[发明专利]太阳能燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机，特别是涉及一种利用太阳能的燃气轮机。

背景技术

太阳能的利用通常是使用太阳能集热器将太阳能的辐射转换为热能，然后利用此收集的热能加热其它工质。但太阳能具有间歇性的特点，例如夜晚、阴雨天气无法收集到太阳能，导致太阳能使用不易。例如，太阳能发电系统需要针对太阳能的收集状况进行间歇式地运行。这将导致发电系统的利用率降低。

发明内容

有鉴于此，本文提出一种能够提高利用率的太阳能燃气轮机。

本文提出一种太阳能燃气轮机，包括太阳能集热器、涡轮和补燃装置。太阳能集热器用以加热流过所述太阳能集热器的空气以输出被加热的空气。涡轮通过涡轮工质通道与所述太阳能集热器流体相通从而通过所述涡轮工质通道接收欲在所述涡轮上做功的工质，在所述涡轮上做功的所述工质具有预定工质温度。补燃装置设置在所述涡轮工质通道上，当所述太阳能集热器输出的空气的温度低于所述预定工质温度时，所述补燃装置以燃烧的方式对所述太阳能集热器输出的空气进行加热从而提高所述工质的温度。

在一个实施例中，所述太阳能集热器与所述涡轮之间设置用于形成所述涡轮工质通道的输气管，所述补燃装置设置在所述输气管内。例如，所述输气管具有直径扩大部，所述补燃装置设置在所述直径扩大部内。

在一个实施例中，所述补燃装置包括由穿孔壁形成的燃烧腔以及向所述燃烧腔内供给燃料的燃料供给装置。

在一个实施例中，所述穿孔壁与所述输气管的管壁之间形成子通道，使得所述太阳能集热器输出的一部分空气经由所述子通道进入所述涡轮。

在一个实施例中，所述太阳能集热器输出的空气能够达到的最大温度等于或者低于所述预定工质温度。

在一个实施例中，所述太阳能燃气轮机包括与所述太阳能集热器流体相通的压气机，流过所述太阳能集热器的所述空气来自于所述压气机。

在一个实施例中，通过所述涡轮工质通道接收的工质为第一工质，所述太阳能燃气轮机还包括作为第二工质的蒸汽，所述涡轮包括第一工质涡轮部和第二工质涡轮部，所述第一工质在所述第一工质涡轮部上做工，所述蒸汽在所述第二工质涡轮部上，所述太阳能燃气轮机还包括蒸汽回收装置，以将所述蒸汽回收并再次注入到所述第二工质涡轮部上做工，所述第一工质涡轮部和第二工质涡轮部是沿着所述涡轮的旋转方向进行划分的，使得每个涡轮部在所述涡轮上的具体部位随着所述涡轮的旋转而不断变化。

本文还提出一种太阳能燃气轮机，包括压气机、太阳能集热器、涡轮、补燃装置和旁通流道。所述压气机用以压缩空气并具有出气部。太阳能集热器与所述压气机的出气部连接，用以加热流过所述太阳能集热器的压缩空气。涡轮通过涡轮工质通道与所述太阳能集热器连接并通过所述涡轮工质通道接收欲在所述涡轮上做功的工质，在所述涡轮上做功的所述工质具有预定工质温度。补燃装置设置在所述涡轮工质通道上，当所述涡轮工质通道内的工质的温度低于所述预定工质温度时，所述补燃装置以燃烧的方式加热所述涡轮工质通道内的工质。旁通流道连接在所述压气机的出气部与所述补燃装置的进气部之间，所述压气机的出气部设有阀门，用以控制所述压气机的压缩空气输入所述太阳能集热器或经所述旁通流道输向所述补燃装置。

在一个实施例中，当所述太阳能集热器输出的空气的温度低于所述预定工质温度但不低于一预设的最低空气温度时，所述阀门控制所述压气机的压缩空气输入所述太阳能集热器；当所述太阳能集热器输出的空气的温度低于所述预设的最低空气温度时，所述阀门控制所述压气机的压缩空气经所述旁通流道输向所述补燃装置。

综上所述，本文提出的太阳能燃气轮机中，在太阳能集热器输出的空气能够满足预定工质温度时，直接由被所述太阳能集热器加热的空气作为涡轮工质，不需要利用补燃装置对涡轮工质进行加热。而当太阳能集热器输出的空气的温度不足时，补燃装置对此时的空气进行加热，以使涡轮工质维持在预定温度。如此，即使在阳光不强的情况下或者太阳能集热器在运行一段时间后其输出的空气的温度达不到预定工质温度，其仍然可以利用补燃装置进行加热以达到预定的涡轮工质温度从而实现较高的燃气轮机效率，也从而增加了太阳能集热器的热能的利用率。而且，在一些实施例中，当太阳能集热器不工作时，压气机提供的压缩空气可以不经过太阳能集热器而经过旁通流道进入补燃装置，不影响燃气轮机的正常运作，从而提高了燃气轮机系统的利用率。

附图说明

图1是太阳能燃气轮机的一个实施例的示意图。

图2是图1中的补燃装置的一个实施例的示意图。