CN206668349U - 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统 - Google Patents

适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统 Download PDF

Info

Publication number
CN206668349U
CN206668349U CN201720406993.1U CN201720406993U CN206668349U CN 206668349 U CN206668349 U CN 206668349U CN 201720406993 U CN201720406993 U CN 201720406993U CN 206668349 U CN206668349 U CN 206668349U
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
storage equipment
solar energy
energy storage
lens
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.)
Withdrawn - After Issue
Application number
CN201720406993.1U
Other languages
English (en)
Inventor
尹小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha Zichen Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Changsha Zichen Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha Zichen Technology Development Co Ltd filed Critical Changsha Zichen Technology Development Co Ltd
Priority to CN201720406993.1U priority Critical patent/CN206668349U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206668349U publication Critical patent/CN206668349U/zh
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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

Abstract

适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，主要包括太阳能CO2蓄能装置、稳流调节器、液态CO2储罐、CO2高压泵送装置、涡轮机/活塞式膨胀机、发电机、回热器、冷却器和压缩机，太阳能CO2蓄能装置包括集光CO2蓄能装置和透镜聚能装置，液态CO2储罐的出口与CO2高压泵送装置的进口相连通，CO2高压泵送装置出口与集光CO2蓄能装置进口相连通，集光CO2蓄能装置出口与透镜聚能装置进口相连通，透镜聚能装置出口与稳流调节器进口连通，稳流调节器出口与涡轮机/活塞式膨胀机进口连通。本实用新型具有可利用太阳能为能源、且运行稳定、自耗能低、投资低、运行成本低等优点。

Description

适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统
技术领域
本实用新型涉及低碳与能源技术领域，尤其涉及一种以二氧化碳为工质，适应于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统。
背景技术
气候变化已成为影响人类生存和发展的问题之一，而大量的二氧化碳排放被认为是导致气候变暖的主要原因，我国作为世界上最大的发展中国家，以煤炭为主的一次能源和以火力发电为主的二次能源结构，随着经济总量的迅速增长，一次能源和二次能源的CO2排放具有增长快、总量大的特点，为应对气候变化发展低碳能源尤其是可再生能源和新能源已成为人们的共识，太阳能发电及超临界二氧化碳发电等已受到广泛关注。
随CCS技术应用发展起来的超临界二氧化碳发电系统较传统的热能发电系统的系统热效率、总重及占地面积、污染物排放等方面表现出显著的优势，现行的超临界二氧化碳发电系统包括热源、高速涡轮机、高速发电机、高速压气机、冷却器等，而其高效换热器是超临界发电系统工程应用的基础，客观上要求用高效换热器等压加热二氧化碳工质，因此，现行超临界二氧化碳试验环路的热交换大多使用印制电路板热交换器（PCHE），它适用于高工作温度和高工作压力，并具有良好的扩展能力，能满足用换热器等压加热二氧化碳工质的要求，但机构复杂，投资大，一套获取热能的换热装置高达数千万美元，这与我国广阔乡村与城镇的经济环境条件极不匹配。
在利用太阳能发电方面，以水为工质的太阳能发电系统已成熟应用，以CO2为工质的太阳能发电系统国内外的技术工作者亦进行了大量的研究，采用的较为成熟的太阳能集热系统方案为槽式太阳能集热器、塔式太阳能集热器、碟式太阳能集热器之一或其组合，但上述方案占用场地大，投资大，且太阳能集热系统的建设对场址的选择要求高，一般的乡村场址不能满足建设太阳能集热系统的要求，而且，现有的太阳能集热系统的大空间场对生态影响大，连飞鸟都不能及。
至今，现有的各类利用太阳能为能源的方案对场地要求高、投资大，也不能经济的为CO2循环发电提供所需的高温能源，与我国广阔乡镇复杂的地形地貌、日照状况及经济条件极不匹配，为利用广阔乡村随经纬度自然地势与季节时辰变化的太阳能，迫切需要一种全新的适用于乡村的以太阳能为能源的CO2循环发电的装备系统，系统要求占地小、便于随地形地貌变化布置且投资小，以便在广阔的村镇推广碳减排的超临界CO2发电技术，满足广大乡村生活/生产用电需求及就业创收之所需。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可利用太阳能为能源、且运行稳定、自耗能低、投资低、运行成本低的二氧化碳循环发电的备系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，主要包括液态CO2储罐、CO2高压泵送装置、太阳能CO2蓄能装置、稳流调节器、涡轮机/活塞式膨胀机、发电机、回热器、冷却器和压缩机，所述太阳能CO2蓄能装置包括集光CO2蓄能装置和透镜聚能装置，所述液态CO2储罐的出口与CO2高压泵送装置的进口相连通，所述CO2高压泵送装置出口与集光CO2蓄能装置进口相连通，所述集光CO2蓄能装置出口与透镜聚能装置进口相连通，所述透镜聚能装置出口与稳流调节器进口连通，所述稳流调节器出口与涡轮机/活塞式膨胀机进口连通，所述涡轮机/活塞式膨胀机与发电机轴连接，所述涡轮机/活塞式膨胀机的出口经回热器与冷却器连接，所述冷却器出口与压缩机的进口相连通，所述压缩机出口分别与液态CO2储罐的进口相连通、回热器的高压流体进口连通，所述回热器的高压流体出口与太阳能CO2蓄能装置相连通。系统超临界CO2流体压力稳定在一定压力范围时，可关闭CO2高压泵送装置，超临界CO2流体在压缩机的作用下实现CO2循环发电。
进一步，所述的太阳能CO2蓄能装置为经CO2高压泵送装置和/或压缩机送入的CO2在集光CO2蓄能装置吸收蓄集的80℃～300℃的日光热能后，进入透镜聚能装置继续吸收凸透镜聚焦阳光产生的300℃～1000℃高温热能，转化为高蓄能密度的高压热态超临界CO2流体的装置。
进一步，所述的集光CO2蓄能装置主要包括支架Ⅰ、中温蓄能机构、反射机构、逆止阀Ⅰ、调节阀Ⅰ和安全阀Ⅰ，所述中温蓄能机构固定在支架Ⅰ上，所述反射机构设置在支架Ⅰ周围，所述反射机构将太阳光能聚集至中温蓄能机构的集光面上，所述逆止阀Ⅰ设置于集光CO2蓄能装置入口处；所述的透镜聚能装置主要包括支架Ⅱ、高温蓄能机构、凸透镜机构、逆止阀Ⅱ、调节阀Ⅱ和安全阀Ⅱ，所述高温蓄能机构固定在支架Ⅱ上，所述凸透镜机构设置在支架Ⅱ周围，所述凸透镜机构将太阳光能聚焦至高温蓄能机构的聚光面上，所述调节阀Ⅱ、安全阀Ⅱ设置于透镜聚能装置出口处，所述集光CO2蓄能装置的出口和透镜聚能装置的进口以调节阀Ⅰ、逆止阀Ⅱ相连通，所述安全阀Ⅰ设置于集光CO2蓄能装置出口处；所述集光CO2蓄能装置和透镜聚能装置集中于一处放置或分开放置。
进一步，所述的中温蓄能机构、高温蓄能机构为热交换器。
进一步，所述集光CO2蓄能装置还可设置蓄热材料和隔热材料，所述中温蓄能机构设置在蓄热材料中，所述中温蓄能机构的非集光面为隔热材料所包覆。
进一步，所述透镜聚能装置还可设置蓄热材料和隔热材料，所述高温蓄能机构设置在蓄热材料中，所述高温蓄能机构的非聚光面为隔热材料所包覆。
进一步，所述的太阳能CO2蓄能装置为2套以上并联使用。
进一步，所述的热交换器为箱式热交换器和/或板式热交换器和/或盘式热交换器和/或螺旋绕管式热交换器和/或列管式热交换器，工作介质为CO2流体。
进一步，所述的稳流调节器为将太阳能CO2蓄能装置产生的波动的和/或不同温度不同热能密度的高压热态CO2流体调整为等压热态超临界CO2流体的装置。
进一步，所述稳流调节器包括稳流调节器本体、导流混合机构、进口管路和出口管路；所述导流混合机构设置在稳流调节器本体内，所述进口管路和出口管路均设置在稳流调节器本体外侧上；所述进口管路与太阳能CO2蓄能装置的出口连接；所述出口管路与涡轮机/活塞式膨胀机的进口连接。所述进口管路上设置有第一温压感应器、流量计、分配器、第三逆止阀；所述出口管道置有调压阀、第二温压感应器；所述导流混合机构包括螺旋叶片、折流板或多孔板中的至少一种。
进一步，所述的回热器为回收涡轮机/活塞式膨胀机出口流出的低压CO2流体的余热的装置，经冷却器冷却、压缩机压缩的CO2流体送人回热器回收余热后进入太阳能CO2蓄能装置蓄能，进一步提高装备系统的发电效率。
本实用新型的技术原理与技术优势：
1）为适应广大乡村自然与经济环境变化的能源条件，利用广阔乡村随经纬度自然地势与季节时辰变化的太阳能，设置成套配置的集光CO2蓄能装置和透镜聚能装置获取太阳能产生的高温能源；如此，可因地制宜，且最低投资下，满足超临界CO2循环发电所需的高温能源条件。
2）设置液态CO2储存罐，并以低功率、低能耗的高压泵装置输送CO2储存罐中的CO2，以满足广大的边远乡村较差的不理想的经济环境条件要求，并大幅降低生产运行中的自耗电能。
3）利用CO2的特性，设置直热式的CO2蓄能装置，以CO2蓄能装置中的CO2为工质，直接吸收蓄集不同温度、不同热力强度的热能，直接转化为不同蓄能密度的高压热态的超临界CO2流体，机构虽简单但蓄能速度快、效率高。
4）为解决现有的太阳能集热系统对场址要求高、占地宽、投资大等问题，设置占地小、投资小、便于随地形地貌设置捕集太阳能的“集光CO2蓄能装置+透镜聚能装置”成套匹配的新型太阳能蓄能装置，以便于广阔乡村随地形安装的“集光CO2蓄能装置”获取80℃～300℃中低温的日光能源，再以“透镜聚能装置”的凸透镜聚焦阳光产生300℃～1000℃高温能源，获得超临界CO2发电所需的高蓄能密度的高温高压超临界CO2流体。可以随需要分散设置若干套“集光CO2蓄能装置+透镜聚能装置”太阳能蓄能装置。
5）设置稳流调节器，以稳流调节器将分散设置的若干个太阳能蓄能装置（集光CO2蓄能装置+透镜聚能装置）产生的不同温度、不同压力、不同能量密度的超临界CO2流体调整为等压热态超临界CO2流体，以等压热态超临界CO2流体稳定供给涡轮机或活塞式膨胀机做功驱动发电机发电，可稳定发电系统运行工况和电能输出。
本实用新型的有益效果：
1）针对广阔乡村多样化的地形地貌和日照条件及经济环境条件，开发适应于乡村的利用太阳能为能源的二氧化碳循环发电的装备系统，装备较简单，占地面积小，投资小，系统自耗能低，产能高，运行费用低，系统装备操控简单而可靠，易于实现自动化控制，具有良好的实用性和经济性。
2）适用于乡村的以太阳能为能源的二氧化碳循环发电的装备系统，有益于CCS技术的推广应用和全球应对气候变化的碳减排行动，可避免CO2的深层地质封存和深海封存对地球环境造成的不可预期的影响，如液化CO2将地质层甲烷和深海水合物甲烷大规模置换进入地球大气圈可能造成的灾难性风险。
3）利于乡村经济的发展，能促进广大乡村的就业和创业，增加乡村收入和社会财富，利于社会稳定。
附图说明
图1 为本实用新型适用于乡村以太阳能为能源的二氧化碳循环发电的装备系统。
图2 为一种设有2套太阳能CO2蓄能装置的装备系统示意图。
图3 为一种设有2套液体CO2储罐+3套高压泵+3套太阳能CO2蓄能装置的装备系统示意图。
图4 为一种设有5套太阳能CO2蓄能装置并联CO2循环发电的装备系统示意图。
图5 为一种太阳能CO2蓄能装置的结构示意图。
图6 为一种5套太阳能CO2蓄能装置的结构示意图。
图7为一种稳流调节器的结构示意图。
图中：1-液态CO2储罐，2-CO2高压泵送装置，3-太阳能CO2蓄能装置，4-稳流调节器，5-涡轮机/活塞式膨胀机，6-发电机组，7-回热器，8-冷却器，9-压缩机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
参照图1，适用于乡村以太阳能为能源的二氧化碳循环发电的装备系统，主要包括液态CO2储罐1、CO2高压泵送装置2、太阳能CO2蓄能装置3、稳流调节器4、涡轮机/活塞式膨胀机5、发电机6、回热器7、冷却器8和压缩机9，所述太阳能CO2蓄能装置包括集光CO2蓄能装置3A和透镜聚能装置3B，所述液态CO2储罐1的出口经第一管道阀101与CO2高压泵送装置2的进口相连通，所述CO2高压泵送装置2出口经第一逆止阀201与第一三通阀202连通，第一三通阀202经第二管道阀301与集光CO2蓄能装置3A进口相连通，所述集光CO2蓄能装置3A出口与透镜聚能装置3B进口相连通，透镜聚能装置3B出口经第三管道阀302、第四管道阀402与稳流调节器4进口相连通，所述稳流调节器4出口经第五管道阀401与涡轮机/活塞式膨胀机5进口相连通，所述涡轮机/活塞式膨胀机5与发电机6连接，等压热态超临界CO2流体通过涡轮机/活塞式膨胀机5作功驱动发电机6发电，所述涡轮机/活塞式膨胀机5的出口经回热器7与冷却器8连接，带余热的CO2从涡轮机/活塞式膨胀机5出口经回热器7进行热交换后进冷却器8，所述冷却器8出口与压缩机9的进口相连通，CO2工质通过第六管道阀801进入冷凝器8、压缩机9，所述压缩机9出口与第二三通阀104连通，第二三通阀104经第七管道阀103、第二逆止阀102与液态CO2储罐1的进口相连通，第二三通阀104经第三逆止阀105、第八管道阀106与回热器7的高压流体进口相连通，所述回热器7的高压流体出口与第一三通阀202相连通，进而与太阳能CO2蓄能装置3相连通。系统超临界CO2流体压力稳定在一定压力范围时，可关闭CO2高压泵送装置2及第七管道阀103，超临界CO2流体在压缩机9的作用下实现CO2循环发电。
所述的太阳能CO2蓄能装置为经CO2高压泵送装置和/或压缩机送入的CO2在集光CO2蓄能装置吸收蓄集80℃～300℃的日光热能后，进入透镜聚能装置继续吸收凸透镜聚焦阳光产生的300℃～1000℃高温热能，转化为高蓄能密度的高压热态超临界CO2流体的装置。
参照图5，所述的太阳能CO2蓄能装置包括集光CO2蓄能装置3A和透镜聚能装置3B，所述的集光CO2蓄能装置3A主要包括支架Ⅰ3A1、中温蓄能机构3A2、反射机构3A3、逆止阀Ⅰ3A4、调节阀Ⅰ3A5和安全阀Ⅰ3A6，所述中温蓄能机构3A2固定在支架Ⅰ3A1上，所述反射机构3A3设置在支架Ⅰ3A1周围，所述反射机构3A3将太阳光能聚集至中温蓄能机构3A2的集光面上，所述逆止阀Ⅰ3A4设置于集光CO2蓄能装置3A入口处；所述的透镜聚能装置3B主要包括支架Ⅱ3B1、高温蓄能机构3B2、凸透镜机构3B3、逆止阀Ⅱ3B4、调节阀Ⅱ3B5和安全阀Ⅱ3B6，所述高温蓄能机构3B2固定在支架Ⅱ3B1上，所述凸透镜机构3B3设置在支架Ⅱ3B1周围，所述凸透镜机构3B3将太阳光能聚焦至高温蓄能机构3B2的聚光面上，所述调节阀Ⅱ3B5、安全阀Ⅱ3B6设置于透镜聚能装置3B出口处，所述集光CO2蓄能装置3A的出口和透镜聚能装置3B的进口以调节阀Ⅰ3A5、逆止阀Ⅱ3B4相连通，所述安全阀Ⅰ3A6设置于集光CO2蓄能装置3A出口处；所述集光CO2蓄能装置3A和透镜聚能装置3B集中于一处放置或分开放置。
所述的中温蓄能机构3A2、高温蓄能机构3B2为热交换器。
在此基础上，所述集光CO2蓄能装置3A还可设置蓄热材料和隔热材料，所述中温蓄能机构3A2设置在蓄热材料中，所述中温蓄能机构3A2的非集光面为隔热材料所包覆。
在此基础上，所述透镜聚能装置3B还可设置蓄热材料和隔热材料，所述高温蓄能机构3B2设置在蓄热材料中，所述高温蓄能机构3B2的非聚光面为隔热材料所包覆。
上述的热交换器为箱式热交换器和/或板式热交换器和/或盘式热交换器和/或螺旋绕管式热交换器和/或列管式热交换器，工作介质为CO2流体。
所述的稳流调节器4为将太阳能CO2蓄能装置产生的波动的和/或不同温度不同热能密度的高压热态CO2流体调整为等压热态超临界CO2流体的装置。
参照图7，所述稳流调节器4包括稳流调节器本体41、导流混合机构42、进口管路43和出口管路44；所述导流混合机构42设置在稳流调节器本体41内，所述进口管路43和出口管路44均设置在稳流调节器本体41上；所述进口管路43与太阳能CO2蓄能装置的出口连接；所述出口管路44与涡轮机/活塞式膨胀机5的进口连接；所述进口管路43上设置有第一温压感应器431、流量计432、分配器433、第三逆止阀434；所述出口管道44设置有调压阀441、第二温压感应器442；所述导流混合机构42包括螺旋叶片421、折流板422或多孔板423中的至少一种。
波动的、不同温度和不同热能密度的高压热态超临界CO2流体经太阳能CO2蓄能装置的出口流出后，进入进口管路43，通过第一温压感应器431检测管路中的超临界CO2流体的温度和压力，依照涡轮机/活塞式膨胀机5发电需要的超临界CO2流体的温度和压力，通过流量计432检测流量，分配器433控制管路上各种超临界CO2流体的流量，使得进入稳流调节器本体41内的超临界CO2流体经过导流混合机构42的作用后，出口管路44上的第二温压感应器442检测管路中输出的等压等温的超临界CO2流体的温度和压力符合要求。
所述的回热器为回收涡轮机/活塞式膨胀机出口流出的低压CO2流体的余热的装置，经冷却器冷却、压缩机压缩的CO2流体送人回热器回收余热后进入太阳能CO2蓄能装置蓄能，进一步提高装备系统的发电效率。
实施例1
参照图2，一种设有2套太阳能CO2蓄能装置的装备系统示意图，主要包括液态CO2储罐1、CO2高压泵送装置2、太阳能CO2蓄能装置3、第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ、稳流调节器4、涡轮机5、发电机6、回热器7、冷却器8和压缩机9，所述液态CO2储罐1的出口经第一管道阀101与CO2高压泵送装置2的进口相连通，所述CO2高压泵送装置2出口经第一逆止阀201与第一三通阀202相连通，第一三通阀202与第三三通阀203相连通，第三三通阀203经第二管道阀301与太阳能CO2蓄能装置3进口相连通，所述太阳能CO2蓄能装置3出口经第三管道阀302、第四管道阀402与稳流调节器4进口相连通，第三三通阀203经第九管道阀301ˊ与第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ进口相连通，第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ出口经第十管道阀302ˊ、第十一管道阀403与稳流调节器4进口相连通，所述稳流调节器4出口经第五管道阀401与涡轮机5进口相连通，所述涡轮机5与发电机6连接，等压热态超临界CO2流体通过涡轮机5作功驱动发电机6发电，所述涡轮机5的出口经回热器7与冷却器8相连，带余热的CO2从涡轮机5出口经回热器7进行热交换后进冷却器8，所述冷却器8出口与压缩机9的进口相连通，CO2工质通过第六管道阀801进入冷却器8、压缩机9，所述压缩机9出口与第二三通阀104相连通，第二三通阀104经第七管道阀103、第二逆止阀102与液态CO2储罐1的进口相连通，第二三通阀104经第二逆止阀105、第八管道阀106与回热器7的高压流体进口相连通，所述回热器7的高压流体出口与第一三通阀202相连通，进而与太阳能CO2蓄能装置3、第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ相连通。系统超临界CO2流体压力稳定在一定压力范围时，可关闭CO2高压泵送装置2及第七管道阀103，超临界CO2流体在压缩机9的作用下实现CO2循环发电。
所述的太阳能CO2蓄能装置、稳流调节器在前文已进行描述，在此不在赘述。
实施例2
参照图3，一种设有2套液体CO2储罐+3套高压泵+3套太阳能CO2蓄能装置的装备系统，主要包括液态CO2储罐1、第二液态CO2储罐1ˊ、CO2高压泵送装置2、第二CO2高压泵送装置2ˊ、第三CO2高压泵送装置2〞、太阳能CO2蓄能装置3、第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ、 第三太阳能CO2蓄能装置3〞、稳流调节器4、涡轮机5、发电机6、回热器7、冷却器8和压缩机9，所述液态CO2储罐1、第二液态CO2储罐1ˊ的进口经第二逆止阀102、第七管道阀103、第二三通阀104、第十二管道阀103ˊ、第三逆止阀102ˊ相连通，所述液态CO2储罐1的出口经第一管道阀101与CO2高压泵送装置2的进口相连通，所述CO2高压泵送装置2出口经第一逆止阀201与第一三通阀202相连通，第一三通阀202经第二管道阀301与太阳能CO2蓄能装置3进口相连通，所述太阳能CO2蓄能装置3出口经第三管道阀302、第四管道阀402与稳流调节器4进口相连通，第一三通阀202与分配阀701相连通，所述第二液态CO2储罐1ˊ、液态CO2储罐1分别经第十三管道阀202ˊ、第十四管道阀203ˊ与第二CO2高压泵送装置2ˊ的进口相连通，第二CO2高压泵送装置2ˊ出口经第四逆止阀201ˊ与第三三通阀203相连通，第三三通阀203经第十五管道阀301ˊ与第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ进口相连通，第二太阳能CO2蓄能装置3ˊ出口经第十六管道阀302ˊ、第十一管道阀403与稳流调节器4进口相连通，第三三通阀203与分配阀701相连通，第二液态CO2储罐1ˊ经第十七管道阀101ˊ与第三CO2高压泵送装置2〞的进口相连通，第三CO2高压泵送装置2〞出口经第五逆止阀201〞与第四三通阀202〞相连通，第四三通阀202〞经第十八管道阀301〞与第三太阳能CO2蓄能装置3〞进口相连通，第三太阳能CO2蓄能装置3〞出口经第十九管道阀302〞、第二十管道阀404与稳流调节器4进口相连通，第四三通阀202〞与分配阀701相连通，所述稳流调节器4出口经第五管道阀401与涡轮机5进口相连通，所述涡轮机5与发电机6连接，等压热态超临界CO2流体通过涡轮机5作功驱动发电机6发电，所述涡轮机5出口经回热器7与冷却器8相连，带余热的CO2从涡轮机5出口经回热器7进行热交换后进冷却器8，所述冷却器8出口与压缩机9的进口连通，CO2工质通过第六管道阀801进入冷凝器8、压缩机9，所述压缩机9出口与第五三通阀107连通，第五三通阀107与第二三通阀104连通，第五三通阀107经第二逆止阀105、第八管道阀106与回热器7的高压流体进口连通，回热器7的高压流体出口与分配阀701连通。
所述的太阳能CO2蓄能装置、稳流调节器在前文已进行描述，在此不在赘述。
实施例3
参照图4，一种设有5套太阳能CO2蓄能装置并联CO2循环发电的装备系统，主要包括液态CO2储罐1、CO2高压泵送装置2、5套太阳能CO2蓄能装置、稳流调节器4、涡轮机5、发电机6、回热器7、冷却器8和压缩机9，所述的5套太阳能CO2蓄能装置包括5套集光CO2蓄能装置3A和5套透镜聚能装置3B，5套集光CO2蓄能装置3A进口串联，每套集光CO2蓄能装置3A的出口分别与透镜聚能装置3B的进口相连，5套透镜聚能装置3B的出口串联，所述的液态CO2储罐1的出口经第一管道阀101与CO2高压泵送装置2的进口相连通，CO2高压泵送装置2出口经第一逆止阀201与第一三通阀202连通，第一三通阀202经第二管道阀301与5套集光CO2蓄能装置3A串联入口相连通，5套透镜聚能装置3B串联出口经第三管道阀302、第四管道阀402与稳流调节器4进口连通，稳流调节器4出口经第五管道阀401与涡轮机5进口连通，涡轮机5与发电机6连接，等压热态超临界CO2流体通过涡轮机5作功驱动发电机6发电，涡轮机5出口经回热器7与冷却器8相连，带余热的CO2从涡轮机5出口经回热器7进行热交换后，进冷却器8进口，冷却器8出口与压缩机9的进口连通，CO2工质通过第六管道阀801进入冷凝器8、压缩机9，压缩机9出口与第二三通阀104连通，第二三通阀104经第七管道阀103、第二逆止阀102与液态CO2储罐1的进口连通，第二三通阀104经第三逆止阀105、第八管道阀106与回热器7的高压流体进口连通，回热器7的高压流体出口与第一三通阀202连通。系统超临界CO2流体压力稳定在一定压力范围时，可关闭CO2高压泵送装置2及第七管道阀103，超临界CO2流体在压缩机9的作用下实现CO2循环发电。
如图6所示，一种5套太阳能CO2蓄能装置的结构，包括5套集光CO2蓄能装置（集光CO2蓄能装置A、集光CO2蓄能装置A1、集光CO2蓄能装置A2、集光CO2蓄能装置A3、集光CO2蓄能装置A4）和5套透镜聚能装置（透镜聚能装置B、透镜聚能装置B1、透镜聚能装置B2、透镜聚能装置B3、透镜聚能装置B4），5套集光CO2蓄能装置的调节阀Ⅰ出口与5台透镜聚能装置B的逆止阀Ⅱ入口单独分别相连，5台集光CO2蓄能装置的逆止阀Ⅰ入口相连，5台透镜聚能装置的调节阀Ⅱ出口相连，呈半圆形布置，节省空间，可分散布置以管道连接，便于随地形地貌或建构筑物布置。
所述中温蓄热机构采用热交换器，可为板式热交换器201b及盘式/螺旋绕管式空心管热交换器201c，蓄热材料使用显热蓄热材料205a和吸附蓄热材料205d；高温蓄热机构采用热交换器，可为板式热交换器501b及盘式/螺旋绕管式空心管热交换器501c，蓄热材料使用相变蓄热材料505b及热化学蓄热材料505c。
所述的太阳能CO2蓄能装置，以CO2为工质，先以集光CO2蓄能装置中的液化CO2流体直接吸收蓄集的80℃～300℃的日光热能后，再进入透镜聚能装置继续吸收凸透镜聚焦阳光产生的300℃～1000℃高温热能，液化CO2经中低温和高温两级蓄能后，转化为高蓄能密度的高压热态超临界CO2流体。

Claims (10)

1.适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：主要包括太阳能CO2蓄能装置、稳流调节器、液态CO2储罐、CO2高压泵送装置、涡轮机/活塞式膨胀机、发电机、回热器、冷却器和压缩机，所述太阳能CO2蓄能装置包括集光CO2蓄能装置和透镜聚能装置，所述液态CO2储罐的出口与CO2高压泵送装置的进口相连通，所述CO2高压泵送装置出口与集光CO2蓄能装置进口相连通，所述集光CO2蓄能装置出口与透镜聚能装置进口相连通，所述透镜聚能装置出口与稳流调节器进口连通，所述稳流调节器出口与涡轮机/活塞式膨胀机进口连通，所述涡轮机/活塞式膨胀机与发电机轴连接，所述涡轮机/活塞式膨胀机的出口经回热器与冷却器连接，所述冷却器出口与压缩机的进口相连通，所述压缩机出口分别与液态CO2储罐的进口相连通、回热器的高压流体进口连通，所述回热器的高压流体出口与太阳能CO2蓄能装置相连通。
2.根据权利要求1所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述的太阳能CO2蓄能装置为经CO2高压泵送装置和/或压缩机送入的CO2在集光CO2蓄能装置吸收蓄集的80℃～300℃的日光热能后，进入透镜聚能装置继续吸收凸透镜聚焦阳光产生的300℃～1000℃高温热能，转化为高蓄能密度的高压热态超临界CO2流体的装置。
3.根据权利要求2所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述的集光CO2蓄能装置主要包括支架Ⅰ、中温蓄能机构、反射机构、逆止阀Ⅰ、调节阀Ⅰ和安全阀Ⅰ，所述中温蓄能机构固定在支架Ⅰ上，所述反射机构设置在支架Ⅰ周围，所述反射机构将太阳光能聚集至中温蓄能机构的集光面上，所述逆止阀Ⅰ设置于集光CO2蓄能装置入口处；所述的透镜聚能装置主要包括支架Ⅱ、高温蓄能机构、凸透镜机构、逆止阀Ⅱ、调节阀Ⅱ和安全阀Ⅱ，所述高温蓄能机构固定在支架Ⅱ上，所述凸透镜机构设置在支架Ⅱ周围，所述凸透镜机构将太阳光能聚焦至高温蓄能机构的聚光面上，所述调节阀Ⅱ、安全阀Ⅱ设置于透镜聚能装置出口处，所述集光CO2蓄能装置的出口和透镜聚能装置的进口以调节阀Ⅰ、逆止阀Ⅱ相连通，所述安全阀Ⅰ设置于集光CO2蓄能装置出口处；所述集光CO2蓄能装置和透镜聚能装置集中于一处放置或分开放置。
4.根据权利要求3所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述的中温蓄能机构、高温蓄能机构为热交换器。
5.根据权利要求4所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述集光CO2蓄能装置还设有蓄热材料和隔热材料，所述中温蓄能机构设置在蓄热材料中，所述中温蓄能机构的非集光面为隔热材料所包覆。
6.根据权利要求5所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述透镜聚能装置还设有蓄热材料和隔热材料，所述高温蓄能机构设置在蓄热材料中，所述高温蓄能机构的非聚光面为隔热材料所包覆。
7.根据权利要求6所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述的太阳能CO2蓄能装置为2套以上并联使用。
8.根据权利要求4所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述的热交换器为箱式热交换器和/或板式热交换器和/或盘式热交换器和/或螺旋绕管式热交换器和/或列管式热交换器，工作介质为CO2流体。
9.根据权利要求1或2所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述的稳流调节器为将太阳能CO2蓄能装置产生的波动的和/或不同温度不同热能密度的高压热态CO2流体调整为等压热态超临界CO2流体的装置。
10.根据权利要求9所述的适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统，其特征在于：所述稳流调节器包括稳流调节器本体、导流混合机构、进口管路和出口管路；所述导流混合机构设置在稳流调节器本体内，所述进口管路和出口管路均设置在稳流调节器本体外侧上；所述进口管路与太阳能CO2蓄能装置的出口连接；所述出口管路与涡轮机/活塞式膨胀机的进口连接。
CN201720406993.1U 2017-04-18 2017-04-18 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统 Withdrawn - After Issue CN206668349U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201720406993.1U CN206668349U (zh) 2017-04-18 2017-04-18 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201720406993.1U CN206668349U (zh) 2017-04-18 2017-04-18 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206668349U true CN206668349U (zh) 2017-11-24

Family

ID=60372490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201720406993.1U Withdrawn - After Issue CN206668349U (zh) 2017-04-18 2017-04-18 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206668349U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106870039A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 长沙紫宸科技开发有限公司 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统
CN115264679A (zh) * 2022-06-29 2022-11-01 中南大学 一种以co2水合物为蓄冷材料的跨季节蓄冷系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106870039A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 长沙紫宸科技开发有限公司 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统
CN106870039B (zh) * 2017-04-18 2019-01-22 长沙紫宸科技开发有限公司 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统
CN115264679A (zh) * 2022-06-29 2022-11-01 中南大学 一种以co2水合物为蓄冷材料的跨季节蓄冷系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104405599B (zh) 一种利用太阳能的燃气‑超临界二氧化碳联合动力发电系统
JP5541603B2 (ja) 多機能太陽エネルギーコージェネレーションシステム
CN101877561B (zh) 太阳能综合利用系统
CN102062052A (zh) 风光互补的储能与发电一体化系统及流程
CN104813131A (zh) 包括组合的加热和冷却机的热能储存系统及使用该热能储存系统的方法
CN208473133U (zh) 一种建筑与可再生能源一体化综合利用系统
CN103993922B (zh) 一种低温余热co2朗肯循环系统
CN106870043A (zh) 利用地热能实现二氧化碳循环发电的装备系统及方法
Kalyani et al. Green energy: The need of the world
CN112502925B (zh) 太阳能地热能联合驱动的跨临界二氧化碳发电系统及方法
CN111102143A (zh) 一种地热光热复合式连续发电系统
CN206668349U (zh) 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统
Zhao et al. The feasibility survey of an autonomous renewable seawater reverse osmosis system with underwater compressed air energy storage
CN106917728A (zh) 利用地热能和太阳能的清洁发电装备系统及方法
CN202991373U (zh) 太阳能与风能互补型热、电联产系统
CN202073729U (zh) 大气层温差发电装置
CN106988972B (zh) 适应于乡村以太阳能为能源的二氧化碳循环发电的方法
CN106870039B (zh) 适用于乡村以太阳能为能源二氧化碳循环发电的装备系统
CN108757289A (zh) 一种综合使用海上可再生能源的集成发电装置
CN102182661A (zh) 大气层温差发电装置
CN206917689U (zh) 一种适用于乡村的二氧化碳循环发电的装备系统
CN206785572U (zh) 利用地热能和太阳能的清洁发电装备系统
CN206739657U (zh) 一种用于二氧化碳循环发电的太阳能二氧化碳蓄能器
CN106884690B (zh) 适应于乡村的二氧化碳循环发电的方法
CN107044306A (zh) 适用于乡村的二氧化碳循环发电的装备系统

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20171124

Effective date of abandoning: 20190122