CN111550376B - 一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统及方法。抛物面槽式太阳能集热器的导热油出口与锅炉连接,锅炉的导热油出口与抛物面槽式太阳能集热器连接;锅炉的氨水工质出口与分离器连接,分离器与第一分流器连接,分离器与回热器连接,回热器的混合液出口与锅炉连接;第一分流器与汽轮机连接,汽轮机的乏汽出口与第三分流器连接,第三分流器与高压冷凝器的入口连接,高压冷凝器与回热器连接;第一分流器的气体出口与冷凝器连接,冷凝器与第二分流器连接,第二分流器的出口与第三分流器连接。通过第一分流器、第二分流器、第三分流器合理分流,可以使系统在四种运行模式下运行,即单独发电模式、单独制冷模式、功冷联供模式和增强发电模式。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域,具体涉及一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统及方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
在可再生能源中,太阳能是一种取之不尽、用之不竭、安全清洁的能源,抛物面槽式太阳能集热器(PTSC)是有效收集太阳能的一种装置,它可以实现将低热流密度的太阳能转化为高热流密度的传热介质的能量,传热介质的最高可达400℃,收集的能量可用于发电、制冷、海水淡化等。但是太阳能利用的缺点是太阳辐射强度不稳定,随昼夜、天气和季节变化,当太阳辐射强度变化时,太阳能集热器得到的有效能量变化导致供冷系统和供电系统的输入和输出产生不匹配,影响供冷和供电的正常运行。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统及方法。
为了解决以上技术问题,本发明的技术方案为:
第一方面,一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统,包括抛物面槽式太阳能集热器(PTSC)、锅炉、回热器、分离器、高压冷凝器、第一分流器、汽轮机、冷凝器、第二分流器、第三分流器;
抛物面槽式太阳能集热器的导热油出口与锅炉连接,锅炉的导热油出口与抛物面槽式太阳能集热器连接;
锅炉的氨水工质出口与分离器连接,分离器的富氨蒸汽出口与第一分流器连接,分离器的贫氨液体出口与回热器连接,回热器的混合液出口与锅炉连接;
第一分流器的气体出口与汽轮机连接,汽轮机的乏汽出口与第三分流器连接,第三分流器与高压冷凝器的入口连接,高压冷凝器的冷凝液出口与回热器连接;
第一分流器的气体出口与冷凝器连接,冷凝器的液体出口与第二分流器连接,第二分流器的出口与第三分流器连接。
本发明提供了一种以氨水为制冷剂的太阳能驱动的供冷联供系统。通过第一分流器、第二分流器和第三分流器三个分流器的合理分流可以使系统在四种运行模式下运行,即单独发电模式、单独制冷模式、功冷联供模式和利用制冷量增强发电量模式。
第二方面,利用上述的系统的一种太阳能驱动的可调性功冷联供的方法,抛物面槽式太阳能集热器将太阳能的热量传递给传热介质,传热介质进入锅炉中加热氨水,氨水蒸发汽化,进入分离器,在分离器中分为富氨蒸汽和贫氨溶液,富氨蒸汽经过第一分流器分流后进入汽轮机做功,做功后得到的乏汽进入第一混合器与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的氨水溶液由第三分流器引至高压冷凝器,经过冷凝后进入回热器,经过回热器加热后返回锅炉。
本发明的有益效果:
(1)在同一个系统中,通过第一分流器、第二分流器、第三分流器合理分流,可以使系统在四种运行模式下运行,即单独发电模式、单独制冷模式、功冷联供模式和增强发电模式。
(2)在功冷联供模式下,功冷比可变,可以根据需求选择合适的功冷比。通过分流器控制进入汽轮机和冷凝器的富氨蒸汽的流量比,可以使汽轮机的发电量与制冷循环的制冷量的比例发生变化。当进入汽轮机的蒸汽流量为零时,进入单独制冷模式;当进入冷凝器的蒸汽流量为零时,进入单独发电模式。在夏季时,冷量需求量大,可以通过分流器调大进入冷凝器的富氨蒸汽的流量,从而获得更大的制冷量。
(3)可以根据季节变化选择合适的运行模式。太阳能辐射能具有季节性不均匀的特点,夏季平均太阳辐射强,太阳能集热器能够接受更多的太阳辐射能,同时夏季冷量需求量大,所以可以采用功冷联供模式,在发电的同时制取冷量;冬季平均太阳辐射较弱,而且没有冷量需求,此时可以利用制冷循环制取的冷量冷却汽轮机出口的乏汽,降低汽轮机的背压,提高发电效率,增加发电量。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的总体系统结构图;
图2为实施例1的单独发电系统结构图;
图3为实施例2的单独制冷系统结构图;
图4为实施例3的供冷联供系统结构图;
图5为实施例4的增强发电系统结构图;
其中,1、抛物面槽式太阳能集热器,2、锅炉,3、回热器,4、分离器,5、第一分流器,6、汽轮机,7、冷凝器,8、第一节流阀,9、第一混合器,10、第二节流阀,11、第二分流器,12、蒸发器,13、第一工质泵,14、高压冷凝器,15、第二混合器,16、第三分流器,17、过冷器,18、第二工质泵,19、冷却器,20、油泵。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
第一方面,一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统,包括抛物面槽式太阳能集热器(PTSC)、锅炉、回热器、分离器、高压冷凝器、第一分流器、汽轮机、冷凝器、第二分流器、第三分流器;
抛物面槽式太阳能集热器的导热油出口与锅炉连接,锅炉的导热油出口与抛物面槽式太阳能集热器连接;
锅炉的氨水工质出口与分离器连接,分离器的富氨蒸汽出口与第一分流器连接,分离器的贫氨液体出口与回热器连接,回热器的混合液出口与锅炉连接;
第一分流器的气体出口与汽轮机连接,汽轮机的乏汽出口与第三分流器连接,第三分流器与高压冷凝器的入口连接,高压冷凝器的冷凝液出口与回热器连接;
第一分流器的气体出口与冷凝器连接,冷凝器的液体出口与第二分流器连接,第二分流器的出口与第三分流器连接。
如图1所示,通过第一分流器的调节,可以调节富氨蒸汽是否进入汽轮机和冷凝器,也就是说富氨蒸汽可以单独进入汽轮机,也可以单独进入冷凝器,也可以同时进入汽轮机和冷凝器。图1中虚线表示不同方式的调节的连接或着不连接之间的切换。
太阳能利用的缺点是太阳辐射强度不稳定,随昼夜,天气和季节变化。本发明的系统和方法,可以实现不同的循环形式(供冷模式或供电模式或联供模式、增强发电模式)之间的切换,使集热量与需求量相匹配。在夏季时,太阳平均辐射强度较高,集热器可以收集更多的能量,同时,夏季对冷量的需求较大,这时采用图4的循环流程,分离器出口的富氨蒸汽一部分进入汽轮机发电,一部分进入冷凝器,经过冷凝、节流和蒸发后将冷量传给冷冻水,实现功冷联供,发电量和制冷量的比例可调,当冷量需求变大时,使更多的富氨蒸汽进入冷凝器管路即可。
在春、秋季,尤其在冬季,太阳平均辐射强度较弱,集热器集热量较少,同时没有冷量需求,可以采用图5所示系统,分离器出来富氨蒸汽大部分进入汽轮机发电,小部分进入冷凝器,经过第二节流阀节流到中间压力后进入低压吸收器蒸汽汽化,吸收热量,这样可以使低压吸收器在较低的压力和温度下工作,即可以使来自混合器的溶液在较低的温度和压力下冷凝,可以降低汽轮机的乏汽压力,增大汽轮机的压比,使汽轮机做功量增加,从而使系统的发电量增加。牺牲部分冷量用于增强发电。
该系统可以在较低的分离器出口温度和压力(汽轮机的出口温度和压力)下运行,且在相同的运行条件下,较传统的KCS-11做功量更多。
高压冷凝器是将混合液冷凝成液体。因为混合器出口是氨水溶液和氨水蒸汽的混合液,要对其加压之前须先成为液体,否则溶液泵耗功量会增加。
在本发明的一些实施方式中,还包括第一混合器、第一节流阀,汽轮机的乏汽出口与第一混合器连接,回热器的贫氨溶液出口与第一节流阀连接,第一节流阀的贫氨溶液出口与第一混合器连接。
在回热器中,基础溶液与贫氨溶液进行换热,基础溶液的温度升高,贫氨溶液的温度降低,在分离器出口,基础溶液被分离后被分为富氨蒸汽和贫氨溶液。
在本发明的一些实施方式中,还包括蒸发器,第二分流器的液体出口与蒸发器连接,蒸发器的出口与第一混合器连接。富氨蒸汽经过冷凝器冷凝成液体后进入节流器节流降压,然后进入蒸发器蒸发吸收热量。
在本发明的一些实施方式中,还包括冷却器、过冷器,第三分流器的氨水溶液出口与过冷器连接,过冷器的氨水溶液出口与冷却器连接,第二分流器的冷凝液出口与冷却器的换热介质入口连接,冷却器的氨水溶液出口与过冷器连接,过冷器的换热介质出口与高压冷凝器连接。
在冷却器中,来自第二节流阀的氨水溶液蒸发吸收热量,使来自过冷器的氨水溶液温度降低。在过冷器中,来自第一混合器的氨水溶液与经过冷却器降温的溶液换热。
过冷器对第一混合器的氨水液体(贫氨溶液和汽轮机的乏汽混合后的氨水液体)进行冷却,冷却器中,过冷器的氨水溶液和第二分流器的氨水溶液(冷凝器中富氨蒸汽冷凝后的氨水溶液)进行换热,氨水溶液中产生氨蒸汽,氨蒸汽进入第二混合器与氨水液体混合,氨水液体再经过过冷器进行加热,然后进入第二混合器。过冷器实际是起到回热的作用,来自第一混合器的氨水溶液经过过冷器冷却后再进入冷却器冷凝,冷凝后的液体经过加压后进入过冷器加热。先经过过冷器冷却的好处在于可以减小冷却器的负荷,较小流量的来自第二节流阀的溶液蒸发吸收的热量就可以使冷却器出口的氨水液体冷却到较低的温度。氨水属于混合工质,其特点是变温蒸发和变温冷凝,冷却器出口的氨水液体温度是比入口的温度低的。
冷却器是起到换热的作用。来自过冷器的氨水溶液经过换热后已经处于过冷状态,在冷却器中温度继续降低。来自第二节流阀的氨水溶液在较低的温度下蒸发(0℃左右)吸收热量,温度升高。
在本发明的一些实施方式中,还包括第二混合器,第二混合器设置在过冷器与高压冷凝器连接的管道上,过冷器的氨水溶液出口与第二混合器连接,冷却器的换热介质出口与第二混合器连接,第二混合器的混合液出口与高压冷凝器连接。
在本发明的一些实施方式中,还包括第二节流阀,冷凝器的液体出口与第二节流阀连接,第二节流阀的液体出口与第二分流器连接。第二节流阀对冷凝器产生的氨水溶液进行节流降压。
在本发明的一些实施方式中,还包括油泵、第一工质泵、第二工质泵,油泵的进口与锅炉连接,油泵的出口与抛物面槽式太阳能集热器连接,第一工质泵的入口与高压冷凝器连接,第一工质泵的出口与回热器连接,第二工质泵的入口与冷却器连接,第二工质泵的出口与过冷器连接。
第二方面,利用上述的系统的一种太阳能驱动的可调性功冷联供的方法,供电方法为:抛物面槽式太阳能集热器将太阳能的热量传递给传热介质,传热介质进入锅炉中加热氨水,氨水蒸发汽化,进入分离器,在分离器中分为富氨蒸汽和贫氨溶液,富氨蒸汽经过第一分流器分流后进入汽轮机做功,做功后得到的乏汽进入第一混合器与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的氨水溶液由第三分流器引至高压冷凝器,经过冷凝后进入回热器,经过回热器加热后返回锅炉。
这是单独发电方法,富氨蒸汽进入汽轮机做功进行发电,得到的乏汽进入混合器后与经过第一节流阀节流降压后的贫氨溶液混合,然后进行高压冷凝器冷凝后,经过回热器返回锅炉。
在本发明的一些实施方式中,供冷方法为:第一分流器的富氨蒸汽进入冷凝器进行冷凝得到的液体依次进入第二节流阀节流降压后进入第二分流器,经过第二分流器分流后进入蒸发器进行蒸发,蒸发得到的气体与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,通过第三分流器分流后进入高压冷凝器进行冷凝,冷凝后进入回热器进行加热,加热后返回锅炉。
这是单独制冷方法。富氨蒸汽通过第一分流器全部流入冷凝器中。
在本发明的一些实施方式中,联供的方法为:第一分流器的富氨蒸汽分别进入汽轮机和冷凝器,在汽轮机中做功后的乏汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液在第一混合器中混合,冷凝器进行冷凝得到的液体依次进入第二节流阀节流降压后进入第二分流器,经过第二分流器分流后进入蒸发器进行蒸发,蒸发得到的气体进入第一混合器中进行混合,第一混合器得到的混合液通过第三分流器分流后进入高压冷凝器进行冷凝,冷凝后进入回热器进行加热,加热后返回锅炉。
这是联供方法,富氨蒸汽分别进入汽轮机和冷凝器。
在本发明的一些实施方式中,增强发电的方法:第一分流器的富氨蒸汽分别进入汽轮机和冷凝器,在汽轮机中做功后的乏汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的氨水溶液由第三分流器引至过冷器,然后进入冷却器,被经过第二节流阀降压后的氨水溶液蒸发产生的冷量冷却,冷却后的溶液被第二工质泵压到中间压力并被过冷器加热后进入第二混合器来自冷却器的氨蒸汽混合,混合后的溶液进入高压冷凝器中冷凝,冷凝后的溶液经第一工质泵加压和回热器加热后重新回到锅炉。
这是增强发电方法,富氨蒸汽分别进入汽轮机和冷凝器,相比于联供方法,并没有蒸发器。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图2所示,单独发电系统的结构图,包括抛物面槽式太阳能集热器1(PTSC)、锅炉2、回热器3、分离器4、高压冷凝器14、第一分流器5、汽轮机6、第三分流器 16、第一混合器9、第一节流阀8、第一工质泵13、油泵20;抛物面槽式太阳能集热器1的导热油出口与锅炉2连接,锅炉2的导热油出口通过油泵20与抛物面槽式太阳能集热器1连接;锅炉2的氨水工质出口与分离器4连接,分离器4的富氨蒸汽出口与第一分流器5连接,分离器4的贫氨液体出口与回热器3连接,回热器3的混合液出口与锅炉2连接,回热器3的贫氨液体出口与第一节流阀8连接,第一节流阀8 与第一混合器9连接;第一分流器5的气体出口与汽轮机6连接,汽轮机6的乏汽出口与第一混合器9连接,第一混合器9与第三分流器16连接,第三分流器16与高压冷凝器14的入口连接,高压冷凝器14的冷凝液出口通过第一工质泵13与回热器3 连接。
相比于图1当第一分流器5流向冷凝器的管道(虚线)关闭,流向汽轮机6的管道(实线)开启,同时第三分流器16流向过冷器17的管道(实线)关闭,流向高压冷凝器14的管道(虚线)开启时,系统处于单独发电形式。
抛物面槽式太阳能集热器(PTSC)通过反射镜将入射的太阳光线反射到位于焦线上的接收器上,然后接收器将热量传递给其内部流动的传热介质,传热介质多使用导热油,导热油流出集热器,通过锅炉将热量传递给氨水工质,使氨水蒸发汽化,换热降温后的导热油重新回到集热器,获取太阳辐射热量。在锅炉中蒸发汽化的氨水溶液首先进入分离器,在分离器中分为富氨蒸汽和贫氨溶液,第一分流器将富氨蒸汽引入汽轮机,在汽轮机中做功的乏汽与经过回热器放热和第一节流阀降压后的贫氨溶液在第一混合器中混合,混合后的溶液由第三分流器分流至高压冷凝器中冷凝,冷凝后的溶液经第一工质泵加压和回热器加热后重新回到锅炉,完成循环。
实施例2
如图3所示,单独制冷系统的结构包括抛物面槽式太阳能集热器1(PTSC)、锅炉2、回热器3、分离器4、高压冷凝器14、第一分流器5、冷凝器7、第二分流器11、第三分流器16,第二节流阀10、第一节流阀8、蒸发器12、第一混合器9,抛物面槽式太阳能集热器1的导热油出口与锅炉2连接,锅炉2的导热油出口通过油泵20与抛物面槽式太阳能集热器1连接;锅炉2的氨水工质出口与分离器4连接,分离器4 的富氨蒸汽出口与第一分流器5连接,分离器4的贫氨液体出口与回热器3连接,回热器3的混合液出口与锅炉2连接,回热器3的贫氨液体出口与第一节流阀8连接,第一节流阀8与第一混合器9连接;第一分流器5的气体出口依次与冷凝器7、第二节流阀10、第二分流器11、蒸发器12、第一混合器9连接;第一混合器9依次与第三分流器16、高压冷凝器14、第一工质泵13、回热器3连接。
相比于图1,第一分流器5流向冷凝器7的管道(虚线)开启,流向汽轮机6的管道(实线)关闭,第二分流器11流向蒸发器12的管道(虚线)开启,流向冷却器 19的管道(实线)关闭,同时第三分流器16流向过冷器17的管道(实线)关闭,流向高压冷凝器14的管道(虚线)开启时,系统处于单独制冷状态。
经锅炉加热的氨水溶液进入分离器后,被分为富氨蒸汽和贫氨溶液,富氨蒸汽由第一分流器引入汽轮机和冷凝器,通过控制富氨蒸汽进入汽轮机和冷凝器的流量可以控制系统的发电量和制冷量,在汽轮机中做功后的乏汽、在蒸发器中蒸发的氨蒸汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的溶液由第三分流器至高压冷凝器中冷凝,冷凝后的溶液经第一工质泵加压和回热器加热后重新回到锅炉,完成循环。
实施例3
如图4所示,为供冷联供的系统结构,包括抛物面槽式太阳能集热器1(PTSC)、锅炉2、回热器3、分离器4、高压冷凝器14、第一分流器5、汽轮机6、冷凝器7、第二分流器11、第三分流器16、第二节流阀10、第一节流阀8、蒸发器12、第一混合器9、第一工质泵13;
抛物面槽式太阳能集热器1的导热油出口与锅炉2连接,锅炉2的导热油出口通过油泵20与抛物面槽式太阳能集热器1连接;锅炉2的氨水工质出口与分离器4连接,分离器4的富氨蒸汽出口与第一分流器5连接,分离器4的贫氨液体出口与回热器3连接,回热器3的混合液出口与锅炉2连接,回热器3的贫氨液体出口与第一节流阀8连接,第一节流阀8与第一混合器9连接。
第一分流器5的气体出口分别与汽轮机6和冷凝器7连接,冷凝器7依次与第二节流阀10、第二分流器11、蒸发器12连接,蒸发器12和汽轮机6分别与第一混合器9连接,第一混合器9依次与第三分流器16、高压冷凝器14、第一工质泵13、回热器3连接。
相比于图1,当第一分流器5流向汽轮机6和冷凝器7的管道都打开,第二分流器流11向蒸发器12的管道(虚线)开启,流向冷却器19的管道(实线)关闭,同时第三分流器16流向过冷器17的管道(实线)关闭,流向高压冷凝器14的管道(虚线)开启时,系统处于功冷联供状态,即系统同时向外界输出功和冷量。
具体供冷联供的方法为:经锅炉加热的氨水溶液进入分离器后,被分为富氨蒸汽和贫氨溶液,富氨蒸汽由第一分流器引入汽轮机和冷凝器,通过控制富氨蒸汽进入汽轮机和冷凝器的流量可以控制系统的发电量和制冷量,在汽轮机中做功后的乏汽、在蒸发器中蒸发的氨蒸汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的溶液由第三分流器流至高压冷凝器中冷凝,冷凝后的溶液经第一工质泵加压和回热器加热后重新回到锅炉,完成循环。
实施例4
如图5所示,为增强发电的系统结构,包括抛物面槽式太阳能集热器1(PTSC)、锅炉2、回热器3、分离器4、高压冷凝器14、第一分流器5、汽轮机6、冷凝器7、第二分流器11、第三分流器16、第二节流阀10、第一节流阀8、第一混合器9、第一工质泵13、过冷器17、冷却器19、第二工质泵18、第二混合器15;
抛物面槽式太阳能集热器1的导热油出口与锅炉2连接,锅炉2的导热油出口通过油泵20与抛物面槽式太阳能集热器1连接;锅炉2的氨水工质出口与分离器4连接,分离器4的富氨蒸汽出口与第一分流器5连接,分离器4的贫氨液体出口与回热器3连接,回热器3的混合液出口与锅炉2连接,回热器3的贫氨液体出口与第一节流阀8连接,第一节流阀8与第一混合器9连接。
第一分流器5的气体出口分别与汽轮机6和冷凝器7连接,冷凝器7依次与第二节流阀10、第二分流器11、冷却器19连接,汽轮机6与第一混合器9连接,第一混合器9依次与第三分流器16、过冷器17连接,过冷器17的氨水液体出口与冷却器 19连接,冷却器19的氨水液体出口与过冷器17连接,过冷器17的氨水溶液出口与第二混合器15连接,冷却器19的换热介质出口与第二混合器15连接,第二混合器 15与高压冷凝器14连接。
相比于图1,第一分流器5流向汽轮机6和冷凝器7的管道都打开,第二分流器 11流向蒸发器12的管道(虚线)关闭,流向冷却器19的管道(实线)开启,同时第三分流器16流向过冷器17的管道(实线)开启,流向高压冷凝器14的管道(虚线) 关闭时,系统处于增强发电状态,即用制冷循环产生的冷量用来冷却汽轮机的乏汽,从而降低汽轮机的背压,提高汽轮机的发电量。
具体的增强发电的方法为:经锅炉加热的氨水溶液进入分离器后,被分为富氨蒸汽和贫氨溶液,富氨蒸汽由第一分流器引入汽轮机和冷凝器,在汽轮机中做功后的乏汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的氨水溶液由第三分流器引至过冷器,然后进入冷却器,被经过第二节流阀节流降压后的氨水溶液蒸发产生的冷量冷却,冷却后的氨水溶液被第二工质泵加压到中间压力并被过冷器加热后进入第二混合器与来自冷却器的氨蒸汽混合,混合后的溶液进入高压冷凝器中冷凝,冷凝后的溶液经第一工质泵加压和回热器加热后重新回到锅炉,完成循环。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种太阳能驱动的可调性功冷联供系统,其特征在于:包括抛物面槽式太阳能集热器、锅炉、回热器、分离器、高压冷凝器、第一分流器、汽轮机、冷凝器、第二分流器、第三分流器;
抛物面槽式太阳能集热器的导热油出口与锅炉连接,锅炉的导热油出口与抛物面槽式太阳能集热器连接;
锅炉的氨水工质出口与分离器连接,分离器的富氨蒸汽出口与第一分流器连接,分离器的贫氨液体出口与回热器连接,回热器的混合液出口与锅炉连接;
第一分流器的气体出口与汽轮机连接,汽轮机的乏汽出口与第三分流器连接,第三分流器与高压冷凝器的入口连接,高压冷凝器的冷凝液出口与回热器连接;
第一分流器的气体出口与冷凝器连接,冷凝器的液体出口与第二分流器连接,第二分流器的出口与第三分流器连接;
所述太阳能驱动的可调性功冷联供系统还包括冷却器、过冷器,第三分流器的氨水溶液出口与过冷器连接,过冷器的氨水溶液出口与冷却器连接,第二分流器的冷凝液出口与冷却器的换热介质入口连接,冷却器的氨水溶液出口与过冷器连接,过冷器的混合液出口与高压冷凝器连接。
2.如权利要求1所述的太阳能驱动的可调性功冷联供系统,其特征在于:还包括第一混合器、第一节流阀,汽轮机的乏汽出口与第一混合器连接,回热器的贫氨溶液出口与第一节流阀连接,第一节流阀的贫氨溶液出口与第一混合器连接。
3.如权利要求2所述的太阳能驱动的可调性功冷联供系统,其特征在于:还包括蒸发器,第二分流器的液体出口与蒸发器连接,蒸发器的出口与第一混合器连接。
4.如权利要求1所述的太阳能驱动的可调性功冷联供系统,其特征在于:还包括第二混合器,第二混合器设置在过冷器与高压冷凝器连接的管道上,过冷器的氨水溶液出口与第二混合器连接,冷却器的换热介质出口与第二混合器连接,第二混合器的混合液出口与高压冷凝器连接。
5.如权利要求1所述的太阳能驱动的可调性功冷联供系统,其特征在于:还包括第二节流阀,冷凝器的液体出口与第二节流阀连接,第二节流阀的液体出口与第二分流器连接。
6.如权利要求1所述的太阳能驱动的可调性功冷联供系统,其特征在于:还包括油泵、第一工质泵、第二工质泵,油泵的进口与锅炉连接,油泵的出口与抛物面槽式太阳能集热器连接,第一工质泵的入口与高压冷凝器连接,第一工质泵的出口与回热器连接,第二工质泵的入口与冷却器连接,第二工质泵的出口与过冷器连接。
7.一种太阳能驱动的可调性功冷联供的方法,其特征在于:应用权利要求1-6任一所述的太阳能驱动的可调性功冷联供系统,供电方法为:抛物面槽式太阳能集热器将太阳能的热量传递给传热介质,传热介质进入锅炉中加热氨水,氨水蒸发汽化,进入分离器,在分离器中分为富氨蒸汽和贫氨溶液,富氨蒸汽经过第一分流器分流后进入汽轮机做功,做功后得到的乏汽进入第一混合器与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的氨水溶液由第三分流器引至高压冷凝器,经过冷凝后进入回热器,经过回热器加热后返回锅炉。
8.如权利要求7所述的太阳能驱动的可调性功冷联供的方法,其特征在于:供冷方法为:第一分流器的富氨蒸汽进入冷凝器进行冷凝得到的液体依次进入第二节流阀节流降压后进入第二分流器,经过第二分流器分流后进入蒸发器进行蒸发,蒸发得到的气体与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,通过第三分流器分流后进入高压冷凝器进行冷凝,冷凝后进入回热器进行加热,加热后返回锅炉;
或,联供的方法为:第一分流器的富氨蒸汽分别进入汽轮机和冷凝器,在汽轮机中做功后的乏汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液在第一混合器中混合,冷凝器进行冷凝得到的液体依次进入第二节流阀节流降压后进入第二分流器,经过第二分流器分流后进入蒸发器进行蒸发,蒸发得到的气体进入第一混合器中进行混合,第一混合器得到的混合液通过第三分流器分流后进入高压冷凝器进行冷凝,冷凝后进入回热器进行加热,加热后返回锅炉。
9.如权利要求7所述的太阳能驱动的可调性功冷联供的方法,其特征在于:增强发电的方法:第一分流器的富氨蒸汽分别进入汽轮机和冷凝器,在汽轮机中做功后的乏汽与经过回热器降温和第一节流阀降压后的贫氨溶液混合,混合后的氨水溶液由第三分流器引至过冷器,然后进入冷却器,被经过第二节流阀降压后的氨水溶液蒸发产生的冷量冷却,冷却后的氨水溶液被第二工质泵压到中间压力并被过冷器加热后进入第二混合器来自冷却器的氨蒸汽混合,混合后的溶液进入高压冷凝器中冷凝,冷凝后的溶液经第一工质泵加压和回热器加热后重新回到锅炉。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1948864A (zh) * | 2005-10-13 | 2007-04-18 | 中国科学院工程热物理研究所 | 功-冷联供的跨寂态正逆耦合热力循环系统及方法 |
CN102242985A (zh) * | 2010-05-12 | 2011-11-16 | 中国科学院工程热物理研究所 | 混合工质功冷联供热力循环系统及方法 |
WO2014086946A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Nuovo Pignone Srl | A concentrated solar thermal power plant and method |
CN105402926A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-03-16 | 西安交通大学 | 一种冷电联供系统及基于该系统的制冷、发电及冷电联供方法 |
CN110906567A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-24 | 华南理工大学 | 一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1948864A (zh) * | 2005-10-13 | 2007-04-18 | 中国科学院工程热物理研究所 | 功-冷联供的跨寂态正逆耦合热力循环系统及方法 |
CN102242985A (zh) * | 2010-05-12 | 2011-11-16 | 中国科学院工程热物理研究所 | 混合工质功冷联供热力循环系统及方法 |
WO2014086946A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Nuovo Pignone Srl | A concentrated solar thermal power plant and method |
CN105402926A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-03-16 | 西安交通大学 | 一种冷电联供系统及基于该系统的制冷、发电及冷电联供方法 |
CN110906567A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-24 | 华南理工大学 | 一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法 |
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