专利名称：聚光式太阳能热电冷联产系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种聚光式太阳能热电冷联产系统。
背景技术：
随着能源危机的日益严重，同时化石能源燃烧排放出来的S0X， N0X， C02，粉尘等，对 区域和全球的气候环境产生的不利影响，寻求绿色清洁的可再生能源成为全球能源发展的 趋势。作为最丰富的可再生清洁能源，太阳能利用已成为当前研究的热点。
近年来，热电冷联产技术作为能源技术发展的重要方向之一，在世界范围内得到 广泛的关注和重视。热电冷联产系统是一种能够实现能源的梯级利用的综合用能技术，通 过"分配得当，各得所需，温度对口 ，梯级利用"的原则实现优化配置，提高系统能源利用的 综合效率。在大幅提高能源利用综合效率同时，太阳能热电冷联产系统能够降低对环境的 污染，改善系统的热经济效应，实现对环境友好的方式进行供能。 当前太阳能利用主要包括太阳能光_电，光-热和光-化学三种形式。太阳能发 电又分为光伏发电和热发电技术，太阳能热利用目前最广泛的是太阳能中低温利用，即太 阳能热水器。现有太阳能利用面临着系统效率低，造价成本和发电成本很高，回收周期长等 主要问题。与此同时，工业生产对热中高温蒸汽、冷量的需求量巨大，经济效益可观。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种聚光式太阳能热电冷联产系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案 聚光式太阳能热电冷联产系统包括太阳能集热场、第一流量控制阀、第二流量控 制阀、蓄热器、第三流量控制阀、太阳能锅炉系统、第四流量控制阀、第五流量控制阀、制冷 装置、冷却塔、冷却水泵、冷输出装置、冷凝水泵、冷凝器、控制系统、输变电装置、热输出装
置、汽轮机发电装置；太阳能集热场与第一流量控制阀、太阳能锅炉系统、第四流量控制阀、 汽轮机发电装置、热输出装置依次连接；汽轮机发电装置与输变电装置连接，汽轮机发电装 置乏汽出口与冷凝器、冷凝水泵、太阳能锅炉系统依次连接，太阳能集热场与第二流量控制 阀、蓄热器、第三流量控制阀、太阳能锅炉系统依次连接；太阳能锅炉系统与第五流量控制 阀、制冷装置、冷输出装置依次相连；制冷装置与冷却塔、冷却水泵依次连接；系统由控制 系统实现自动化控制。 所述的太阳能集热场集热方式为聚光式，聚光式包括槽式、碟式和塔式。所述的太 阳能集热场模块化为高温集热场和中温集热场，高温集热场热媒为高温导热油或熔盐，中 温集热场热媒为水或纳米流体。所述的蓄热器包括高温蓄热器和中温蓄热器，蓄热介质为 矿物熔盐或高温油。所述的太阳能锅炉系统包括蒸汽发生器和过热器。所述的制冷装置为 吸收式双效溴化锂制冷机组。所述的冷却塔为盐水冷却塔、湿式冷却塔或干式冷却塔。所 述的汽轮机发电装置采用抽汽方式。 本发明利用能量梯级利用原理，通过热电冷多联产方式，实现太阳能的梯级多途径利用，大大提高了太阳能的利用效率。与单一的太阳能光-电，光-热利用相比，系统综 合效率达到30%以上的提高。同时，系统得到的产品多样化，可满足不同的需求，经济性更 好。同时利用蓄热器保证系统的稳定运行调节，增加了运行的可靠性；采用盐水冷却塔等能 够实现节水等节能环保效果。系统能源利用率高、成本低、经济性好、环保性好，能够实现低 成本、高效率的运行，对工艺技术适应性强，适合商业化大规模运行。系统布局可与厂房屋
顶等建筑相结合，实现太阳能与建筑一体化设计。
图1是聚光式太阳能热电冷联产系统示意图； 图中太阳能集热场1、第一流量控制阀l-l、第二流量控制阀l-2、蓄热器2、第三 流量控制阀2-l、太阳能锅炉系统3、第四流量控制阀3-l、第五流量控制阀3-2、制冷装置4、 冷却塔5、冷却水泵6、冷输出装置7、冷凝水泵8、冷凝器9、控制系统10、输变电装置11、热 输出装置12、汽轮机发电装置13。
具体实施例方式
如图1所示，聚光式太阳能热电冷联产系统包括太阳能集热场1、第一流量控制阀 l-l、第二流量控制阀l-2、蓄热器2、第三流量控制阀2-l、太阳能锅炉系统3、第四流量控制 阀3-l、第五流量控制阀3-2、制冷装置4、冷却塔5、冷却水泵6、冷输出装置7、冷凝水泵8、 冷凝器9、控制系统10、输变电装置11、热输出装置12、汽轮机发电装置13 ;太阳能集热场1 与第一流量控制阀l-l、太阳能锅炉系统3、第四流量控制阀3-l、汽轮机发电装置13、热输 出装置12依次连接；汽轮机发电装置13与输变电装置11连接，汽轮机发电装置13乏汽出 口与冷凝器9、冷凝水泵8、太阳能锅炉系统3依次连接，太阳能集热场1与第二流量控制阀 l-2、蓄热器2、第三流量控制阀2-l、太阳能锅炉系统3依次连接；太阳能锅炉系统3与第五 流量控制阀3-2、制冷装置4、冷输出装置7依次相连；制冷装置4与冷却塔5、冷却水泵6依 次连接；系统由控制系统10实现自动化控制。 所述的太阳能集热场1集热方式为聚光式，聚光式包括槽式、碟式和塔式。所述 的太阳能集热场1模块化为高温集热场和中温集热场，高温集热场热媒为高温导热油或熔 盐，中温集热场热媒为水或纳米流体。所述的蓄热器2包括高温蓄热器和中温蓄热器，蓄热 介质为矿物熔盐或高温油。所述的太阳能锅炉系统3包括蒸汽发生器和过热器。所述的制 冷装置4为吸收式双效溴化锂制冷机组。所述的冷却塔5为盐水冷却塔、湿式冷却塔或干 式冷却塔。所述的汽轮机发电装置6采用抽汽方式。 聚光式太阳能热电冷联产系统工作原理如下太阳能集热场高温和中温模块分别 聚光加热热媒，热媒通过第一流量控制阀和第二流量控制阀，分别进入太阳能锅炉系统和 蓄热器进行换热；高温热媒分别与过热器和高温蓄热器进行换热，中温热媒分别与蒸汽发 生器和中温蓄热器进行换热。当系统发生波动，蓄热器通过第三流量控制阀向太阳能锅炉 系统供热，提高系统的稳定性。太阳能锅炉系统过热器产生的高温高压蒸汽，经第四流量控 制阀进入汽轮机发电装置进行发电，最后经输变电装置向电网供电。汽轮机乏汽经冷凝器 冷凝后，冷却水泵将冷凝水输送到锅炉蒸汽发生器。汽轮机发电装置的中低压缸采用抽汽 方式向热输出装置提供热中高温蒸汽需求，实现供热。太阳能锅炉系统通过第五流量控制阀向制冷装置双效溴化锂制冷机组提供蒸汽热源，双效溴化锂制冷机组生产的冷量通过冷 输出装置提供冷源需求，实现供冷。制冷装置冷凝器中的冷却水通过冷却塔进行冷却后通 过冷却水泵送入冷却装置进行冷却换热。控制系统实现太阳能追踪，集热系统、发电系统、 供热系统、制冷系统等的集成控制，提高自动化运行水平。 聚光式太阳能热电冷联产系统可分为太阳能集热蓄热系统、太阳能锅炉蒸汽发电 系统、余热利用系统、制冷系统四部分。 太阳能集热蓄热系统太阳能集热场高温和中温模块分别聚光加热热媒，产生不 同温度品位的热能；热媒通过第一流量控制阀和第二流量控制阀，分别进入太阳能锅炉系 统和蓄热器进行换热；高温热媒分别同过热器和高温蓄热器进行换热，中温热媒分别同蒸 汽发生器和中温蓄热器进行换热。蓄热器中的高温蓄热器和低温蓄热器部分别存储不同温 度品位的热能，当系统发生波动，蓄热器通过第三流量控制阀向太阳能锅炉系统供热，提高 系统的稳定性。 太阳能锅炉蒸汽发电系统从太阳能集热场加热的热媒分别在锅炉内的蒸汽发生 器和过热器内进行换热，产生饱和蒸汽和过热蒸汽，过热蒸汽经第四流量控制阀进入汽轮 机进行发电，最后经输变电装置向电网供电。汽轮机乏汽经冷凝器冷凝后，冷却水泵将冷凝 水输送到锅炉蒸汽发生器。 余热利用系统汽轮机发电装置中低压缸采用抽汽方式向热输出装置提供热中高 温蒸汽需求，实现供热。
制冷系统太阳能锅炉系统通过第五流量控制阀向制冷装置双效溴化锂制冷机组
提供蒸汽热源，双效溴化锂制冷机组生产的冷量通过冷输出装置提供冷源需求，实现供冷。
制冷装置冷凝器中的冷却水通过冷却塔进行冷却后通过冷却水泵进入冷却装置进行冷却
换热。本系统中特别采用盐水冷却塔进行换热，能够达到节水节能的环保作用。 本发明通过利用不同技术途径的太阳能集热模块通过太阳能锅炉系统得到不同
品位的蒸汽，利用高品位的蒸汽热能进行发电，中低品位的蒸汽热能直接供热和热源制冷，
实现能量的梯级优化利用，提高太阳能的利用率。同时采用蓄热器保证系统的稳定运行，特
别采用盐水冷却塔实现节能节水的环保目的。此外本系统布局可与厂房屋顶等建筑相结
合，实现太阳能与建筑一体化设计。本系统根据热电冷需求进行优化，可实现太阳能高效、
低成本的商业化运行。
权利要求
一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于包括太阳能集热场(1)、第一流量控制阀(1-1)、第二流量控制阀(1-2)、蓄热器(2)、第三流量控制阀(2-1)、太阳能锅炉系统(3)、第四流量控制阀(3-1)、第五流量控制阀(3-2)、制冷装置(4)、冷却塔(5)、冷却水泵(6)、冷输出装置(7)、冷凝水泵(8)、冷凝器(9)、控制系统(10)、输变电装置(11)、热输出装置(12)、汽轮机发电装置(13)；太阳能集热场(1)与第一流量控制阀(1-1)、太阳能锅炉系统(3)、第四流量控制阀(3-1)、汽轮机发电装置(13)、热输出装置(12)依次连接；汽轮机发电装置(13)与输变电装置(11)连接，汽轮机发电装置(13)乏汽出口与冷凝器(9)、冷凝水泵(8)、太阳能锅炉系统(3)依次连接，太阳能集热场(1)与第二流量控制阀(1-2)、蓄热器(2)、第三流量控制阀(2-1)、太阳能锅炉系统(3)依次连接；太阳能锅炉系统(3)与第五流量控制阀(3-2)、制冷装置(4)、冷输出装置(7)依次相连；制冷装置(4)与冷却塔(5)、冷却水泵(6)依次连接；系统由控制系统(10)实现自动化控制。
2. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的太阳 能集热场(1)集热方式为聚光式，聚光式包括槽式、碟式和塔式。
3. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的太阳 能集热场(1)模块化为高温集热场和中温集热场，高温集热场热媒为高温导热油或熔盐， 中温集热场热媒为水或纳米流体。
4. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的蓄热 器(2)包括高温蓄热器和中温蓄热器，蓄热介质为矿物熔盐或高温油。
5. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的太阳 能锅炉系统(3)包括蒸汽发生器和过热器。
6. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的制冷 装置(4)为吸收式双效溴化锂制冷机组。
7. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的冷却 塔(5)为盐水冷却塔、湿式冷却塔或干式冷却塔。
8. 根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能热电冷联产系统，其特征在于所述的汽轮 机发电装置(6)采用抽汽方式。
全文摘要
本发明公开了一种聚光式太阳能热电冷联产系统。太阳能集热场与第一流量控制阀、太阳能锅炉系统、第四流量控制阀、汽轮机发电装置、热输出装置依次连接；汽轮机发电装置与输变电装置连接，汽轮机发电装置乏汽出口与冷凝器、冷凝水泵、太阳能锅炉系统依次连接，太阳能集热场与第二流量控制阀、蓄热器、第三流量控制阀、太阳能锅炉系统依次连接；太阳能锅炉系统与第五流量控制阀、制冷装置、冷输出装置依次相连；制冷装置与冷却塔、冷却水泵依次连接；系统由控制系统实现自动化控制。系统实现能量的梯级优化利用，提高太阳能利用率；系统综合能效高，成本低，节能节水环保性好，可实现商业化运行。
文档编号F25B27/00GK101788191SQ201010133159
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者俞自涛, 倪煜, 张良, 樊建人, 王武军, 胡亚才, 阮光正 申请人:浙江大学