器的乙醇蒸汽輸出口的控制閥打開(kāi)，乙醇冷凝系統(tǒng)右側(cè)乙醇儲(chǔ)存器的乙醇進(jìn)液口閥門(mén)打開(kāi)，此時(shí)高壓乙醇蒸汽噴射到渦輪蒸汽機(jī)的葉輪，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)組開(kāi)始發(fā)電，經(jīng)過(guò)渦輪蒸汽機(jī)葉輪和出氣管出來(lái)的壓力較低的乙醇蒸汽，通過(guò)自動(dòng)調(diào)溫降溫器的散熱管冷凝后排向乙醇儲(chǔ)存器，此時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置于降溫器出液管上的溫度傳感器檢測(cè)到的乙醇液體溫度，隨時(shí)控制降溫器上電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，使散熱調(diào)節(jié)片覆蓋煙囪出氣口的面積發(fā)生變化，從而使通過(guò)散熱片的對(duì)流空氣量發(fā)生變化，進(jìn)而達(dá)到使乙醇冷凝液剛好略低于乙醇沸點(diǎn)的溫度；當(dāng)右側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器的壓力傳感器監(jiān)測(cè)到蒸汽的壓力低于某一特定值時(shí)，乙醇蒸汽發(fā)生器的蒸汽輸出口的控制閥、盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥同時(shí)關(guān)閉，左側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器乙醇蒸汽輸出口的控制閥、盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥同時(shí)打開(kāi)，由左側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器向渦輪蒸汽機(jī)輸送蒸汽，與此同時(shí)，右側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器的進(jìn)液口控制閥打開(kāi)，乙醇輸送泵啟動(dòng)，向右側(cè)乙醇蒸汽發(fā)生器加入接近于乙醇沸點(diǎn)溫度的乙醇，當(dāng)液位傳感器監(jiān)測(cè)到預(yù)定的液位值時(shí)，進(jìn)液口控制閥關(guān)閉，盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥打開(kāi)，熱水進(jìn)入盤(pán)管對(duì)乙醇蒸汽發(fā)生器的乙醇加熱，當(dāng)壓力傳感器監(jiān)測(cè)到乙醇蒸汽的壓力達(dá)到某一特定值時(shí)，盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥關(guān)閉；這樣左右兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器一個(gè)輸送乙醇蒸汽，一個(gè)進(jìn)行補(bǔ)充乙醇和加熱，兩個(gè)輪換工作，反復(fù)循環(huán)完成整個(gè)發(fā)電的過(guò)程。當(dāng)夜晚或遇到雨天時(shí)，導(dǎo)熱油溫度下降，中央處理器通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到熱水儲(chǔ)存器內(nèi)的熱水溫度低于95°C時(shí)，關(guān)閉正在工作的熱水儲(chǔ)存器的抽水閥門(mén)，開(kāi)啟另一個(gè)熱水儲(chǔ)存器的抽水閥門(mén)，由另一個(gè)熱水儲(chǔ)存器繼續(xù)輸送熱水。 另外，由于從乙醇儲(chǔ)存器出來(lái)的是溫度接近沸點(diǎn)(78°C)的熱乙醇，而與熱水進(jìn)行熱交換的乙醇蒸汽溫度接近98 - 99°C，因此，從乙醇儲(chǔ)存器出來(lái)的乙醇到變?yōu)榭梢允箿u輪蒸汽機(jī)發(fā)電的乙醇蒸汽，溫差只有20 - 25°C，這樣可以大大節(jié)約加熱的時(shí)間，提高發(fā)電的效率。
權(quán)利要求
1.一種乙醇蒸汽發(fā)電裝置，包括蓄熱系統(tǒng)、乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于所述蓄熱系統(tǒng)包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置且外設(shè)保溫層的熱水儲(chǔ)存器，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器設(shè)有進(jìn)水口和出水口，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器的出水口通過(guò)各自的控制閥與輸水泵連接；乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的全封閉乙醇蒸汽發(fā)生器構(gòu)成， 每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有用于進(jìn)行熱交換的盤(pán)管，盤(pán)管一端通過(guò)控制閥與輸水泵連接， 另一端通過(guò)輸水管與熱水儲(chǔ)存器的進(jìn)水口連接，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器的蒸汽輸出口通過(guò)控制閥與發(fā)電系統(tǒng)的渦輪蒸汽機(jī)連接，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器還設(shè)有與乙醇輸送泵連接的進(jìn)液口 ；乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)包括全封閉乙醇儲(chǔ)存器和降溫器，降溫器包括進(jìn)氣管、若干沿蒸汽排出方向水平排列的散熱管、沿散熱管徑向平行設(shè)置的散熱片和出液管，散熱管通過(guò)進(jìn)氣管與渦輪蒸汽機(jī)的出氣管連接、通過(guò)出液管與乙醇儲(chǔ)存器連接；控制系統(tǒng)包括設(shè)置于上述各個(gè)系統(tǒng)中的傳感器和中央處理器，中央處理器通過(guò)設(shè)置于乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器來(lái)使兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器處于輪換輸送乙醇蒸汽的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述蓄熱系統(tǒng)中的熱水儲(chǔ)存器由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)供熱，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)包括填充有導(dǎo)熱油的太陽(yáng)能集熱器和位于太陽(yáng)能集熱器之上的導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器，太陽(yáng)能集熱器通過(guò)輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器連接，導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器設(shè)有與輸油泵連接的出油口 ；蓄熱系統(tǒng)中的熱水儲(chǔ)存器內(nèi)設(shè)有可供導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)的盤(pán)管，熱水儲(chǔ)存器內(nèi)的盤(pán)管一端與輸油泵連接、另一端通過(guò)輸油管與導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器的進(jìn)油口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述降溫器為自動(dòng)調(diào)溫降溫器，該自動(dòng)調(diào)溫降溫器是在所述平行排列的散熱片前后左右四個(gè)側(cè)面設(shè)置側(cè)板、頂面設(shè)置帶煙囪的喇叭形蓋板，煙囪的出氣口設(shè)有直徑與煙囪出氣口內(nèi)徑相當(dāng)且可翻轉(zhuǎn)的散熱調(diào)節(jié)片，該調(diào)節(jié)片的轉(zhuǎn)動(dòng)由設(shè)置于煙囪外側(cè)壁的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定于煙囪外側(cè)壁的電機(jī)和與電機(jī)連接的渦輪減速機(jī)，渦輪減速機(jī)的輸出軸與所述調(diào)節(jié)片的徑向轉(zhuǎn)軸連接；所述降溫器的出液管設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與所述控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器發(fā)出的信息對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述乙醇儲(chǔ)存器為兩個(gè)，每個(gè)乙醇儲(chǔ)存器的頂部設(shè)有進(jìn)液口、下部設(shè)有出液口，進(jìn)液口通過(guò)三通管與所述降溫器出液管的末端連接，出液口與所述乙醇輸送泵連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器、熱水儲(chǔ)存器和乙醇儲(chǔ)存器頂部均設(shè)有用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)存器體積的膨脹器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述設(shè)置于乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器為壓力傳感器和液位傳感器，控制系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器發(fā)出的信息對(duì)乙醇蒸汽輸出口的控制閥進(jìn)行控制、通過(guò)液位傳感器發(fā)出的信息分別對(duì)乙醇輸送泵的開(kāi)關(guān)、乙醇蒸汽發(fā)生器進(jìn)液口的閥門(mén)進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與所述控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器發(fā)出的信息對(duì)輸油泵的開(kāi)關(guān)、熱水儲(chǔ)存器內(nèi)盤(pán)管進(jìn)油端口的控制閥進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述熱水儲(chǔ)存器設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器與所述控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器發(fā)出的信息對(duì)輸水泵的開(kāi)關(guān)、乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)盤(pán)管進(jìn)水端口的控制閥進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油高位儲(chǔ)熱器與太陽(yáng)能集熱器輸油管連接的進(jìn)出油口位于儲(chǔ)油器的底部、與熱水儲(chǔ)存器內(nèi)盤(pán)管出油端口連接的進(jìn)油口位于儲(chǔ)油器的下部、與輸油泵連接的出油口位于儲(chǔ)油器的上部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，且熱交換效率高的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，該裝置包括蓄熱系統(tǒng)、乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；蓄熱系統(tǒng)包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置且外設(shè)保溫層的熱水儲(chǔ)存器，每個(gè)熱水儲(chǔ)存器的出水口通過(guò)控制閥與輸水泵連接；乙醇蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的乙醇蒸汽發(fā)生器構(gòu)成，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有用于進(jìn)行熱交換的盤(pán)管，每個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器通過(guò)設(shè)置于乙醇蒸汽輸出口的控制閥與發(fā)電系統(tǒng)的渦輪蒸汽機(jī)連接；乙醇蒸汽冷凝回收系統(tǒng)包括全封閉乙醇儲(chǔ)存器和連接于渦輪蒸汽機(jī)出氣管與乙醇儲(chǔ)存器之間的降溫器，控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置于乙醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳感器來(lái)使兩個(gè)乙醇蒸汽發(fā)生器處于輪換輸送乙醇蒸汽的工作狀態(tài)。本發(fā)明的乙醇蒸汽發(fā)電裝置，采用熱水與乙醇進(jìn)行熱交換來(lái)產(chǎn)生乙醇蒸汽，同時(shí)通過(guò)設(shè)置于渦輪蒸汽機(jī)蒸汽排出管上的散熱器來(lái)調(diào)節(jié)乙醇蒸汽冷凝的溫度，不僅大大提高熱傳遞的效率，而且大大降低發(fā)電的成本，特別適合于住宅小區(qū)或小型企業(yè)的發(fā)電。
文檔編號(hào)F01K25/10GK102168587SQ201110086150
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者王承輝 申請(qǐng)人:王承輝