CN213019562U - 一种复合能蒸汽供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合能蒸汽供应系统，属于蒸汽供应设备技术领域，包括储能罐、余热回收装置、太阳能集热装置、蒸汽发生器和预热器，余热回收装置、蒸汽发生器和预热器构成第一循环回路，太阳能集热装置与余热回收装置并联，且与蒸汽发生器和预热器构成第二循环回路，储能罐内具有第一换热通路和第二换热通路，第一换热通路与蒸汽发生器和预热器构成第三循环回路，第二换热通路与余热回收装置构成第四循环回路，且该换热通路与太阳能集热装置构成第五循环回路，储能罐内充设有储能介质；第一循环回路、第二循环回路以及第三循环回路中至少一个连通。能够利用太阳能和工业余热来产生蒸汽，实现了利用太阳能和工业余热来产生蒸汽。

Description

一种复合能蒸汽供应系统

技术领域

本实用新型涉及蒸汽供应设备技术领域，尤其涉及一种复合能蒸汽供应系统。

背景技术

水热蒸汽是最为常用的工业热源和工作介质，应用非常广泛。传统的蒸汽发生是依靠燃煤或燃油锅炉，由于燃煤锅炉烟气排放对空气污染严重，已经被污染相对较小的燃油孤立替代，但是燃油锅炉的使用成本较燃煤锅炉高的多，给使用企业带来了生产成本的加大。近年来，电热锅炉以其使用清洁能源而应用越来越防范，但是由于电力资源分布不均衡，经常发生限电或电路不足的情况，同时电热锅炉的使用成本也较高。

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，而且工业生产过程中一般会产生高温烟气或者高温废水，因此如何能将太阳能和工业生产中的余热集合起来，将有助于降低蒸汽的使用成本，又有利于保护环境，有着积极长远的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合能蒸汽供应系统，以实现利用太阳能和工业余热来产生蒸汽，保护环境并降低蒸汽的使用成本。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种复合能蒸汽供应系统，包括储能罐、余热回收装置、太阳能集热装置、蒸汽发生器和预热器，所述余热回收装置、所述蒸汽发生器和所述预热器构成第一循环回路，所述太阳能集热装置与所述余热回收装置并联，且与所述蒸汽发生器和所述预热器构成第二循环回路，所述储能罐内具有第一换热通路和第二换热通路，所述第一换热通路与所述蒸汽发生器和所述预热器构成第三循环回路，所述第二换热通路与所述余热回收装置构成第四循环回路，且该换热通路与所述太阳能集热装置构成第五循环回路，所述储能罐内充设有储能介质；

所述第一循环回路、所述第二循环回路以及所述第三循环回路中至少一个连通以使所述蒸汽发生器产生蒸汽。

进一步地，所述复合能蒸汽供应系统还包括电加热机构，所述电加热机构设置于所述储能罐内，所述电加热机构被配置为能够利用谷电加热所述储能介质。

进一步地，所述余热回收装置内设置有第一通路和第二通路，所述第一通路的两端分别通过第一管路和第二管路连接于所述蒸汽发生器和所述预热器，所述蒸汽发生器通过第三管路连接于所述预热器，所述第一通路内具有所述循环介质，所述第二通路连接于余热热源。

进一步地，所述蒸汽发生器内设置有第三通路和第四通路，所述预热器内设置有第五通路和第六通路，所述第三通路的进口连接于所述第一管路，所述第三通路的出口通过所述第三管路连接于所述第四通路的进口，所述第四通路的出口连接于所述第二管路，所述第五通路通过第四管路连接于所述第六通路，所述第六通路通过所述第四管路向所述第四通路内输送热水。

进一步地，所述太阳能集热装置包括加热通道，所述加热通道一端通过第五管路连接于所述第一管路，另一端通过第六管路连接于所述第二管路。

进一步地，所述储能罐内的所述第二换热通路一端通过第七管路连接于所述第五管路，另一端通过第八管路连接于所述第一管路，所述第八管路与所述第一管路的连接点位于所述第六管路与所述第一管路的连接点和所述蒸汽发生器之间。

进一步地，所述储能罐内的所述第一换热通路一端通过第九管路连接于所述第一管路，且所述第九管路与所述第一管路的连接点位于所述蒸汽发生器和所述第八管路与所述第一管路的连接点之间，另一端通过第十管路连接于所述第二管路，且所述第十管路与所述第二管路的连接点位于所述预热器和所述第五管路与所述第二管路的连接点之间，所述循环介质能够与所述储能介质进行热交换提高温度，并在所述蒸汽发生器内放出热量以产生蒸汽。

进一步地，所述太阳能集热装置包括多个太阳能槽式集热器，多个所述太阳能槽式集热器连接形成所述加热通道。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的复合能蒸汽供应系统，通过设置储能罐、余热回收装置、太阳能集热装置、蒸汽发生器和预热器，能够利用太阳能和工业余热来产生蒸汽，并且能够利用储能罐内的储能介质储存太阳能集热装置和/或余热回收装置产生的多余的热量，实现了利用太阳能和工业余热来产生蒸汽，相比于现有技术，不仅能够污染物的排放，保护环境，而且能够降低蒸汽的生产和使用成本。并且通过设置预热器，能够利用从蒸汽发生器内流出的循环介质对进入到蒸汽发生器内的水进行预热，从而能够充分利用循环介质的热量，提高蒸汽的产生效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的复合能蒸汽供应系统的示意图。

图中：

1、储能罐；2、余热回收装置；3、太阳能集热装置；4、蒸汽发生器；5、预热器；

101、第一管路；102、第二管路；103、第三管路；104、第四管路；105、第五管路；106、第六管路；107、第七管路；108、第八管路；109、第九管路；110、第十管路；

201、第一控制阀；202、第二控制阀；203、第三控制阀；204、第四控制阀；205、第五控制阀；206、第六控制阀；207、第七控制阀；208、第八控制阀；209、第九控制阀；

301、第一循环泵；302、第二循环泵；303、第三循环泵。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种复合能蒸汽供应系统，主要利用工业余热以及太阳能产生高温蒸汽，以供工业生产的需求使用，并且采用储能材料将富余的太阳能及工业余热以热能的形式储存起来，在工业余热和/或太阳能不足时放出以用于产生高温蒸汽。

具体地，如图1所示，该复合能蒸汽能供应系统包括储能罐1、余热回收装置2、太阳能集热装置3、蒸汽发生器4和预热器5。

其中余热回收装置2、蒸汽发生器4和预热器5构成第一循环回路。太阳能集热装置3与余热回收装置2并联，且太阳能集热装置3与蒸汽发生器4和预热器5构成第二循环回路。储能罐1内具有第一换热通路和第二换热通路，第一换热通路与蒸汽发生器4和预热器5构成第三循环回路，第二换热通路与余热回收装置2构成第四循环回路，且该第二换热通路与太阳能集热装置3构成第五循环回路。第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路和第五循环回路内充设有循环介质，储能罐1内充设有储能介质。上述第一循环回路、第二循环回路以及第三循环回路中至少一个连通，以使蒸汽发生器4产生蒸汽。

在本实施例中，循环介质可以为水或导热油等，而储能介质可以为显热材料，比如水和导热油等，也可以为相变材料，比如石英砂复合熔盐等。本实施例对循环介质和储能介质不做具体限制。

可以理解的是，在第一循环回路内，循环介质可在余热回收装置2内吸收热量，并在蒸汽发生器4内放出热量用以产生蒸汽，随后在预热器5继续放热，以对进入到蒸汽发生器4内的水进行预热。在第二循环回路内，循环介质可在太阳能集热装置2内吸收热量，并在蒸汽发生器4内放出热量用以产生蒸汽，随后在预热器5继续放热，以对进入到蒸汽发生器4内的水进行预热。在第三循环回路内，循环介质可在储能罐1内吸收热量，此时储能罐1内的储能介质放出热量，随后吸收热量的循环介质在蒸汽发生器4内放出热量用以产生蒸汽，随后在预热器5继续放热，以对进入到蒸汽发生器4内的水进行预热。在第四循环回路内，循环介质在余热回收装置2中吸收热量，随后在储能罐1内放出热量以加热储能罐1内的储能介质，储能介质吸收热量，实现热量的储存。在第五循环回路内，循环介质在太阳能集热装置3中吸收热量，随后在储能罐1内放出热量以加热储能罐1内的储能介质，储能介质吸收热量，实现热量的储存。

如图1所示，余热回收装置2内设置有第一通路和第二通路，第一通路的两端分别通过第一管路101和第二管路102连接于蒸汽发生器4和预热器5，蒸汽发生器4通过第三管路103连接于预热器5，第一通路内流通循环介质，第二通路连接于余热热源，余热热源可以为燃烧锅炉等，因此第二通路可通过高温烟气或者高温废水，此时循环介质和高温烟气或高温废水进行热交换，循环介质吸收热量温度升高，高温烟气或高温废水放出热量，温度降低。

蒸汽发生器4内设置有第三通路和第四通路，预热器5内设置有第五通路和第六通路，第三通路的进口连接于第一管路101，第三通路的出口通过第三管路103连接于第四通路的进口，第四通路的出口连接于第二管路102。第五通路通过第四管路104连接于第六通路，第六通路通过第四管路104向第四通路内输送热水。可以理解的是，通过第四管路104进入到蒸汽发生器4的水在预热器5内与循环介质进行热交换而被预热，从而在进入到蒸汽发生器4内能够快速吸收热量生成蒸汽。

太阳集热装置3包括多个太阳能槽式集热器，多个太阳能槽式集热器通过并联、串联或者串联与并联的形式连接形成一个加热通道，加热通道一端通过第五管路105连接于第一管路101，另一端通过第六管路106连接于第二管路102。因此太阳能热装置3和余热回收装置2并联连接，从而能够通过太阳能和/或回收余热的方式来产生蒸汽。

储能罐1内的第二换热通路一端通过第七管路107连接于第五管路105，另一端通过第八管路108连接于第一管路101，第八管路108与第一管路101的连接点位于第六管路106与第一管路101的连接点和蒸汽发生器4之间。储能罐1内的第一换热通路一端通过第九管路109连接于第一管路101，且第九管路109与第一管路101的连接点位于第八管路108与第一管路101的连接点和蒸汽发生器4之间，另一端通过第十管路110连接于第二管路102，且第十管路110与第二管路102的连接点位于第五管路105与第二管路102的连接点和预热器5之间。

此外，为了实现第一循环回路、第二循环回路以及第三循环回路中至少一个连通以使蒸汽发生器4产生蒸汽；第四循环回路和第五循环回路中至少一个连通以对储能介质加热，实现热量的储存。在本实施例中，第一管路101上设置有第一控制阀201和第二控制阀202，第一控制阀201位于余热回收装置2和第六管路106与第一管路101的连接点之间，第二控制阀202位于第八管路108与第一管路101的连接点和第九管路109与第一管路的101连接点之间。第二管路102上设置有第三控制阀203和第四控制阀204，第三控制阀203位于余热回收装置2和第五管路105与第二管路102的连接点之间，第四控制阀204位于第五管路105与第二管路102的连接点和第十管路110与第二管路102的连接点之间。第五管路105上设置有第五控制阀205和第六控制阀206，第五控制阀205位于第七管路107与第五管路105的连接点和第五管路105与第二管路102的连接点之间，第六控制阀206位于第七管路107和第五管路105的连接点和太阳能集热装置3之间。第六管路106上设置有第七控制阀207，第八管路108上设置有第八控制阀208，第十管路110上设置有第九控制阀209。

另外，为了实现循环介质能够在第一循环回路和第二循环回路内循环流动，第二管路101上设置有第一循环泵301，第一循环泵301位于第四控制阀204和第五管路105与第二管路102的连接点之间。为了实现循环介质能够在第四循环回路和第五循环回路内循环流动，第七管路107上设置有第二循环泵302。为了实现循环介质能够在第三循环回路内循环流动，第九管路109上设置有第三循环泵303。

本实施例提供的复合能蒸汽供应系统还包括电加热机构，电加热机构设置于储能罐内，电加热机构能够利用谷电加热储能介质。电加热机构可以为电阻丝或者PTC加热器，本实施例对电加热机构不做具体限制。通过设置电加热机构，能够在夜间利用谷电加热储能介质，通过储能介质储存热量，并在白天用电高峰时期放出热量以产生蒸汽，起到削峰填谷的作用。并且与余热回收装置2和太阳能集热装置3相配合，实现该复合能蒸汽供应系统供应蒸汽的连续性和稳定性。

以下将对该复合能蒸汽供应系统的工作过程进行详细的描述。

1、第五控制阀205、第六控制阀206、第七控制阀207、第八控制阀208以及第九控制阀209关闭，第一控制阀201、第二控制阀202、第三控制阀203及第四控制阀204开启，第一循环泵301工作，循环介质在余热回收装置2的第一通路内吸收高温烟气或高温废水的热量，温度升高，随后通过第一管路101进入到蒸汽发生器4内，在蒸汽发生器4内循环介质放出热量，以使得蒸汽发生器4的水吸热蒸发而生成蒸汽。从蒸汽发生器4内流出的循环介质进入到预热器5内，在预热器5内，循环介质放出热量温度进一步降低，预热器5内的水吸收热量，经过预热后进入到蒸汽发生器1内。从预热器5内流出的循环介质再次流入到余热回收装置2的第一通路内，完成循环介质的循环。

2、第一控制阀201、第三控制阀203、第八控制阀208以及第九控制阀209关闭，第四控制阀204、第五控制阀205、第六控制阀206以及第七控制阀207开启，第一循环泵301工作，循环介质在太阳能集热装置3的加热通道被加热温度升高，随后通过第七管路107和第一管路101进入到蒸汽发生器4内，在蒸汽发生器4内循环介质放出热量，以使得蒸汽发生器4的水吸热蒸发而生成蒸汽。从蒸汽发生器4内流出的循环介质进入到预热器5内，在预热器5内，循环介质放出热量温度进一步降低，预热器5内的水吸收热量，经过预热后进入到蒸汽发生器4内。从预热器5内流出的循环介质经过第一管路101和第五管路105流回到太阳集热装置3内，完成循环介质的循环。

3、第四控制阀204和第二控制阀202关闭，第九控制阀209开启，第三循环泵303工作，循环介质在储能罐1内吸收热量，温度升高，此时储能罐1内的储能介质放出热量，温度升高之后的循环介质通过第九管路109进入到蒸汽发生器4内，在蒸汽发生器4内循环介质放出热量，以使得蒸汽发生器4的水吸热蒸发而生成蒸汽。从蒸汽发生器4内流出的循环介质进入到预热器5内，在预热器5内，循环介质放出热量温度进一步降低，预热器5内的水吸收热量，经过预热后进入到蒸汽发生器4内。从预热器5内流出的循环介质经过第十管路110流回到储能罐1的换热通路内，完成循环介质的循环。

4、第二控制阀202、第六控制阀206及第七控制阀207关闭，第五控制阀205、第三控制阀203、第一控制阀201及第八控制阀208开启，第二循环泵302工作，循环介质在余热回收装置2内吸收热量，随后通过管路进入到储能罐1的第二换热通路内，在第二换热通路内，循环介质放出热量，温度降低后的循环介质再次流回到余热回收装置3内吸收热量，而储能介质吸收热量，温度升高，实现热量的储存。

5、第五控制阀205、第一控制阀201和第二控制阀202关闭，第六控制阀206、第七控制阀207和第八控制阀208开启，第二循环泵302工作，循环介质在太阳能集热装置3内被加热而温度升高，随后通过管路进入到储能罐1的第二换热通路内，在第二换热通路内，循环介质放出热量，温度降低后的循环介质再次流回到余热回收装置2内吸收热量，而储能介质吸收热量，温度升高，实现热量的储存。

综上，本实施例提供的复合能蒸汽供应系统，通过设置储能罐1、余热回收装置2、太阳能集热装置3、蒸汽发生器4和预热器5，能够利用太阳能和工业余热来产生蒸汽，并且能够利用储能罐1内的储能介质储存太阳能集热装置3和/或余热回收装置2产生的多余的热量，实现了利用太阳能和工业余热来产生蒸汽，相比于现有技术，不仅能够污染物的排放，保护环境，而且能够降低蒸汽的生产和使用成本。并且通过设置预热器5，能够利用从蒸汽发生器4内流出的循环介质对进入到蒸汽发生器4内的水进行预热，从而能够充分利用循环介质的热量，提高蒸汽的产生效率。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种复合能蒸汽供应系统，其特征在于，包括储能罐(1)、余热回收装置(2)、太阳能集热装置(3)、蒸汽发生器(4)和预热器(5)，所述余热回收装置(2)、所述蒸汽发生器(4)和所述预热器(5)构成第一循环回路，所述太阳能集热装置(3)与所述余热回收装置(2)并联，且与所述蒸汽发生器(4)和所述预热器(5)构成第二循环回路，所述储能罐(1)内具有第一换热通路和第二换热通路，所述第一换热通路与所述蒸汽发生器(4)和所述预热器(5)构成第三循环回路，所述第二换热通路与所述余热回收装置(2)构成第四循环回路，且该换热通路与所述太阳能集热装置(3)构成第五循环回路，所述储能罐(1)内充设有储能介质；

所述第一循环回路、所述第二循环回路以及所述第三循环回路中至少一个连通以使所述蒸汽发生器(4)产生蒸汽。

2.根据权利要求1所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述复合能蒸汽供应系统还包括电加热机构，所述电加热机构设置于所述储能罐(1)内，所述电加热机构被配置为能够利用谷电加热所述储能介质。

3.根据权利要求1所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述余热回收装置(2)内设置有第一通路和第二通路，所述第一通路的两端分别通过第一管路(101)和第二管路(102)连接于所述蒸汽发生器(4)和所述预热器(5)，所述蒸汽发生器(4)通过第三管路(103)连接于所述预热器(5)，所述第一通路内具有循环介质，所述第二通路连接于余热热源。

4.根据权利要求3所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(4)内设置有第三通路和第四通路，所述预热器(5)内设置有第五通路和第六通路，所述第三通路的进口连接于所述第一管路(101)，所述第三通路的出口通过所述第三管路(103)连接于所述第四通路的进口，所述第四通路的出口连接于所述第二管路(102)，所述第五通路通过第四管路(104)连接于所述第六通路，所述第六通路通过所述第四管路(104)向所述第四通路内输送热水。

5.根据权利要求4所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述太阳能集热装置(3)包括加热通道，所述加热通道一端通过第五管路(105)连接于所述第一管路(101)，另一端通过第六管路(106)连接于所述第二管路(102)。

6.根据权利要求5所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述储能罐(1)内的所述第二换热通路一端通过第七管路(107)连接于所述第五管路(105)，另一端通过第八管路(108)连接于所述第一管路(101)，所述第八管路(108)与所述第一管路(101)的连接点位于所述第六管路(106)与所述第一管路(101)的连接点和所述蒸汽发生器(4)之间。

7.根据权利要求6所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述储能罐(1)内的所述第一换热通路一端通过第九管路(109)连接于所述第一管路(101)，且所述第九管路(109)与所述第一管路(101)的连接点位于所述蒸汽发生器(4)和所述第八管路(108)与所述第一管路(101)的连接点之间，另一端通过第十管路(110)连接于所述第二管路(102)，且所述第十管路(110)与所述第二管路(102)的连接点位于所述预热器(5)和所述第五管路(105)与所述第二管路(102)的连接点之间，所述循环介质能够与所述储能介质进行热交换提高温度，并在所述蒸汽发生器(4)内放出热量以产生蒸汽。

8.根据权利要求5所述的复合能蒸汽供应系统，其特征在于，所述太阳能集热装置(3)包括多个太阳能槽式集热器，多个所述太阳能槽式集热器连接形成所述加热通道。

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