CN218717248U - 一种零碳热电联产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热电联产技术领域，具体涉及一种零碳热电联产系统，该系统包括光伏发电设备；风力发电设备；光热发电设备；蓄电柜，对接光伏发电设备和风力发电设备；太阳聚光吸热器，对准光热发电设备，太阳聚光吸热器内穿过有低温介质通道，低温介质通道供低温介质通过以吸收从所述光热发电设备吸收来的热能，低温介质通道的两端分别具有低温介质罐和高温介质罐；蒸汽发生器，其中穿过有第一通道和第二通道，第二通道的一端连通水源，另一端用于输出与高温介质换热后的高温蒸汽；本实用新型能够将现有技术中光热发电、光伏发电和风力发电等三种零碳发电方式结合，以提供稳定的电能，为发电设备或蒸汽用户稳定的供热。

Description

一种零碳热电联产系统

技术领域

本实用新型涉及热电联产技术领域，具体涉及一种零碳热电联产系统。

背景技术

全球变暖的原因是大气中温室气体浓度上升导致温室效应增强。应对气候变化，需要减少温室气体排放，其核心是要减少二氧化碳排放。从全球来看，二氧化碳排放占温室气体排放总量的75%。为实现本世纪全球温升控制在2℃以内，到2070年，电力在终端能源需求中的份额将从目前20%左右增长到50%以上。其中三分之一的电力需求将来自太阳能，另外20%的电力来自风能。

光热发电、光伏发电和风力发电是三种常见的零碳发电形式，其中，光热发电又叫做太阳能聚热发电，是利用大规模阵列式的平面反光镜、抛物面反射镜或碟形太阳光反射镜将太阳热能反射到既定的小区域，从而收集太阳热能，再通过热交换装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的，但是其需要太阳能稳定存在；光伏发电只有在白天才可运行；风力发电只有在有风情况才能运行。上述三种形式独立运行时均不能提供稳定的电能，无法为发电设备或蒸汽用户稳定的供热。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种零碳热电联产系统，用以将现有技术中光热发电、光伏发电和风力发电等三种零碳发电方式结合，以提供稳定的电能，为发电设备或蒸汽用户稳定的供热。

为实现上述目的，本实用新型所提供的零碳热电联产系统采用如下技术方案：

一种零碳热电联产系统，包括：

光伏发电设备；

风力发电设备；

光热发电设备；

蓄电柜，对接所述光伏发电设备和风力发电设备，以储备光伏发电设备和风力发电设备转化的电能；

太阳聚光吸热器，对准所述光热发电设备，太阳聚光吸热器内穿过有低温介质通道，低温介质通道供低温介质通过以吸收太阳聚光吸热器从所述光热发电设备吸收来的热能，低温介质通道的两端分别具有低温介质罐和高温介质罐，高温介质罐用于存储热能；

蒸汽发生器，其中穿过有第一通道和第二通道，第一通道的两端分别对接所述高温介质罐和低温介质罐，以将高温介质输送至低温介质罐，第二通道的一端连通水源，另一端用于输出与高温介质换热后的高温蒸汽至发电设备或蒸汽用户。

进一步地，所述低温介质罐和高温介质罐之间还连通有直通通道，直通通道上布置有电加热器，所述蓄电柜电连接所述电加热器以对电加热器供电。

进一步地，所述低温介质为冷熔盐。

进一步地，所述第二通道输出高温蒸汽的一端同时流向高压蒸汽用户和汽轮机，汽轮机用于发电。

进一步地，经过汽轮机的中压抽汽流向中压蒸汽用户，经过汽轮机的低压排汽流向低压蒸汽用户。

进一步地，所述高压蒸汽用户、中压蒸汽用户和低压蒸汽用户使用后的低温水均通过循环水泵泵入所述第二通道，以流向所述蒸汽发生器。

进一步地，所述汽轮机通过发电机、变压器将电能供入配电装置；所述蓄电柜通过变压器同样将电能供入配电装置。

本实用新型所提供的零碳热电联产系统的有益效果是：

1）光伏发电和风力发电直接转为电能，一部分通过蓄电柜用于向配电装置供电，多余的部分可以通过电加热器加热冷熔盐，把电能转化为热能存储在高温介质罐内，高温介质罐内的热熔盐进行热能存储或者向蒸汽发生器供热；

2）光热发电设备通过太阳聚光吸热器将热能直接转化至冷熔盐，将其中的热能通过热熔盐存储至高温介质罐内，同样地，高温介质罐内的热熔盐进行热能存储或者向蒸汽发生器供热；

经过上述设置，光伏发电和风力发电的电较少时，可以全部供入配电装置，电较多时，可以分出一部分和光热发电设备一样，将其转化至高温介质罐内的热熔盐上，高温介质罐内的热熔盐可以通过蒸汽发生器，为汽轮机、蒸汽用户提供蒸汽，汽轮机则可以通过使发电机工作，继续向配电装置供电，一方面使电能的持续供应得到了充分保障，另一方面还能够为不同需求的蒸汽用户提供高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽，同时实现了为发电设备或蒸汽用户稳定的供热。

综上，本实用新型将现有技术中光热发电、光伏发电和风力发电等三种零碳发电方式结合，以提供稳定的电能，为发电设备或蒸汽用户稳定的供热。

附图说明

图1是本实用新型所提供的零碳热电联产系统的示意图。

图中标号：1、光伏发电设备；2、风力发电设备；3、光热发电设备；4、蓄电柜；5、太阳聚光吸热器；6、低温介质通道；7、低温介质罐；8、高温介质罐；9、蒸汽发生器；10、第一通道；11、第二通道；12、直通通道；13、电加热器；14、高压蒸汽用户；15、汽轮机；16、中压蒸汽用户；17、低压蒸汽用户；18、循环水泵；19、发电机；20、变压器；21、配电装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种零碳热电联产系统，包括：光伏发电设备1；风力发电设备2；光热发电设备3；蓄电柜4，对接所述光伏发电设备1和风力发电设备2，以储备光伏发电设备1和风力发电设备2转化的电能；太阳聚光吸热器5，对准所述光热发电设备3，太阳聚光吸热器5内穿过有低温介质通道6，低温介质通道6供低温介质通过以吸收太阳聚光吸热器5从所述光热发电设备3吸收来的热能，低温介质通道6的两端分别具有低温介质罐7和高温介质罐8，高温介质罐8用于存储热能；

还包括蒸汽发生器9，其中穿过有第一通道10和第二通道11，第一通道10的两端分别对接所述高温介质罐8和低温介质罐7，以将高温介质输送至低温介质罐7，第二通道11的一端连通水源，另一端用于输出与高温介质换热后的高温蒸汽至发电设备或蒸汽用户。

如图1所示，所述低温介质罐7和高温介质罐8之间还连通有直通通道12，直通通道12上布置有电加热器13，所述蓄电柜4电连接所述电加热器13以对电加热器13供电。这样，可以直接利用蓄电柜4多余的电能。此外，所述低温介质为冷熔盐。

如图1所示，所述第二通道11输出高温蒸汽的一端同时流向高压蒸汽用户14和汽轮机15，汽轮机15用于发电。而后，经过汽轮机15的中压抽汽流向中压蒸汽用户16，经过汽轮机15的低压排汽流向低压蒸汽用户17。

最后，所述高压蒸汽用户14、中压蒸汽用户16和低压蒸汽用户17使用后的低温水均通过循环水泵18泵入所述第二通道11，以流向所述蒸汽发生器9。实现水源的循环利用，在其他实施例中，也可以单独设置水源向蒸汽发生器供水，也即高压蒸汽用户、中压蒸汽用户和低压蒸汽用户使用后的低温水不再流向蒸汽发生器。

所述汽轮机15通过发电机19、变压器20将电能供入配电装置21；所述蓄电柜4通过变压器20同样将电能供入配电装置21。

本实用新型所提供的零碳热电联产系统工作原理是：光伏发电和风力发电直接转为电能，一部分通过蓄电柜4用于向配电装置21供电，多余的部分可以通过电加热器13加热冷熔盐，把电能转化为热能存储在高温介质罐8内，高温介质罐8内的热熔盐进行热能存储或者向蒸汽发生器9供热；光热发电设备3通过太阳聚光吸热器5将热能直接转化至冷熔盐，将其中的热能通过热熔盐存储至高温介质罐8内，同样地，高温介质罐8内的热熔盐进行热能存储或者向蒸汽发生器9供热；高压蒸汽用户14、中压蒸汽用户16和低压蒸汽用户17使用后的低温水均通过循环水泵18泵入所述第二通道11，以流向所述蒸汽发生器9。实现水源的循环利用；光伏发电和风力发电的电较少时，可以全部供入配电装置21，电较多时，可以分出一部分和光热发电设备3一样，将其转化至高温介质罐8内的热熔盐上，高温介质罐8内的热熔盐可以通过蒸汽发生器9，为汽轮机15、蒸汽用户提供蒸汽，汽轮机15则可以通过使发电机19工作，继续向配电装置21供电，一方面使电能的持续供应得到了充分保障，另一方面还能够为不同需求的蒸汽用户提供高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽，同时实现了为发电设备或蒸汽用户稳定的供热。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种零碳热电联产系统，其特征在于，包括：

光伏发电设备；

风力发电设备；

光热发电设备；

蓄电柜，对接所述光伏发电设备和风力发电设备，以储备光伏发电设备和风力发电设备转化的电能；

太阳聚光吸热器，对准所述光热发电设备，太阳聚光吸热器内穿过有低温介质通道，低温介质通道供低温介质通过以吸收太阳聚光吸热器从所述光热发电设备吸收来的热能，低温介质通道的两端分别具有低温介质罐和高温介质罐，高温介质罐用于存储热能；

蒸汽发生器，其中穿过有第一通道和第二通道，第一通道的两端分别对接所述高温介质罐和低温介质罐，以将高温介质输送至低温介质罐，第二通道的一端连通水源，另一端用于输出与高温介质换热后的高温蒸汽至发电设备或蒸汽用户。

2.根据权利要求1所述的零碳热电联产系统，其特征在于：所述低温介质罐和高温介质罐之间还连通有直通通道，直通通道上布置有电加热器，所述蓄电柜电连接所述电加热器以对电加热器供电。

3.根据权利要求2所述的零碳热电联产系统，其特征在于：所述低温介质为冷熔盐。

4.根据权利要求1至3任一项所述的零碳热电联产系统，其特征在于：所述第二通道输出高温蒸汽的一端同时流向高压蒸汽用户和汽轮机，汽轮机用于发电。

5.根据权利要求4所述的零碳热电联产系统，其特征在于：经过汽轮机的中压抽汽流向中压蒸汽用户，经过汽轮机的低压排汽流向低压蒸汽用户。

6.根据权利要求5所述的零碳热电联产系统，其特征在于：所述高压蒸汽用户、中压蒸汽用户和低压蒸汽用户使用后的低温水均通过循环水泵泵入所述第二通道，以流向所述蒸汽发生器。

7.根据权利要求4所述的零碳热电联产系统，其特征在于：所述汽轮机通过发电机、变压器将电能供入配电装置；所述蓄电柜通过变压器同样将电能供入配电装置。

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