CN205640839U - 一种太阳能蒸汽锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能蒸汽锅炉系统，包括利用太阳能加热导热油的太阳能集热器，其内分布有用于流通所述导热油的导热油管道系统；其入口和出口分别连通所述太阳能集热器的导热油管道系统的出口和入口的蓄热型蒸汽锅炉，用于利用被所述太阳能集热器加热的导热油生产出水蒸汽；连接所述蓄热型蒸汽锅炉水蒸汽出口的水蒸汽供给管道，用于向外部供应所述蓄热型蒸汽锅炉生产出的水蒸汽；其出水口连通所述蓄热型蒸汽锅炉的补水箱，用于向所述蓄热型蒸汽锅炉供水。本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统通过将太阳能收集后对水进行加热生产出水蒸汽，有效利用太阳能，提供出大量可用的水蒸汽，节能环保。

Description

一种太阳能蒸汽锅炉系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能蒸汽锅炉系统，属于太阳能中温热利用技术领域。

背景技术

太阳每天有辐射总量的二十亿分之一到达地球，满足了地球上所有生物对光和热的需求，我们直接利用的太阳能尚不足地面获得太阳能的1％。

太阳能利用分为低温(100℃以下)，中温(100℃-350℃)，高温(350℃以上)。100℃-250℃这一温度段的热能就已经占到社会能源需求总量的14％，这一比例和100℃以下的应用所占需求总量差距不大(100℃以下大约占总能源需求的21％)。

太阳能中温热利用的优势首先是温度成倍的提高，应用领域不再局限于生活用热，已经具备满足一些工业用热的温度要求；可以提供工业生产应用，替代或减少常规能源的消耗。热能的温度提高在应用环节中，能源品质和能源效率有所提高，因此具备更高的利用价值。

因为太阳能是不需要消耗燃料的，一次投资可以使用较长时间，从太阳能中温热利用的优势来看温度越高的能源价格也越高，在工业应用领域中直接面向生产，将节省大量的能源成本。工业应用有很多领域也是能源消耗的较高的产业，如：造纸、食品加工、纺织、机械加工等制造业，可以考虑太阳能中温热应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有太阳能利用技术的不足，提供一种太阳能蒸汽锅炉系统，通过将太阳能收集后对水进行加热生产出水蒸汽，有效利用太阳能，提供出大量可用的水蒸汽。

为实现本实用新型目的，本实用新型提供一种太阳能蒸汽锅炉系统，包括：

利用太阳能加热导热油的太阳能集热器，其内分布有用于流通所述导热油的导热油管道系统；

其入口和出口分别连通所述太阳能集热器的导热油管道系统的出口和入口的蓄热型蒸汽锅炉，用于利用被所述太阳能集热器加热的导热油生产出水蒸汽；

连接所述蓄热型蒸汽锅炉水蒸汽出口的水蒸汽供给管道，用于向外部供应所述蓄热型蒸汽锅炉生产出的水蒸汽；

其出水口连通所述蓄热型蒸汽锅炉的补水箱，用于向所述蓄热型蒸汽锅炉供水。

其中，所述太阳能集热器的导热油管道系统的出口经由导热油循环泵、油管道连接所述蓄热型蒸汽锅炉的入口。

特别是，所述太阳能集热器的导热油管道系统的入口经由油管道连接所述蓄热型蒸汽锅炉的出口。

尤其是，所述太阳能集热器内分布有导热油管道系统，用于流通所述导热油。

太阳能集热器将太阳的能量高效的收集起来，直接被导热油管道系统内的导热油，使导热油被加热。

特别是，所述太阳能集热器还包括设置在其上的太阳能集热器温度传感器，用于检测太阳能集热器的温度。

尤其是，所述太阳能集热器为非跟踪外CPC中温太阳能集热器。

采用非跟踪外CPC中温太阳能集热器具有以下优点：(1)无需跟踪维护；(2)中温工作，效率高；(3)可根据当地太阳能资源和所需的工作温度设计反光器；(4)金属流道直接和吸收体接触，减少传热热阻；(5)使用导热油为工质，集热子系统承压较低。

其中，所述蓄热型蒸汽锅炉的出口经由油管道连接所述太阳能集热器的导热油管道系统的入口。

特别是，所述蓄热型蒸汽锅炉的入口经由导热油循环泵、油管道连接所述太阳能集热器的导热油管道系统的出口。

其中，在所述油管道上设置有导热油压力传感器。

尤其是，所述蓄热型蒸汽锅炉包括：

罐体；

设置在所述罐体内的锅炉换热管，其入口和出口分别连接所述蓄热型蒸汽锅炉的入口和出口。

特别是，所述蓄热型蒸汽锅炉还包括设置在所述蓄热型蒸汽锅炉内部的电辅助加热器，用于在太阳能不足时生产出水蒸汽。

尤其是，所述蓄热型蒸汽锅炉具有进水口，其经由给水泵、水管道连接所述补水箱的出水口。

特别是，所述蓄热型蒸汽锅炉还包括：

设置在所述进水口的给水均水器；

设置在所述蒸汽出口的汽水分离装置；

设置在所述蓄热型蒸汽锅炉罐体外侧的锅炉水位计；

设置在所述蓄热型蒸汽锅炉罐体上的锅炉安全阀；

设置在所述蓄热型蒸汽锅炉罐体内部的锅炉水温度传感器；

设置在所述蓄热型蒸汽锅炉罐体上的锅炉压力传感器；

设置在所述蓄热型蒸汽锅炉罐体上的锅炉水位压差传感器。

太阳能集热器的导热油管道系统中的导热油被加热后，通过导热油循环泵，油管道进入蓄热型蒸汽锅炉的锅炉换热管内，通过热交换将热量传递给锅炉内的水，使锅炉内的水被加热而产生水蒸汽，水蒸汽通过带有汽水分离装置的蒸汽出口排出；经过热交换的导热油再经过油管道回流到太阳能集热器进行加热。

其中，所述水蒸汽供给管道与所述蓄热型蒸汽锅炉水蒸汽出口相连接，用于向外部供应所述蓄热型蒸汽锅炉生产出的水蒸汽。

特别是，所述水蒸汽供给管道上设置有主蒸汽止回阀、主蒸汽电动调节阀和主蒸汽压力传感器。

其中，所述补水箱的出水口经由给水泵、水管道连接所述蓄热型蒸汽锅炉的进水口，用于向所述蓄热型蒸汽锅炉供水。

特别是，所述补水箱的进水口经由给水电磁阀、水管道连接水处理设备。

尤其是，在所述补水箱与所述蓄热型蒸汽锅炉之间的水管道上设置有给水流量传感器。

补水箱用于向所述蓄热型蒸汽锅炉供水，进而被加热产生水蒸汽。

其中，所述太阳能蒸汽锅炉系统还包括设置于油管道上的膨胀罐，用于在导热油压力过高时，接收油管道中的导热油。

特别是，在所述膨胀罐与所述油管道连接处设置有碰撞过开关，当通过导热油压力传感器测得的导热油压力过大时，膨胀罐开关开启，油管道中的部分导热油流入膨胀罐中，降低油管道中的导热油压力，保证系统的稳定。

其中，所述太阳能蒸汽锅炉系统还包括用于储存导热油的导热油箱，用于在导热油压力过低时，通过导热油补给泵、油管道向所述导热油管道中输送导热油。

其中，所述太阳能蒸汽锅炉系统还包括通过导线与各个部件相连接的控制器，用于自动控制整个系统的运行。控制器通过蒸汽流量﹑给水流量﹑水位信号三冲量控制给水泵运行并调节锅炉水位。

本实用新型中太阳能蒸汽锅炉系统的太阳能集热器、蓄热型蒸汽锅炉、导热油管道、蒸汽管道必须保温；太阳能集热器必须设有防雷电措施，防风暴措施。

当生产出的蒸汽过多时，通过锅炉罐体储存被加热的高温水，当用户需要蒸汽时，主蒸汽电动调节阀打开，储存的高温水由于压力的降低将变成蒸汽，通过主蒸汽管道输送出去。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：

太阳能集热器接收太阳能量将其收集后，将热量传递给设置于其中的导热油管道系统中的导热油，使导热油被加热，经太阳能集热器温度传感器回传给控制器；同时锅炉内的锅炉水温度传感器也将测得的温度回传给控制器，当太阳能集热器温度传感器和锅炉水温度传感器的温度差达到设定值时，控制器自动开启导热油循环泵，使加热的导热油经由油管道循环至蓄热型蒸汽锅炉的锅炉换热管内，对锅炉内的水进行加热，生产出水蒸汽；水蒸汽经过具有汽水分离装置的蒸汽出口进入到水蒸汽供给管道，向外部供应水蒸汽，水蒸汽供给管道上的主蒸汽压力传感器和主蒸汽电动调节阀可根据生产生活的实际需要进行调节，供应蒸汽；水经过水处理设备后通过补水电磁阀进入补水箱，当锅炉内的水位低于设定值时，控制器自动开启给水泵，将补水箱内的水通过蓄热型蒸汽锅炉的进水口送入锅炉内，并通过给水流量计传感器测得进水流量；当导热油压力传感器测得的导热油压力过大时，控制器自动开启膨胀罐开关，使油管道中的部分导热油流入膨胀罐中，降低油管道中的导热油压力；当导热油压力传感器测得的导热油压力低于设定值时，控制器自动开启导热油补给泵，将导热油箱中的导热油输送至导热油管道中；锅炉压力传感器和锅炉安全阀用于保证锅炉的安全运行。如果天气不好，通过自动控制器开启电辅助加热器，对锅炉内的水进行加热产生水蒸汽，保证系统的运行。这样，整个系统在自动控制器的控制下不间断地、安全高效地工作。

本实用新型的优点和有益技术效果如下：

1、本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统利用太阳能的中温能量生产水蒸汽，是对太阳能的有效利用，节约了能源。

2、本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统利用太阳能和电加热生产水蒸汽，属于零排放锅炉系统，节能环保。

3、本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统利用太阳能和电加热生产水蒸汽，保证水蒸汽的连续生产和供应，满足生产生活需要

4、本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统采用循环的导热油来加热锅炉内的水产生水蒸汽，方法安全可靠，不对锅炉内的水产生污染，生产出的水蒸汽干净清洁。

5、本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统通过传感器和控制器可实现全程自动控制，安全高效。

6、本实用新型太阳能蒸汽锅炉系统在油管道上设置有膨胀罐，保证了导热油的压力稳定，实现系统的安全运行。

附图说明

图1是本实用新型太阳能蒸汽锅炉系统示意图；

图2是本实用新型太阳能蒸汽锅炉系统控制原理图；

附图标记说明：

1、太阳能集热器；11、导热油管道系统；12、太阳能集热器温度传感器；13、导热油循环泵；14、油管道；2、蓄热型蒸汽锅炉；21、罐体；22、锅炉换热管；23、锅炉水位计；24、锅炉水温度传感器；25、锅炉压力传感器；26、锅炉安全阀；27、锅炉水位压差传感器；28、给水均水器；29、汽水分离装置；30、电辅助加热器；3、水蒸汽供给管道；31、主蒸汽止回阀；32、主蒸汽电动调节阀；33、主蒸汽压力传感器；4、补水箱；41、给水泵；42、给水流量传感器；43、水管道；44、给水电磁阀；45、水处理设备；5、膨胀罐；6、导热油箱；61、导热油补给泵；7、控制器。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型进行说明。本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

如图1、2所示，本实用新型的太阳能蒸汽锅炉系统，包括太阳能集热器1，蓄热型蒸汽锅炉2，水蒸汽供给管道3，补水箱4，膨胀罐5，导热油箱6和控制器7。

其中，太阳能集热器利用太阳能加热导热油，其内分布有用于流通导热油的导热油管道系统11，太阳能集热器1还包括设置在其上的太阳能集热器温度传感器12，用于检测太阳能集热器的温度。本实用新型的太阳能集热器1为非跟踪外CPC中温太阳能集热器。

太阳能集热器1的导热油管道系统11的出口经由导热油循环泵13、油管道14连接所述蓄热型蒸汽锅炉2的入口。在油管道14上设置有导热油压力传感器15。

其中，蓄热型蒸汽锅炉2利用被太阳能集热器1加热的导热油生产出水蒸汽，蓄热型蒸汽锅炉2的出口经由油管道14连接太阳能集热器1的导热油管道系统11的入口。

蓄热型蒸汽锅炉2包括罐体21，锅炉换热管22，锅炉水位计23，锅炉水温度传感器24，锅炉压力传感器25，锅炉安全阀26，锅炉水位压差传感器27，给水均水器28，汽水分离装置29和电辅助加热器30；锅炉换热管21位于蓄热型蒸汽锅炉2的罐体21的内部，其入口和出口分别连接蓄热型蒸汽锅炉2的入口和出口，加热的导热油通过导热油循环泵，油管道进入锅炉换热管22内，通过热交换将热量传递给锅炉内的水，使锅炉内的水被加热而产生水蒸汽；锅炉水位计23安装在蓄热型蒸汽锅炉2罐体21的外侧，用于观察锅炉内的水位高低；锅炉水温度传感器24安装在蓄热型蒸汽锅炉2罐体21的侧壁上，用于监测蓄热型蒸汽锅炉2内水温高低，并回传给控制器7；锅炉压力传感器25和锅炉安全阀26安装在蓄热型蒸汽锅炉2罐体21的侧壁上，保证锅炉的运行安全；锅炉水位压差传感器27安装在蓄热型蒸汽锅炉2罐体21的侧壁上，锅炉水位压差传感器27的信号用于锅炉水位的自动控制；给水均水器28安装在蓄热型蒸汽锅炉2的进水口处；汽水分离装置29安装在蓄热型蒸汽锅炉2的蒸汽出口；电辅助加热器30设置在蓄热型蒸汽锅炉2的罐体21内部，用于在太阳能不足时对锅炉内的水加热生产出水蒸汽。

蓄热型蒸汽锅炉2具有进水口，其经由给水泵、水管道连接补水箱4的出水口。

其中，水蒸汽供给管道3与蓄热型蒸汽锅炉2的蒸汽出口相连接，用于向外部供应蓄热型蒸汽锅炉生产出的水蒸汽；其上设置有主蒸汽止回阀31、主蒸汽电动调节阀32和主蒸汽压力传感器33。

其中，补水箱4的出水口经由给水泵41、给水流量传感器42、水管道43连接蓄热型蒸汽锅炉2的进水口，用于向蓄热型蒸汽锅炉供水；补水箱4的进水口经由给水电磁阀44、水管道43连接水处理设备45，其中水处理设备45与水源接通。

其中，膨胀罐5设置于油管道14上，用于在导热油压力过高时，接收油管道中的导热油。

其中，导热油箱6用于储存导热油，在导热油压力过低时，通过导热油补给泵61、油管道14向导热油管道中输送导热油。

其中，控制器7通过导线与各感应器和开关相连接，用于自动控制整个系统的运行。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：

太阳能集热器1接收太阳能量将其收集后，将热量传递给设置于其中的导热油管道系统11中的导热油，使导热油被加热，经太阳能集热器温度传感器12回传给控制器7；同时蓄热型蒸汽锅炉2内的锅炉水温度传感器24也将测得的温度回传给控制器7，当太阳能集热器温度传感器12和锅炉水温度传感器24的温度差达到设定值时，控制器7自动开启导热油循环泵13，使加热的导热油经由油管道14循环至蓄热型蒸汽锅炉2的锅炉换热管22内，对锅炉内的水进行加热，生产出水蒸汽；水蒸汽经过具有汽水分离装置29的蒸汽出口进入到水蒸汽供给管道3，向外部供应水蒸汽，水蒸汽供给管道上的主蒸汽压力传感器33和主蒸汽电动调节阀32可根据生产生活的实际需要进行调节，供应蒸汽；水源水经过水处理设备45后通过给水电磁阀44进入补水箱4，当锅炉内的水位低于设定值时，控制器自动开启给水泵41，将补水箱4内的水通过蓄热型蒸汽锅炉2的进水口送入锅炉内，并通过给水流量计传感器42测得进水流量；当导热油压力传感器15测得的导热油压力过大时，控制器7自动开启膨胀罐开关，使油管道中的部分导热油流入膨胀罐5中，降低油管道中的导热油压力；当导热油压力传感器15测得的导热油压力低于设定值时，控制器7自动开启导热油补给泵61，将导热油箱6中的导热油输送至导热油管道中；锅炉压力传感器25和锅炉安全阀26用于保证锅炉的安全运行。如果天气不好，通过自动控制器开启电辅助加热器30，对锅炉内的水进行加热产生水蒸汽，保证系统的运行。这样，整个系统在自动控制器的控制下不间断地、安全高效地工作。

Claims (10)

1.一种太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，包括：

利用太阳能加热导热油的太阳能集热器，其内分布有用于流通所述导热油的导热油管道系统；

其入口和出口分别连通所述太阳能集热器的导热油管道系统的出口和入口的蓄热型蒸汽锅炉，用于利用被所述太阳能集热器加热的导热油生产出水蒸汽；

连接所述蓄热型蒸汽锅炉水蒸汽出口的水蒸汽供给管道，用于向外部供应所述蓄热型蒸汽锅炉生产出的水蒸汽；

其出水口连通所述蓄热型蒸汽锅炉的补水箱，用于向所述蓄热型蒸汽锅炉供水。

2.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述太阳能集热器的导热油管道系统的出口经由导热油循环泵、油管道连接所述蓄热型蒸汽锅炉的入口。

3.根据权利要求2所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述蓄热型蒸汽锅炉的出口经由油管道连接所述太阳能集热器的导热油管道系统的入口。

4.根据权利要求3所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，还包括设置于油管道上的膨胀罐，用于在导热油压力过高时，接收油管道中的导热油。

5.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述蓄热型蒸汽锅炉包括：

罐体；

设置在所述罐体内的锅炉换热管，其入口和出口分别连接所述蓄热型蒸汽锅炉的入口和出口。

6.根据权利要求5所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述蓄热型蒸汽锅炉还包括设置在所述蓄热型蒸汽锅炉内部的电辅助加热器，用于在太阳能不足时生产出水蒸汽。

7.根据权利要求6所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述蓄热型蒸汽锅炉还包括：

设置在所述进水口的给水均水器；

以及设置在所述蒸汽出口的汽水分离装置。

8.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，所述补水箱的出水口经由给水泵、水管道连接所述蓄热型蒸汽锅炉的进水口。

9.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，还包括用于储存导热油的导热油箱，用于在导热油压力低于设定值时，向所述导热油管道系统中供应导热油。

10.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽锅炉系统，其特征在于，还包括通过导线与各个部件相连接的控制器，用于控制整个系统的运行。