CN217176735U - 联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏技术领域，具体而言涉及联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，包括光伏冷却系统和尿素运输系统；所述光伏冷却系统包括安装到光伏组件的光伏组件冷却器，所述光伏组件冷却器通过换热剂管道连接到换热剂储罐，所述换热剂管道上设有换热剂循环泵，使所述换热剂储罐中的换热剂循环的经过光伏组件冷却器，换热器，包括第一换热通道和第二换热通道；本实用新型将光伏电池的冷却系统与尿素溶液存储与输运系统联合使用，通过光伏电池在运行时产生的高热量对尿素管道进行换热，在减少尿素溶液存储与输运系统的热能消耗的同时，可降低电池的温度，以提高光伏电池的发电效率。

Description

联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体而言涉及联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统。

背景技术

随着双碳工作不断推进，越来越多的光伏产品在投用，光伏发电设备与已有发电系统(例如火力发电)的联合使用成为趋势。

光伏发电系统是利用光伏电池板的光电效应，将太阳能转换成电能输出，其温度对光伏电池发电效率的影响很大，光伏电池温度每升高1℃，光伏电池输出功率降低0.4％。因此，对光伏电池进行冷却，是光伏发电系统的固定投资，也是提高发电效率的关键因素。但现有的光伏发电系统中，采用自然冷却(依靠自然环境散热)或者加装水冷循环机构，带走光伏发电的热量，耗能大，而且未能加以有效的资源化利用。

实用新型内容

本实用新型目的在于提出一种结合光伏发电系统与火力发电场站联合使用的混合发电场站中，将光伏发电系统的热能加以有效利用，提高光伏电池的发电效率，同时将其热能用来加热SCNR脱硝系统所需要的尿素溶液，防止其输送过程中的结晶。

本实用新型目的在于提供一种联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，包括光伏冷却系统和尿素运输系统；

所述光伏冷却系统包括安装到光伏组件的光伏组件冷却器，所述光伏组件冷却器通过换热剂管道连接到换热剂储罐；

所述换热剂管道上设有换热剂循环泵，用于使所述换热剂储罐中的换热剂循环地经过光伏组件冷却器；

换热器，包括第一换热通道和第二换热通道；

其中，所述尿素运输系统的尿素管道连接到所述换热器的第一换热通道，所述换热剂管道连接到所述换热器的第二换热剂管道，使所述换热剂管道和尿素管道之间进行热交换。

优选的实施例中，所述光伏组件冷却器包括两个冷却母管，分别固定到光伏背板的上部和下部；

两个所述冷却母管之间连接有多个冷却支管，位于所述光伏背板下部的所述冷却母管连接进水管，位于所述光伏背板上部的所述冷却母管连接出水管。

优选的实施例中，所述冷却母管和冷却支管具有与所述光伏背板贴合的管壁。

优选的实施例中，所述冷却母管和冷却支管的截面为矩形，且所述冷却母管和冷却支管的其中一面贴合到所述光伏背板表面。

优选的实施例中，所述尿素运输系统还包括尿素储罐和尿素泵，尿素储罐、尿素使用设备和尿素泵之间经由尿素管道连通，使所述尿素管道内的尿素被所述换热器加热后，输送至尿素使用设备进行使用，所述尿素使用设备为SNCR脱硝系统。

优选的实施例中，所述尿素运输系统还包括尿素进口阀，所述尿素进口阀设置在所述尿素泵和换热器之间，用于控制尿素溶液的流量；

优选的实施例中，所述光伏冷却系统还包括换热剂进口阀和换热剂背压阀，所述换热剂进口阀设置在所述换热剂循环泵和光伏组件冷却器之间，用于控制换热剂循环流量；

所述换热剂背压阀设置在所述光伏组件冷却器和换热器之间，用于控制光伏冷却系统的循环压力。

优选的实施例中，所述换热剂进口阀为电磁阀。

优选的实施例中，所述尿素运输系统还包括第一辅助加热系统，设置在尿素储罐内，用于向尿素储罐内的尿素加热。。

优选的实施例中，所述第一辅助加热系统为电加热系统。

优选的实施例中，所述尿素运输系统还包括第二辅助加热系统，设置在换热器与尿素使用设备之间，用于对换热器与尿素使用设备之间的尿素管道进行加热。

优选的实施例中，所述尿素管道和换热剂管道均为不锈钢管道。

与现有技术相比，本实用新型的显著有益效果在于：

在现有的火力发电场站的SNCR废气处理系统中，尿素溶液在20℃以下会产生结晶，浓度越大，结晶越严重。因此在尿素存储与输运系统中，为了防止尿素结晶与堵塞，通常需用电或蒸汽将尿素溶液加热，包括在尿素罐内的加热和管道上的加热，造成很大的能源固定消耗。

本实用新型将光伏发电系统的热能加以有效利用，结合光伏发电系统与火力发电场站联合使用的情况下，使用光伏发电系统的热能对火力发电的废气处理过程(SNCR脱销处理)所需要的尿素溶液进行加热，使得在尿素溶液在输送过程中避免或者减少结晶情况的发生，实现顺利的输送到SNCR系统进行脱销处理。

由此，本实用新型通过光伏电池在运行时产生的高热量对尿素管道进行换热，在减少尿素溶液存储与输运系统的热能消耗的同时，可降低电池的温度，以提高光伏电池的发电效率。

附图说明

图1是本实用新型所示的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统的结构示意图；

图2是本实用新型所示的光伏组件冷却器及光伏板的结构示意图；

图3是本实用新型所示的光伏组件冷却器的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

结合图1所示，本实用新型目的在于提供一种联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，包括光伏冷却系统和尿素运输系统。其中，尿素运输系统中流动介质是尿素溶液，可用于电站的SNCR脱硝系统，利于尿素进行SNCR处理。光伏冷却系统中循环流动的介质是换热剂溶液。

结合图1所示，前述SNCR脱硝系统作为本实用新型的实施例中的尿素使用设备6。

结合图1所示，光伏冷却系统包括安装到光伏组件14的光伏组件冷却器10。光伏组件冷却器10通过换热剂管道8连接到换热剂储罐13，换热剂管道8上设有换热剂循环泵9，通过换热剂循环泵9的运行，使换热剂储罐13中的换热剂能够循环地经过光伏组件冷却器10。

作为可选的示例，换热剂为冷却液，或者液态水。

结合图1-3所示，光伏组件冷却器10包括两个冷却母管17，分别固定到光伏背板18的上部和下部，两个冷却母管17之间连接有多个冷却支管19，位于光伏背板18下部的冷却母管连接进水管16，位于光伏背板18上部的冷却母管17连接出水管15。

如此，当从进水管16进入换热剂溶液后，能逐渐蔓延到出水管15，增加与光伏背板18的接触时间，充分进行换热。

可选的，冷却母管17和冷却支管19具有与光伏背板18贴合的管壁，如此获得更大的接触面积，达到更好的换热效果。

在优选的实施例中，冷却母管17和冷却支管19的截面为矩形，且冷却母管17和冷却支管19的其中一面贴合到光伏背板18表面。

进一步的，光伏冷却系统还包括换热剂进口阀11和换热剂背压阀12。

换热剂进口阀11设置在换热剂循环泵9和光伏组件冷却器10之间，用于控制换热剂循环流量。

换热剂背压阀12设置到光伏组件冷却器10和换热器5之间，用于控制光伏冷却系统的循环压力。

在可选的实施例中，换热剂进口阀11和换热剂背压阀12可均采用流量控制阀，例如商用的电磁阀。

换热器5包括第一换热通道和第二换热通道，两个换热通道之间相互隔离，可通过辐射换热。

结合图示，其中的尿素运输系统的尿素管道1连接到换热器的第一换热通道，换热剂管道8连接到换热器5的第二换热剂管道，如此，换热剂管道8和尿素管道1之间热量交换。

在可选的实施例中，换热器5可选择列管式换热器，包括两组液体进入出口，其中一组进出口对应于第一换热通道，例如采用管式通道，尤其是螺旋式的管式结构；领主进出口对应第二换热通道，例如采用折流板隔开的内腔通道，螺旋式的管式结构位于内腔通道内并且二者之间，螺旋式的管式结构内流过的介质，即尿素溶液，可基于螺旋式的管式结构与采用折流板隔开的内腔通道内流过的介质(即换热剂)进行热交换，实现对尿素的加热。

结合图1所示，尿素运输系统还包括尿素储罐2和尿素泵3，尿素储罐2、尿素使用设备6和尿素泵3之间均通过尿素管道进行连通，实现尿素溶液的输送。

尿素泵可采用商用泵，用于将尿素储罐内的尿素泵出至尿素管道内，尿素管道内的尿素溶液在换热器5内经过加热后、再进入到尿素管道1内，输送至尿素使用设备6即SNCR系统进行使用，例如通过尿素喷射头喷射。

进一步的，尿素运输系统还包括尿素进口阀4，尿素进口阀4设置到尿素泵3和换热器5之间，用于控制尿素溶液循环流量。

其中，尿素进口阀4采用流量控制阀，例如商用的电磁阀。

在优选的实施例中，换热器5位于光伏组件冷却器10的输出侧，换热器5位于尿素使用设备6的输入侧。如此，可在尿素管道1中尿素溶液未进入到尿素使用设备6之前，被换热器5所加热，避免出现结晶。

进一步的，尿素运输系统还包括第一辅助加热系统，用于对尿素罐内的尿素进行加热。

其中，第一辅助加热系统的热源可以采用电能，例如电加热器进行加热；或者采用蒸汽加热，蒸汽加热装置安装在尿素储罐上。

进一步地，由于夜间光伏系统无法提供换热，尿素运输系统还包括第二辅助加热系统，设置在换热器5与尿素使用设备6之间，用于对换热器5与尿素使用设备6之间的尿素管道进行加热，以减少在该段管路上的热量损失。

优选的实施例中，所述尿素管道和换热剂管道均为不锈钢管道。

在具体的实施例中，系统运行方式如下：

尿素运输系统中，尿素泵3开启，尿素溶液在尿素管道1中循环流动。当尿素溶液流经换热器5时，尿素溶液被加热；当尿素溶液流经尿素使用设备6时，可通过尿素喷头喷射使用，进行SNCR脱销处理。

其中，可通过尿素进口阀4控制尿素溶液循环流量。

同时，在光伏组件冷却系统中，换热剂循环泵9开启，换热剂在换热剂管道8中循环流动。当换热剂通过光伏组件冷却器10时，光伏组件14被降温，换热剂被加热；当换热剂通过换热器5时，通过换热器5的两个换热通道的热交换，换热剂被降温，尿素溶液被加热，从而实现对光伏系统的冷却的同时，实现资源化利用，对尿素进行加热处理。

其中，可通过换热剂进口阀9控制换热剂循环流量，换热剂背压阀12控制冷却系统压力。

在本实用新型的实施例中，白天光伏组件冷却系统正常工作，光伏组件从70℃以上可降温至45-50℃左右，尿素溶液的温升可到达10-20℃，例如从20℃以上加热到30-40℃左右。

而在夜晚时，光伏组件冷却系统停运，可以停止换热剂循环泵的运行。

在可选的实施例中，还可以采用蒸汽加热升温尿素溶液，例如将蒸汽加热装置安装在尿素储罐内，在夜晚情况下，通过蒸汽加热来加热尿素溶液。而在白天时，可关闭蒸汽加热。

与传统的尿素溶液存储与输运系统相比。本方案提高光伏发电效率，同时降低加热尿素的能耗，降幅达到10％-15％。

结合以上实施例，本实用新型将光伏电池的冷却系统与尿素溶液存储与输运系统联合使用，通过光伏电池在运行时产生的高热量对尿素管道进行换热，在减少尿素溶液存储与输运系统的热能消耗的同时，可降低电池的温度，以提高光伏电池的发电效率。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，包括光伏冷却系统和尿素运输系统；

所述光伏冷却系统包括安装到光伏组件的光伏组件冷却器，所述光伏组件冷却器通过换热剂管道连接到换热剂储罐；

所述换热剂管道上设有换热剂循环泵，用于使所述换热剂储罐中的换热剂循环地经过光伏组件冷却器；

换热器，包括第一换热通道和第二换热通道；

其中，所述尿素运输系统的尿素管道连接到所述换热器的第一换热通道，所述换热剂管道连接到所述换热器的第二换热剂管道，使所述换热剂管道和尿素管道之间进行热交换。

2.根据权利要求1所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述光伏组件冷却器包括两个冷却母管，分别固定到光伏背板的上部和下部；

两个所述冷却母管之间连接有多个冷却支管，位于所述光伏背板下部的所述冷却母管连接进水管，位于所述光伏背板上部的所述冷却母管连接出水管。

3.根据权利要求2所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述冷却母管和冷却支管具有与所述光伏背板贴合的管壁。

4.根据权利要求2所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述冷却母管和冷却支管的截面为矩形，且所述冷却母管和冷却支管的其中一面贴合到所述光伏背板表面。

5.根据权利要求1所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述尿素运输系统还包括尿素储罐和尿素泵，尿素储罐、尿素使用设备和尿素泵之间经由尿素管道连通，使所述尿素管道内的尿素被所述换热器加热后，输送至尿素使用设备进行使用，所述尿素使用设备为SNCR脱硝系统。

6.根据权利要求5所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述尿素运输系统还包括尿素进口阀，所述尿素进口阀设置在所述尿素泵和换热器之间，用于控制尿素溶液的流量。

7.根据权利要求1所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述光伏冷却系统还包括换热剂进口阀和换热剂背压阀，所述换热剂进口阀设置在所述换热剂循环泵和光伏组件冷却器之间，用于控制换热剂循环流量；

所述换热剂背压阀设置在所述光伏组件冷却器和换热器之间，用于控制光伏冷却系统的循环压力。

8.根据权利要求7所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述换热剂进口阀为电磁阀。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述尿素运输系统还包括第一辅助加热系统，设置在尿素储罐内，用于向尿素储罐内的尿素加热。

10.根据权利要求9所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述第一辅助加热系统为电加热系统。

11.根据权利要求1-8任意一项所述的联合光伏发电使用的尿素溶液储存与运输系统，其特征在于，所述尿素运输系统还包括第二辅助加热系统，设置在换热器与尿素使用设备之间，用于对换热器与尿素使用设备之间的尿素管道进行加热。

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