CN107654344A - 一种太阳能光热发电‑供热联产系统 - Google Patents

一种太阳能光热发电‑供热联产系统 Download PDF

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季星癸
刘鸿继
季宁
季宁一
张喜东
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Abstract

本发明公开了一种太阳能光热发电‑供热联产系统，包括聚光集热系统、换热系统、发电系统、储热系统和辅助热源，聚光集热系统包括太阳能集热器，换热系统包括换热器、蒸汽发生器、导热油系统和汽水回路，发电系统包括汽轮机和发电机，导热油系统包括导热油回路，导热油回路依次经过太阳能集热器、蒸汽发生器和换热器，再通过导热油回流管道回到太阳能集热器，汽水回路依次经过换热器、蒸汽发生器和汽轮机，再通过汽水回流管回到换热器，汽轮机连接发电机，汽水回流管还通过管道与储热罐连接，辅助热源与储热罐连接，储热罐连接用户。本发明在利用太阳能发电的同时还能对用户进行供暖，能源利用效率高，节约了资源，降低了成本。

Description

一种太阳能光热发电-供热联产系统
技术领域
本发明专利涉及一种热电联产系统，具体涉及一种太阳能光热发电-供热联产系统。
背景技术
太阳能是一种清洁的可再生能源，取之不尽，用之不竭。我国是一个太阳能储量较丰富的国家，尤其是西北地区，如西藏、新疆、青海以及内蒙古地区，具有丰富的太阳能资源，再加上这些地人口密度较低，土地平坦，为建设光热电站提供了有利条件。在沙地、戈壁滩、荒漠地等建设太阳热发电电厂，不仅可以生产清洁的绿色能源，在冬季太阳光照不足的情况下，还可以为周边居民供暖。采用丰富而相对较为清洁的天然气作为辅助能源，对环境危害小，控制得当的话导热油的使用也不会对环境造成污染。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供了一种太阳能光热发电-供热联产系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种太阳能光热发电-供热联产系统，包括聚光集热系统、换热系统、发电系统、储热系统和辅助热源，所述聚光集热系统包括太阳能集热器，所述换热系统包括换热器、蒸汽发生器和导热油系统，所述发电系统包括汽轮机和发电机，所述储热系统为填充有储热材料的储热罐，所述导热油系统包括导热油回路，所述导热油回路依次经过所述太阳能集热器、蒸汽发生器和换热器，再通过导热油回流管道回到太阳能集热器，所述换热系统还包括汽水回路，所述汽水回路依次经过所述换热器、蒸汽发生器和汽轮机，再通过汽水回流管回到换热器，所述汽轮机连接所述发电机，所述汽水回流管还通过管道与所述储热罐连接，所述辅助热源与所述储热罐连接，所述储热罐连接用户。
作为优选，所述导油管回路上设有导热油泵和阀门。
作为优选，所述汽水回流管上刷油水泵和阀门。
作为优选，所述导热油回流管上还设有膨胀罐。
作为优选，所述膨胀罐的一端通过支管连接有排放罐，所述支管还与所述导热油回流管相连接。
作为优选，所述支管上设有阀门。
作为优选，导热油回流管上还连接有电加热器。
作为优选，所述辅助热源为锅炉。
作为优选，所述储热罐中的储热材料为硝酸盐。
作为优选，所述蒸汽发生器还通过旁路管道与所述汽水回流管相连接。
本发明的有益效果是：
本发明通过太阳能集热器对太阳能进行收集，然后通过导热油经换热器将热量传递到汽水回路，汽水回路中的水被导热油加热变成水蒸气，再由水蒸气推动汽轮机将热能转化为动能，汽轮机带动发电机发电，剩余的热量还可以有储热罐储存起来为用户供暖。本发明在利用太阳能发电的同时还能对用户进行供暖，并通过储热系统和辅助热源保证给用户提供24小时不间断的供暖，能源利用效率高，节约了资源，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记列表：
1-太阳能集热器；2-蒸汽发生器；3-换热器；4-汽轮机；5-发电机；6-水泵；7-汽水回流管；8-储热罐；9-膨胀罐；10-排放罐；11-导热油泵；12-导热油回流管；13-辅助热源；14-用户；15-旁路管道；16-支管；17-电加热器；18-阀门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1所示，一种太阳能光热发电-供热联产系统，包括聚光集热系统、换热系统、发电系统、储热系统和辅助热源13，聚光集热系统包括太阳能集热器1，换热系统包括换热器3、蒸汽发生器2和导热油系统，发电系统包括汽轮机4和发电机5，储热系统为填充有储热材料的储热罐8，导热油系统包括导热油回路，导热油回路依次经过太阳能集热器1、蒸汽发生器2和换热器3，再通过导热油回流管12道回到太阳能集热器1，换热系统还包括汽水回路，汽水回路依次经过换热器3、蒸汽发生器2和汽轮机4，再通过汽水回流管7回到换热器3，汽轮机4连接发电机5，汽水回流管7还通过管道与储热罐8连接，辅助热源13与储热罐8连接，储热罐8连接用户14。
太阳能集热器1由槽式抛物面反光镜、集热管以及太阳跟踪装置组成，集热管采用真空管，太阳跟踪装置可以根据太阳的方位和高度对反光镜的角度进行调节，考虑到余弦损失，太阳能集热器1采用南北布置方式。
导油管回路上设有导热油泵11和阀门18。汽水回流管7上刷油水泵6和阀门18。
导热油回流管12上还设有膨胀罐9，膨胀罐9的一端通过支管16连接有排放罐10，支管16还与导热油回流管12相连接。支管16上设有阀门18。
导热油回流管12上还连接有电加热器17，可以通过电加热器17对导热油进行预热。
辅助热源13为锅炉。储热罐8中的储热材料为硝酸盐。蒸汽发生器2还通过旁路管道15与汽水回流管7相连接，当汽轮机4不工作时，将热量直接用于供热。
聚光集热系统吸收太阳光，将光能转变为热能传给换热系统中的导热油。当导热油离开光场时，其中的热能将通过换热器3和蒸汽发生器2被转移到与汽水回路。交换热量后的导热油被送到膨胀罐9，当导热油离开膨胀罐9后将被导热油泵11推动返回光场。依据导热油的状态和定义的运行策略，可在进入光场前，流经一个电加热器17进行预热。
蒸汽发生器2相当于常规火力发电站的锅炉，导热油经过蒸汽发生器2和换热器3冷却后返回光场加热，给水经过换热器3加热然后在蒸汽发生器2中被加热为蒸汽进入汽轮机4将热能转化为汽轮机4的机械能，汽轮机4再带动发电机5发电。
在采暖期，可以对外供热，并同时将剩余热量储存起来，以供夜间采暖需求。采用硝酸盐储热方式。白天光场所产生的热量进去汽轮发电机5组做功发电，汽轮机4排汽热量的1／3用于供热，2／3进入储热系统进行储热。当天气不好，太阳能集热器1不能收集到足够的热量时，还可以通过辅助热源13来实现不间断的供热。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，包括聚光集热系统、换热系统、发电系统、储热系统和辅助热源，所述聚光集热系统包括太阳能集热器，所述换热系统包括换热器、蒸汽发生器和导热油系统，所述发电系统包括汽轮机和发电机，所述储热系统为填充有储热材料的储热罐，所述导热油系统包括导热油回路，所述导热油回路依次经过所述太阳能集热器、蒸汽发生器和换热器，再通过导热油回流管道回到太阳能集热器，所述换热系统还包括汽水回路，所述汽水回路依次经过所述换热器、蒸汽发生器和汽轮机，再通过汽水回流管回到换热器，所述汽轮机连接所述发电机，所述汽水回流管还通过管道与所述储热罐连接，所述辅助热源与所述储热罐连接，所述储热罐连接用户。
2.如权利要求1所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述导油管回路上设有导热油泵和阀门。
3.如权利要求1所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述汽水回流管上刷油水泵和阀门。
4.如权利要求1所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述导热油回流管上还设有膨胀罐。
5.如权利要求4所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述膨胀罐的一端通过支管连接有排放罐，所述支管还与所述导热油回流管相连接。
6.如权利要求5所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述支管上设有阀门。
7.如权利要求1-6任意一项所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，导热油回流管上还连接有电加热器。
8.如权利要求1所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述辅助热源为锅炉。
9.如权利要求1所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述储热罐中的储热材料为硝酸盐。
10.如权利要求1所述的太阳能光热发电-供热联产系统，其特征在于，所述蒸汽发生器还通过旁路管道与所述汽水回流管相连接。
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