一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置及方法与流程

本发明属于斯特林发动机技术领域，具体涉及一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置及方法。

背景技术：

碟式斯特林发电装置野外发电运行时，当光强超过设计值，此时压力很有可能也已经达到上限，很有可能会使加热管或者吸热部件超温，目前在该情况下能采取的措施只有切除光斑，才能保证发电装置的安全可靠。但光斑的切除不仅会使发电装置的发电量瞬时下降，给电网造成波动，还使得切除光斑时间段内的太阳能无法得到利用，造成效率的下降。

技术实现要素：

为解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置及方法，其目的在于实现对加热管降温的同时，既能有效利用太阳能，还不会使发电中断，保证动力输出稳定。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以解决：

一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置，包括管道和集热腔，所述管道设置在集热腔内壁上，所述管道与冷却水源连通。

进一步地，还包括温度检测装置、控制器和电磁阀，所述温度检测装置用于检测加热管的温度，并将检测值传递给控制器，所述控制器接收检测值，将检测值与预设阈值比较，并根据比较结果控制电磁阀开闭，所述电磁阀用于控制管道与冷却水源的通断。

进一步地，所述温度检测装置和电磁阀有若干个，每个温度检测装置分别用于检测加热管不同区域对应的温度，每个电磁阀分别用于控制不同区域对应的管道与冷却水源的通断。

进一步地，若干所述管道均布在集热腔内壁上，所述管道的一端与发动机自有冷却水循环系统的出口连接，另一端与发动机自有冷却水循环系统的入口连接。

进一步地，所述集热腔内还设置有保温层。

进一步地，所述管道为不锈钢管道。

进一步地，所述管道焊接在集热腔内壁上。

进一步地，所述管道中一直有冷却水。

一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置的调节方法为，当加热管的温度超过预设阈值时，冷却水在管道内流动吸收热量。

进一步地，温度检测装置检测加热管的温度，并将检测值传递给控制器，所述控制器接收检测值，将检测值与预设阈值比较，当检测值大于预设阈值时，所述控制器控制电磁阀打开，所述电磁阀控制管道与冷却水源的连通，冷却水在管道内流动吸收热量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置，包括管道和集热腔，管道设置在集热腔内壁上，管道与冷却水源连通。当加热管管壁温度超过预设阈值时(即加热管壁温超过安全值)，控制器控制开启用于控制管道内水通断的电磁阀，使管道内部的水流动起来，集热腔内壁的温度迅速下降，集热腔内壁温度的下降将使得集热腔内壁与加热管的辐射换热量增加，进而降低加热管的温度，由此可见，当加热管管壁温度超温时，不需切除光斑、暂停发电装置的运行，使得运行更稳定，不会使发电中断，保证动力输出稳定。

进一步地，本发明冷却速度快，而且冷却水来自发动机自有冷却水循环系统，既供水方便，还能对管道内升温的水进行冷却，采用冷却水系统简单，易于实现。

进一步地，温度检测装置和电磁阀有若干个，每个温度检测装置分别用于检测加热管不同区域对应的温度，每个电磁阀分别用于控制不同区域对应的管道与冷却水源的通断，即管道冷却水的通水循环可以分区控制，该方式既可以使所有的管道通水循环，对整个加热管进行降温，也可以选择部分管道通水对加热管进行局部降温，以此来冷却超温的部位，而其它未超温的加热管所受影响较小，如此使得能量损失最小，集热效率最高。

本发明一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置的调节方法，温度检测装置检测加热管的温度，并将检测值传递给控制器，控制器接收检测值，将检测值与预设阈值比较，当检测值大于预设阈值时，控制器控制电磁阀打开，电磁阀控制管道与冷却水源的连通，冷却水在管道内流动吸收热量，这样的方法实现了自动控制，通过降低集热腔内壁的温度，以达到降低对应加热管管壁温度的目的，既能有效利用太阳能，还不会使发电中断，保证了输出的稳定。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中a-a向截面视图。

图中：1-管道；2-加热管；3-保温层；4-集热腔内壁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1和图2所示，作为本发明的某一优选实施例，一种适用于斯特林发动机加热管超温调节装置，包括管道1、温度检测装置、控制器、电磁阀和集热腔，优选的，管1为不锈钢管道，若干管道1均布焊接在集热腔内壁4上，管道1与冷却水源连通，优选的，管道1的一端与发动机自有冷却水循环系统的出口连接，另一端与发动机自有冷却水循环系统的入口连接，且管道1内一直有水。温度检测装置用于检测加热管2的温度，并将检测值传递给控制器，控制器接收检测值，将检测值与预设阈值比较，并根据比较结果控制电磁阀开闭，电磁阀用于控制管道1与冷却水源的通断。在集热腔内还设置有保温层3。

温度检测装置检测加热管2的温度，并将检测值传递给控制器，控制器接收检测值，将检测值与预设阈值比较，当检测值大于预设阈值时，控制器控制电磁阀打开，电磁阀控制管道1与冷却水源的连通，冷却水在管道1内流动吸收热量。当检测值小于预设阈值时，控制器控制电磁阀关闭，冷却水在管道1内停止流动循环。

本发明不需切除光斑、暂停发电装置的运行，使得运行更稳定。

作为本发明的某一具体实施例，在集热腔内壁均匀布置材质为不锈钢的钢管，钢管与内壁焊接连接，钢管与发动机的冷却散热系统接通，内部走工质水，其结构示意图如图1所示。正常工作时，钢管内有水，但由于控制该钢管内水通断的电磁阀不开启，故水是不流动的，能一定程度的起到保护集热腔内壁的作用。当光强达到设计值时，加热管管壁平均温度大约800℃，集热腔内壁温度约730℃。当光强超过设计值时，加热管管壁温度随之可能会超过预设阈值(安全值)，当控制系统检测到加热管壁温超过安全值，此时开启控制钢管内水通断的电磁阀，使内部的水流动起来，集热腔内壁的温度迅速下降。集热腔内壁温度的下降将导致内壁与加热管的辐射换热量增加，由此来降低加热管的温度。

如图2所示，并且不锈钢管道分区进行控制，每个区由一个电磁阀负责通断，由发动机控制系统对该电磁阀进行控制，该方式既可以使所有的不锈钢管道通水，对所有的加热管进行降温，也可以选择部分不锈钢管道通水对加热管进行局部降温，比如a区发生超温，可以优先选择与a区对应的不锈钢管道进行通水，以此来冷却超温的部位，而其它未超温的加热管所受影响较小，如此使得能量损失最小，集热效率最高。且冷却水来自斯特林发动机的冷却散热系统，冷却速度快，供水方便，还能对该钢管内升温的水进行冷却，故采用冷却水系统简单，易于实现。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。