CN113883029B - 一种光热和余热耦合发电系统 - Google Patents
一种光热和余热耦合发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113883029B CN113883029B CN202111021752.2A CN202111021752A CN113883029B CN 113883029 B CN113883029 B CN 113883029B CN 202111021752 A CN202111021752 A CN 202111021752A CN 113883029 B CN113883029 B CN 113883029B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- working medium
- heat
- photo
- thermal
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 46
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 9
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N pentafluoropropane Chemical compound FC(F)CC(F)(F)F MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
- F03G6/065—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a Rankine cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K27/00—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
- F24S40/20—Cleaning; Removing snow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光热和余热耦合发电系统，包括光热预热系统，余热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器、蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和第一工质泵，所述透平膨胀机用以驱动发电机运行；所述余热蒸发系统通过蒸发器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述光热预热系统通过预热器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述光热预热系统包括和第二工质泵、光热集热器和储热水箱；所述光热集热器上还设置有尘屑清理装置。本发明能够提高光热和余热的耦合发电效率，经济效益高；设置有尘屑清理装置，对光热集热器的清洁效果好。
Description
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种光热和余热耦合发电系统。
背景技术
目前我国每年的能源消耗量约40亿吨标煤，其中30％-60％的能量以余热的形式在不同行业被直接排放。国内温度在300℃以上的余热资源，市场已有成熟的余热锅炉+汽轮机回收技术方案。而温度在300℃以下的中低温余热，还没有市场普遍接受的成熟回收方案，对其实现高效回收利用具有重要节能减排意义。
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW的能量。
有机朗肯循环发电装置利用有机工质(如R134a、R245fa等)低沸点特性，在低温条件(80-300℃)下可以获得较高的蒸气压力，推动膨胀机做功，驱动发电机发电，从而实现低品位热能到高品位电能的转换。
太阳光伏发电能受气候、昼夜的影响很大，发电极不恒定。因此必须配有储能装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。目前虽然已经制成多种电池储能系统，但造价昂贵，且电池处理带来环境污染问题。
我国工业余热资源丰富，很多余热资源温度低，存在余热热发电效率低，利用困难的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种光热和余热耦合发电系统，能够提高光热和余热的耦合发电效率，经济效益高，且设置有尘屑清理装置，对光热集热器的清洁效果好。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种光热和余热耦合发电系统，包括光热预热系统，余热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器、蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和第一工质泵，所述透平膨胀机用以驱动发电机运行；所述余热蒸发系统通过蒸发器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述光热预热系统通过预热器与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述光热预热系统包括和第二工质泵、光热集热器和储热水箱；所述光热集热器的工质出口分别连接储热水箱和预热器的工质进口，所述储热水箱的工质出口也连接预热器的工质进口，所述预热器的工质出口连接第二工质泵的工质进口，所述第二工质泵的工质出口分别连接储热水箱和光热集热器的工质进口；所述光热集热器的工质出口和所述储热水箱的工质进口之间设置有第一调节阀，所述光热集热器的工质出口和所述预热器的工质进口之间设置有第二调节阀，所述储热水箱的工质出口和所述预热器的工质进口之间设置有第三截止阀，所述第二工质泵的工质出口和所述储热水箱的工质进口之间设置有第二截止阀，所述第二工质泵的工质出口和所述光热集热器的工质进口之间设置有第一截止阀；所述光热集热器上还设置有尘屑清理装置；所述光热集热器包括槽式镜面和吸热管，所述尘屑清理装置包括扇形板、导向杆和螺杆；所述导向杆通过支架跨设在所述槽式镜面上方，所述扇形板与所述导向杆水平滑动配合，所述扇形板上设置有与所述螺杆螺纹配合的螺孔，所述螺杆由第一电机驱动转动，以带动所述扇形板沿所述槽式镜面横移，所述扇形板的下方设置有清理所述槽式镜面的第一毛刷；所述吸热管的管壁上设置有若干吸热柱，所述吸热柱的下端穿过吸热管的管壁并进入吸热管的内部；若干所述吸热柱沿所述吸热管的轴向均匀分布，沿所述吸热管的周向等角度分布；所述扇形板上设置有横向贯通的转动腔，第二电机驱动中空滚筒在所述转动腔内转动，所述中空滚筒对应套设在所述吸热管外侧；所述中空滚筒的内壁上设置有清理吸热管的第二毛刷；所述中空滚筒的内部设置有若干空间螺旋状的螺旋槽，所述螺旋槽内设置有清理吸热柱的第三毛刷；所述螺旋槽的螺距与吸热柱沿吸热管轴向分布的间距相同，所述螺旋槽的个数与吸热柱沿吸热管的周向分布的个数相同。
进一步地，所述吸热柱的截面为菱形。
进一步地，所述扇形板的下方设置有弧形槽，所述弧形槽内水平滑动设置有弧形运动块；所述扇形板的一侧设置有驱动凸轮转动的第三电机；所述弧形运动块的一侧通过弹簧件与所述弧形槽的内壁弹性顶压，所述弧形运动块的另一侧与所述凸轮相抵；所述第一毛刷设置在所述弧形运动块的下弧面。
进一步地，所述扇形板的一侧设置有清洁水箱、环形管和弧形管；所述环形管对应套设在所述吸热管的外侧，所述环形管的内环侧设置有环向排列的若干第一喷水孔；所述弧形管的下方设置弧形排列的若干第二喷水孔；所述环形管和所述弧形管均与输水管的出水端连通，所述输水管的进水端依次连接水泵和所述清洁水箱。
进一步地，所述扇形板的一侧下边缘设置有刮板。
进一步地，所述蒸发器的工质出口和所述透平膨胀机的工质进口之间设置有透平阀门，所述蒸发器的工质出口和所述透平膨胀机的工质出口之间设置有透平旁通阀门。
进一步地，所述ORC发电装置中还设置有回热器，所述ORC发电装置中的工质依次经过回热器、冷凝器和第一工质泵，再返回所述回热器并进入预热器。
有益效果：本发明的一种光热和余热耦合发电系统，其有益效果如下：
1)光热预热系统和ORC发电装置内的预热器进行热量交换，余热蒸发系统和ORC发电装置内的蒸发器进行热量交换，从而实现光热和余热的耦合发电，经济效益高；
2)光热预热系统的储热水箱能够使光热集热器收集的热量持续加热预热器，使系统发电稳定，有效避免了光热发电的间断性；
3)光热预热系统内设置有光热集热器，光热集热器包括槽式镜面和吸热管，吸热管上设置有吸热柱，可以提升吸热管的吸热效果，光热集热器上还设置有尘屑清理装置，尘屑清理装置可以同时对槽式镜面和吸热管上的尘屑进行清理，使光热集热器保持良好地工作状态。
附图说明
附图1为本发明的系统连线图；
附图2为带有回热器的系统连线图；
附图3为尘屑清理装置的整体结构示意图一；
附图4为尘屑清理装置的整体结构示意图二；
附图5为中空滚筒的结构示意图；
附图6为弧形运动块和弧形槽的结构示意图；
附图7为环形管、弧形管、水泵和清洁水箱的连接示意图；
附图8为吸热柱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至8所述的一种光热和余热耦合发电系统，包括光热预热系统，余热蒸发系统和ORC发电装置。
所述ORC发电装置包括依次串联的预热器1、蒸发器2、透平膨胀机3、冷凝器5和第一工质泵6，所述透平膨胀机3用以驱动发电机4运行。
所述余热蒸发系统通过蒸发器2与ORC发电装置内有机工质进行热量交换，余热蒸发系统包括余热热源输入7和余热热源输出8，所述的余热蒸发系统的余热热源输入7出来的热源进入蒸发器2，对ORC发电装置的循环工质进行加热蒸发，然后通过余热热源返回8返回余热生产装置完成一个循环。余热热源可以是热水、蒸汽、工艺过程流体介质等。
所述光热预热系统通过预热器1与ORC发电装置内有机工质进行热量交换。
光热预热系统内的工质管路如附图1和2中所示，所述光热预热系统包括和第二工质泵9、光热集热器10和储热水箱11；所述光热集热器10的工质出口分别连接储热水箱11和预热器1的工质进口，所述储热水箱11的工质出口也连接预热器1的工质进口，所述预热器1的工质出口连接第二工质泵9的工质进口，所述第二工质泵9的工质出口分别连接储热水箱11和光热集热器10的工质进口，这里预热器1中的工质进出口均指代与光热预热系统内的工质管路相连通的工质进出口。
所述光热集热器10的工质出口和所述储热水箱11的工质进口之间设置有第一调节阀16，所述光热集热器10的工质出口和所述预热器1的工质进口之间设置有第二调节阀17，所述储热水箱11的工质出口和所述预热器1的工质进口之间设置有第三截止阀18，所述第二工质泵9的工质出口和所述储热水箱11的工质进口之间设置有第二截止阀15，所述第二工质泵9的工质出口和所述光热集热器10的工质进口之间设置有第一截止阀14。
所述的光热预热系统的循环工质为水。当储热水箱11进行热量储积时，打开第一截止阀14，第三截止阀18，关闭第二截止阀15，介质循环水在光热集热器10处吸收热量后，分别通过第一调节阀16和第二调节阀17进入预热器1和储热水箱11，再通过第二工质泵9，完成一个循环。当储热水箱11放热时，关闭第一截止阀14、第一调节阀16和第二调节阀17，打开第二截止阀15和第三截止阀18，循环水吸收储热水箱11释放的热量，将热量带到预热器1后进入泵9，完成一个循环。
所述光热集热器10上还设置有尘屑清理装置。
如附图3和4中所示，光热集热器10为槽式集热器，所述光热集热器10包括槽式镜面20和吸热管21，吸热管21跨设在槽式镜面20上方，循环水从吸热管21中通过并吸收槽式镜面20反射的光热。所述尘屑清理装置包括扇形板22、导向杆23和螺杆24，槽式镜面20的两侧设置有支架25，所述导向杆23通过支架25跨设在所述槽式镜面20上方，且导向杆23位于吸热管21的上方，避免遮挡从槽式镜面20反射至吸热管21的光线。所述扇形板22与所述导向杆23水平滑动配合，所述扇形板22上设置有与所述螺杆24螺纹配合的螺孔26，所述螺杆24由第一电机27驱动转动，螺杆24设置在导向杆23和吸热管21之间。当螺杆24转动时可以带动所述扇形板22沿所述槽式镜面20横移，所述扇形板22的下方设置有清理所述槽式镜面20的第一毛刷，从而对槽式镜面20表面的尘屑进行清理。
所述吸热管21的管壁上设置有若干吸热柱29，所述吸热柱29的下端穿过吸热管21的管壁并进入吸热管21的内部，吸热柱29的设置可以提高吸热管21的吸热面积，从而使吸热管21更好地吸收槽式镜面20反射的光热。
所述吸热柱29的截面为菱形，进一步地增大吸热面积，提高吸热柱29的吸热效果。
如附图8中所示，若干所述吸热柱29沿所述吸热管21的轴向均匀分布，沿所述吸热管21的周向等角度分布。所述扇形板22上设置有横向贯通的转动腔30，第二电机31驱动中空滚筒32在所述转动腔30内转动，所述中空滚筒32对应套设在所述吸热管21外侧。所述中空滚筒32的内壁上设置有清理吸热管21的第二毛刷。所述中空滚筒32的内部设置有若干空间螺旋状的螺旋槽34，所述螺旋槽34内设置有清理吸热柱29的第三毛刷。所述螺旋槽34的螺距与吸热柱29沿吸热管21轴向分布的间距相同，所述螺旋槽34的个数与吸热柱29沿吸热管21的周向分布的个数相同，使螺旋槽34内的第三毛刷可以对吸热柱29进行清理。
当扇形板22在螺杆24的带动下沿所述槽式镜面20横移时，第二电机31也驱动中空滚筒32转动，从而使第一毛刷对槽式镜面20进行清理，第二毛刷对吸热管21的外管壁进行清理，第三毛刷对吸热柱29进行清理。
如附图6中所示，所述扇形板22的下方设置有弧形槽36，所述弧形槽36内水平滑动设置有弧形运动块37。所述扇形板22的一侧设置有驱动凸轮38转动的第三电机39。所述弧形运动块37的一侧通过弹簧件40与所述弧形槽36的内壁弹性顶压，所述弧形运动块37的另一侧与所述凸轮38相抵。所述第一毛刷设置在所述弧形运动块37的下弧面。当扇形板22横移时，弧形运动块37在凸轮38和弹簧件40的带动下水平往复运动，从而使第一毛刷在槽式镜面20横向往复运动，提高清洁效果。
如附图7中所示，所述扇形板22的一侧设置有清洁水箱41、环形管42和弧形管43。所述环形管42对应套设在所述吸热管21的外侧，所述环形管42的内环侧设置有环向排列的若干第一喷水孔44。所述弧形管43的下方设置弧形排列的若干第二喷水孔45；所述环形管42和所述弧形管43均与输水管46的出水端连通，所述输水管46的进水端依次连接水泵47和所述清洁水箱41。水泵47将清洁水箱41内的水从第一喷水孔44和第二喷水孔45喷至吸热管21和槽式镜面20上，提高清洁效果。
所述扇形板22的一侧下边缘设置有刮板48，刮板48将槽式镜面20上聚集的水滴从槽式镜面20的一侧刮出，避免水滴残留在槽式镜面20上，提高清洁效果。
所述蒸发器2的工质出口和所述透平膨胀机3的工质进口之间设置有透平阀门12，所述蒸发器2的工质出口和所述透平膨胀机3的工质出口之间设置有透平旁通阀门13。
所述ORC发电装置中还设置有回热器19，所述ORC发电装置中的工质依次经过回热器19、冷凝器5和第一工质泵6，再返回所述回热器19并进入预热器1，回热器19进一步提高了光热和余热耦合发电系统的发电效率。
所述的ORC发电装置中的透平阀门12和透平旁通阀门13的启闭能够实现有机朗肯循环发电装置的透平旁通和发电模式的转换。ORC发电装置的工质从预热器1和蒸发器2吸收光热和余热的热量，通过透平阀门12，进入透平膨胀机3，透平膨胀机3带动发电机完成发电模式。工质依次进入回热器19、冷凝器5和工质泵6，再通过回热器19后重新进入预热器1，完成ORC发电装置的发电模式的工质循环。ORC发电装置的工质从预热器1和蒸发器2吸收光热和余热的热量，通过透平旁通阀门13，经过节流膨胀，工质依次进入回热器19、冷凝器5和工质泵6，在通过回热器19后重新进入预热器1，完成ORC发电装置的透平旁通模式的工质循环。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种光热和余热耦合发电系统，其特征在于：包括光热预热系统、余热蒸发系统和ORC发电装置；所述ORC发电装置包括依次串联的预热器（1）、蒸发器（2）、透平膨胀机（3）、冷凝器（5）和第一工质泵（6），所述透平膨胀机（3）用以驱动发电机（4）运行；所述余热蒸发系统通过蒸发器（2）与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；所述光热预热系统通过预热器（1）与ORC发电装置内有机工质进行热量交换；
所述光热预热系统包括第二工质泵（9）、光热集热器（10）和储热水箱（11）；所述光热集热器（10）的工质出口分别连接储热水箱（11）和预热器（1）的工质进口，所述储热水箱（11）的工质出口也连接预热器（1）的工质进口，所述预热器（1）的工质出口连接第二工质泵（9）的工质进口，所述第二工质泵（9）的工质出口分别连接储热水箱（11）和光热集热器（10）的工质进口；
所述光热集热器（10）的工质出口和所述储热水箱（11）的工质进口之间设置有第一调节阀（16），所述光热集热器（10）的工质出口和所述预热器（1）的工质进口之间设置有第二调节阀（17），所述储热水箱（11）的工质出口和所述预热器（1）的工质进口之间设置有第三截止阀（18），所述第二工质泵（9）的工质出口和所述储热水箱（11）的工质进口之间设置有第二截止阀（15），所述第二工质泵（9）的工质出口和所述光热集热器（10）的工质进口之间设置有第一截止阀（14）；
所述光热集热器（10）上还设置有尘屑清理装置；所述光热集热器（10）包括槽式镜面（20）和吸热管（21），所述尘屑清理装置包括扇形板（22）、导向杆（23）和螺杆（24）；所述导向杆（23）通过支架（25）跨设在所述槽式镜面（20）上方，所述扇形板（22）与所述导向杆（23）水平滑动配合，所述扇形板（22）上设置有与所述螺杆（24）螺纹配合的螺孔（26），所述螺杆（24）由第一电机（27）驱动转动，以带动所述扇形板（22）沿所述槽式镜面（20）横移，所述扇形板（22）的下方设置有清理所述槽式镜面（20）的第一毛刷；
所述吸热管（21）的管壁上设置有若干吸热柱（29），所述吸热柱（29）的下端穿过吸热管（21）的管壁并进入吸热管（21）的内部；若干所述吸热柱（29）沿所述吸热管（21）的轴向均匀分布，沿所述吸热管（21）的周向等角度分布；所述扇形板（22）上设置有横向贯通的转动腔（30），第二电机（31）驱动中空滚筒（32）在所述转动腔（30）内转动，所述中空滚筒（32）对应套设在所述吸热管（21）外侧；所述中空滚筒（32）的内壁上设置有清理吸热管（21）的第二毛刷；
所述中空滚筒（32）的内部设置有若干空间螺旋状的螺旋槽（34），所述螺旋槽（34）内设置有清理吸热柱（29）的第三毛刷；所述螺旋槽（34）的螺距与吸热柱（29）沿吸热管（21）轴向分布的间距相同，所述螺旋槽（34）的个数与吸热柱（29）沿吸热管（21）的周向分布的个数相同；
所述扇形板（22）的下方设置有弧形槽（36），所述弧形槽（36）内水平滑动设置有弧形运动块（37）；所述扇形板（22）的一侧设置有驱动凸轮（38）转动的第三电机（39）；所述弧形运动块（37）的一侧通过弹簧件（40）与所述弧形槽（36）的内壁弹性顶压，所述弧形运动块（37）的另一侧与所述凸轮（38）相抵；所述第一毛刷设置在所述弧形运动块（37）的下弧面。
2.根据权利要求1所述的一种光热和余热耦合发电系统，其特征在于：所述吸热柱（29）的截面为菱形。
3.根据权利要求1所述的一种光热和余热耦合发电系统，其特征在于：所述扇形板（22）的一侧设置有清洁水箱（41）、环形管（42）和弧形管（43）；所述环形管（42）对应套设在所述吸热管（21）的外侧，所述环形管（42）的内环侧设置有环向排列的若干第一喷水孔（44）；所述弧形管（43）的下方设置有弧形排列的若干第二喷水孔（45）；所述环形管（42）和所述弧形管（43）均与输水管（46）的出水端连通，所述输水管（46）的进水端依次连接水泵（47）和所述清洁水箱（41）。
4.根据权利要求3所述的一种光热和余热耦合发电系统，其特征在于：所述扇形板（22）的一侧下边缘设置有刮板（48）。
5.根据权利要求1所述的一种光热和余热耦合发电系统，其特征在于：所述蒸发器（2）的工质出口和所述透平膨胀机（3）的工质进口之间设置有透平阀门（12），所述蒸发器（2）的工质出口和所述透平膨胀机（3）的工质出口之间设置有透平旁通阀门（13）。
6.根据权利要求5所述的一种光热和余热耦合发电系统，其特征在于：所述ORC发电装置中还设置有回热器（19），所述ORC发电装置中的工质依次经过回热器（19）、冷凝器（5）和第一工质泵（6），再返回所述回热器（19）并进入预热器（1）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111021752.2A CN113883029B (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种光热和余热耦合发电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111021752.2A CN113883029B (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种光热和余热耦合发电系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113883029A CN113883029A (zh) | 2022-01-04 |
| CN113883029B true CN113883029B (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=79011700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111021752.2A Active CN113883029B (zh) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 一种光热和余热耦合发电系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113883029B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4217882A (en) * | 1978-10-30 | 1980-08-19 | Feldman Karl T Jr | Passive solar heat collector |
| JP2012013062A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nobuyoshi Okada | バイナリー発電システム |
| CN103954050A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-07-30 | 山东威特人工环境有限公司 | 一种自清洗式太阳能槽式集热器 |
| WO2016098192A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 地熱発電システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111879014B (zh) * | 2020-06-17 | 2021-09-28 | 中国化学工程重型机械化有限公司 | 槽式太阳能聚光集热系统 |
-
2021
- 2021-09-01 CN CN202111021752.2A patent/CN113883029B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4217882A (en) * | 1978-10-30 | 1980-08-19 | Feldman Karl T Jr | Passive solar heat collector |
| JP2012013062A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nobuyoshi Okada | バイナリー発電システム |
| CN103954050A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-07-30 | 山东威特人工环境有限公司 | 一种自清洗式太阳能槽式集热器 |
| WO2016098192A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 地熱発電システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113883029A (zh) | 2022-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3647589A1 (en) | Improved brayton photothermal power generation method and system | |
| CN102967080A (zh) | 太阳能与生物质能互补的热能动力系统 | |
| CN101915225B (zh) | 太阳能氨水热电转换系统 | |
| CN103925178B (zh) | 适合于变辐照调控的太阳能联合循环发电系统 | |
| CN205047262U (zh) | 基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统 | |
| CN104929709B (zh) | 太阳能湿空气循环电水联产系统 | |
| CN203272032U (zh) | 碟式太阳能辅助燃煤发电系统 | |
| CN111102142A (zh) | 一种基于超临界流体的塔式太阳能热发电系统 | |
| CN105065217A (zh) | 一种适用于炎热干旱地区的太阳能热发电系统及方法 | |
| CN203216148U (zh) | 太阳能与生物质能互补的热能动力系统 | |
| CN113883029B (zh) | 一种光热和余热耦合发电系统 | |
| CN111981705B (zh) | 一种槽式光热发电系统 | |
| CN201687674U (zh) | 一种焦点固定的槽碟结合太阳能热发电装置 | |
| CN204961183U (zh) | 一种适用于炎热干旱地区的太阳能热发电系统 | |
| CN113883028B (zh) | 一种光热蒸发和余热预热的耦合发电系统 | |
| CN113375348A (zh) | 联动型竖向槽式抛物面同步跟踪太阳能中温供暖系统 | |
| CN115773215A (zh) | 耦合orc的太阳能光热补热式压缩空气储能系统及方法 | |
| CN212457463U (zh) | 新型下沉式定焦碟式太阳能热电联供系统 | |
| CN112012896B (zh) | 一种可自动清理管壁附着物的光热发电装置 | |
| CN115301600B (zh) | 一种定日镜清洗装置 | |
| CN205977567U (zh) | 太阳光热斯特林发电装置 | |
| CN116641861B (zh) | 一种蓄热有机朗肯循环太阳能发电装置 | |
| CN106288435A (zh) | 一种太阳能热发电机组 | |
| CN218097390U (zh) | 高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统 | |
| Desai et al. | Concentrated solar energy driven multi-generation systems based on the organic Rankine cycle technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liang Longhui Inventor after: Zhang Danshan Inventor after: Zhong Wei Inventor before: Zhang Danshan Inventor before: Zhong Wei |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: Room 601, 602, 603, Building A5-1, Qidi Science and Technology City Liye Park, No. 26, Zhizhi Road, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu, 210000 Applicant after: Nanjing Hongxu Thermal Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 123 Xingyuan Road, Changjing Town, Jiangyin, Wuxi, Jiangsu Province Applicant before: Jiangyin Hong Xu environmental protection electric technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| GR01 | Patent grant |