[发明专利]带补燃装置的太阳能吸热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，具体的说，本发明涉及一种带补燃装置的太阳能吸热器。

背景技术

太阳能热动力发电主要由聚集器、吸热器和热机组成。吸热器吸收由聚集器汇聚的高密度太阳能流，加热高压空气。然后高温高压工质驱动热机，热机带动发电机转动，输出电功率。由于太阳能是一种自然资源，其能流密度随季节、时间和天气等因素随机变化，引起汇聚到吸热器的聚集太阳功率出现波动，导致吸热器空气出口参数(温度、压力)动态变化。动态变化的工质参数容易引起热机效率下降，产生机械振动，影响热机安全工作。

在中华人民共和国国家知识产权局网站上，查到与本发明相关的专利1项，具体信息如下：名称为太阳能—燃气混合型吸热器，专利号为ZL02293526.6，发明人为李斌、李安定、杨培尧、臧春城。该发明的属于太阳能热发电领域。由于太阳能的随机性和不稳定性，使太阳能热发电装置在纯太阳下的使用率比较低。采用旋流式燃气燃烧器与太阳热锅形吸收器结合成一个吸热腔体，在吸收器凹面前端布置有燃烧器。具有安装简便；不使用燃气时，太阳热的吸收率也有所提高，采用燃气燃烧时，燃烧效率高，燃烧可以稳定进行；亦可以同时打开燃气与太阳吸热器并列使用。具体结构见图1。

1)太阳能—燃气混合型吸热器，由燃烧器、吸热器、发动机等构成，其特征在于吸热器[B]为锅形，其凹面前端布置旋流式燃烧器[A]，燃烧器[A]和吸热器[B]两部分通过法兰[41]连接，组成吸热腔体[31]，吸热器[B]和发动机[C]之间采用法兰[42]连接。

2)根据权利要求1所述的太阳能—燃气混合型吸热器，其特征在于吸热器吸热面[53]上焊接有旋流扭鳍片和稳燃棒[51]。

3)根据权利要求1所示的太阳能—燃气混合型吸热器，其特征在于燃烧器环形燃气总管[37]上安装多个燃气喷嘴[62]，每个喷嘴外同轴套有预混管[63]，燃气喷嘴与燃气预混管二者之间留一定的间隙，燃气预混管轴线与环形旋流燃烧器的圆周方向和轴线呈一定角度，并伸入与燃烧器连接的锅形吸热器的相邻的两个鳍片之间。

从上述摘要及结构图可以看出，该太阳能—燃气吸热器主要技术特征为将燃烧器布置在吸热器腔体内部。在工质进入太阳能吸热器吸热之前进行燃烧升温，这样不利于提高系统效率。因为燃烧后的工质(实际上就是烟气)具有较高的温度，与太阳能吸热器的温度差较小，高温烟气从吸热器中吸收的热量非常有限，吸热器大部分热量从吸热器太阳光入口通过辐射形式散失。另一方面，采用燃气后高温烟气从吸热器换热，会推高吸热器的工作温度，增加吸热器的辐射散热损失。

发明内容

针对太阳能流密度随机变化导致吸热器工质出口参数波动的问题，本发明将吸热器出口工质分为两路，在其中一路的路径上配置一补然装置，根据吸热器工质实际出口参数与额定出口参数的差异，注入一定数量的燃气使其与该路空气燃烧放热，获得高温高压烟气，然后该路烟气与另一路空气混合，使混合气体参数达到工质额定参数要求，提高热机的工作效率和安全稳定性。

本发明提供的技术方案是：一种带补燃装置的太阳能吸热器，包括一吸收聚集太阳能流的吸热器，吸热器输入端连接至高压空气输入管路，吸热器的后端设置有补燃室，补燃室的一端连接至吸热器的输出端，补燃室充入燃气与吸热器输出端输出的经过吸热器加热的高压空气混合燃烧后，另一端通过管路连接输出至混合室；吸热器分设有与补燃室并联的管路直接连接在混合室上，并联的管路上设有控制阀门，控制直接进入混合室的经过吸热器加热的高压空气与经过补燃室燃烧的混合烟气成比例混合后，输出至后续驱动热机。

本发明提供了另一种技术方案为：一种带补燃装置的太阳能吸热器，包括一吸收聚集太阳能流的吸热器，吸热器输入端连接至高压空气输入管路，吸热器的后端设置有补燃室，补燃室的一端通过控制阀门连接至高压空气输入管路，补燃室充入燃气与高压空气输入管路输出的高压空气混合燃烧后，另一端通过管路连接输出至混合室；吸热器分设有与补燃室并联的管路直接连接在混合室上，混合室的经过吸热器加热的高压空气与经过补燃室燃烧的混合烟气成比例混合后，输出至后续驱动热机。

本发明的有益效果是：

本发明装置将燃烧室布置在吸热器后端，低温工质在在吸热器中吸热，这样有利于降低吸热器的工作温度，减小吸热器的辐射散热损失。另一方面，采用预热的工质进行燃烧，有利于提高燃烧速度和效率，提高系统效率。与现有技术相比，本发明主要有以下三个优点：