[发明专利]基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组及其实现方法

权利要求书

1.基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，包括至少一个由天然气压差发电系统、与天然气压差发电系统相连的太阳能加热发电系统组成的天然气压差发电转换系统，且所述天然气压差发电系统上连接有进气管和出气管。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，所述天然气压差发电系统包括串联在进气管和太阳能加热发电系统之间的透平膨胀机，均与透平膨胀机连接的减速器和换热器，以及与减速器相连的第一发电机，其中所述透平膨胀机还与出气管相连。

3.根据权利要求2所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，所述太阳能加热发电系统由依次连接的太阳能转化机组、工质循环系统和第二发电机组成；所述工质循环系统主要由依次连接相互构成回路的径流式膨胀机、冷凝器、循环泵和蒸发器组成，其中，径流式膨胀机与第二发电机相连，冷凝器连接于换热器上。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，所述太阳能转化机组主要由循环管道、均设置于该循环管道上的太阳能吸热板和保温层组成，其中，该循环管道还与蒸发器相连。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，下一个天然气压差发电转换系统通过其透平膨胀机上的进气管与上一个天然气压差发电转换系统内膨胀机上的出气管相连，从而构成机组。

6.根据权利要求5所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，所述透平膨胀机和径流式膨胀机的转轴上均设有具有润滑和降温功能的油路循环系统，该油路循环系统主要由通过油管相互连通为回路的油箱、油泵、单向阀、第一油冷却器、第一截止阀、第一油过滤器和第二油冷却器组成，其中，第一油过滤器和第二油冷却器之间的油管串联接通转轴上的油道。

7.根据权利要求6所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，其特征在于，所述第一油冷却器和第一截止阀之间还连通有第二油过滤器，第一截止阀和第一油过滤器之间还通过支路连通有蓄油器；第一油冷却器的输出端还通过并联溢流回路与油箱连通，该溢流回路由相互连通的与第一油冷却器连通的溢流阀和与油箱连通的第二截止阀组成；第二油过滤器的输出端还通过并联第三截止阀与油箱连通。

8.基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组的实现方法，其特征在于，包括以下两个部分：

天然气压差发电系统

（I）若太阳能加热发电系统工作，所述太阳能加热发电系统中的冷凝器将吸收后的热量用于加热换热器，并进入步骤（3）；若太阳能加热发电系统不工作，则进入下一步；

（II）换热器通过废热与天然气进行热交换，从而加热天然气，并进入步骤（4）；

（III）换热器通过冷凝器吸收的热量与天然气进行热交换，从而将天然气进行加热，并进入下一步；

（IV）透平膨胀机通过加热后的天然气做功，并通过减速器和第一发电机进行发电；

太阳能加热发电系统

（1）太阳能吸热板吸收太阳能使循环管道内的水工质升温，并由保温层减少热能损失；

（2）高温的水工质在蒸发器内与工质循环系统内的液体状的低沸点工质换热，使其汽化膨胀，形成高温高压的工质蒸汽；

（3）工质蒸汽由工质循环系统内部的动力输送进入径流式膨胀机，推动径流式膨胀机运动做功，带动太阳能发电机工作产生电能；

（4）工质蒸汽做功后压力降低，形成高温低压的工质蒸汽，进入冷凝器；

（5）工质蒸汽在冷凝器内与低温天然气换热，其自身冷凝为液体状的低压工质，而低温天然气被加热，温度升高；

（6）工质液体由循环泵加压后通入蒸发器内，完成一次循环。

9.根据权利要求8所述的基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组的实现方法，其特征在于，当天然气压差发电系统或/和太阳能加热发电系统工作时，油路循环系统也在工作，其工作步骤为：

（a）关闭第二截止阀和第三截止阀，打开第一截止阀，油泵提供动力，使油箱中的油在油管中循环；

（b）油通过单向阀进入第一油冷却器中冷却后输出，如输出压力大于油路压力标准值，则多余的油通过溢流回路回到油箱，在油路压力标准值范围内的油则进入第二油过滤器；

（c）油依次经过第二油过滤器、第一截止阀后分别进入蓄油器储存和第一油过滤器过滤；

（d）油经过第一油过滤器后进入膨胀机转轴上的油道；

（e）从油道出来的油经第二油冷却器后回到油箱，完成一个循环。