太阳能与燃料互补发电系统的制作方法_2

文档序号:8649639阅读:来源:国知局
的水还被输送到燃料蒸汽锅炉13为燃料蒸汽锅炉13补水。利用廉价高效的加热集热器I吸收太能能提供热源,使水在蒸汽发生器6中汽化成为含有大量汽化潜热的低温蒸汽后,进入燃料蒸汽锅炉13,再加热成为过热蒸汽用于发电。每一克水成为过热蒸汽需约800多卡的热量,水的汽化潜热为每克540卡,太阳能给每克水蒸汽提供了 600多卡的热能,约占蒸汽能耗的2/3,太阳能提供的热能为燃料提供的热能的两倍,有效节省用煤;利用太阳能低温集热器与燃料蒸汽锅炉互补的发电系统,可节省约2/3的燃料,而用太阳能低温集热器获取热能的成本只有烧煤的1/3,这既大大降低了企业的生产成本,又减少了污染排放,产生了双重效果,既有巨大的经济效益又有显着的社会效益。
[0026]如图1所示,作为本实用新型的进一步改进,所述太阳能低温蒸汽生产系统还包括储热箱2和换热回路,所述储热箱2设置在所述加热集热器I和蒸汽发生器6之间,所述储热箱2与所述加热集热器I通过导热介质构成第一循环回路,该导热介质可以为空气,也可以为导热油等,所述储热箱2通过所述换热回路与所述蒸汽发生器6连接。加热集热器I连结储热箱2,加热集热器I与储热箱2之间通过导热介质构成一个循环回路,该循环回路可以是自然循环,也可以加泵构成强制循环,储热箱2经换热回路连接到蒸汽发生器6。加热集热器I利用吸收的太阳能加热第一循环回路的导热介质,第一循环回路的导热介质将热能传递给储热箱2并将热能存储在储热箱2内,储热箱2内的热能通过换热回路传递给蒸汽发生器6,使蒸汽发生器6内的水汽化成为含有大量汽化潜热的低温蒸汽。
[0027]如图1所示,作为本实用新型的进一步改进,所述太阳能低温蒸汽生产系统还包括热泵,所述热泵设置在所述储热箱2与所述蒸汽发生器6之间,所述热泵包括冷凝器5、节流器8、压缩机9和蒸发器10,所述蒸发器10的一端串接压缩机9后连接到冷凝器5的一端,所述冷凝器5的另一端串接节流器8后连接到所述蒸发器10的另一端,所述热泵与换热回路共同作用为所述蒸汽发生器6提供热能。所述冷凝器5、节流器8、蒸发器10和压缩机9串联构成一个循环回路,当太阳照度强的时候,加热集热器I吸收的太阳能通过换热回路为蒸汽发生器6供热,当太阳能不足时,接通热泵的压缩机9的电源,通过热泵为蒸汽发生器6供热,保持蒸汽发生器6里面的温度,维持蒸发量,这既充分利用太阳能,又能保证系统稳定运行。
[0028]如图1所示,换热回路的第一种实施方式:所述换热回路包括第一循环泵3和换热器4 ;所述换热器4和热泵的冷凝器5设置在蒸汽发生器6内,所述热泵的蒸发器10设置在储热箱2内;所述储热箱2经所述第一循环泵3连接到设置在所述蒸汽发生器6内的换热器4的一端,所述换热器4的另一端回到储热箱2 ;所述第一循环泵3与热泵的压缩机9的电源线均连接到电源控制器7。设置在储热箱2里面的蒸发器10的一端连接到压缩机9,压缩机9的另一端连接到设置在蒸汽发生器里面6的冷凝器5的一端,冷凝器5的另一端经节流器8回到蒸发器10的另一端;储热箱2经第一循环泵3连接到设置在蒸汽发生器6里面的换热器4,换热器4的另一端经管道回到储热箱2 ;第一循环泵3与热泵压缩机9的电源线均连接到电源控制器7 ;换热回路与热泵并联为蒸汽发生器6提供热能,当太阳照度强的时候,加热集热器I吸收的太阳能通过第一循环泵3为蒸汽发生器6供热,当太阳能不足时,电源控制器7动作,切断循环泵3的电源,接通压缩机9的电源,通过热泵为蒸汽发生器6供热,保持蒸汽发生器6里面的温度,维持蒸发量。
[0029]如图3所示,换热回路的第二种实施方式:所述换热回路包括热管23,所述热管23包括蒸发段和冷凝段,所述热管23的冷凝段和热泵的冷凝器5设置在蒸汽发生器6内,所述热管23的蒸发段和热泵的蒸发器10设置在储热箱2内。采用热管23将储热箱2连接到蒸汽发生器6,热管23的蒸发段设置在储热箱2内,热管23的冷凝段设置在蒸汽发生器6内;设置在储热箱2里面的蒸发器10的一端连接到压缩机9,压缩机9的另一端连接到设置在蒸汽发生器里面6的冷凝器5的一端,冷凝器5的另一端经节流器8回到蒸发器10的另一端;采用这种实施方式,可以简述为热泵与热管23并联,采用热管23与热泵并联为蒸汽发生器6提供热能,当太阳照度强的时候,加热集热器I吸收的太阳能通过热管23为蒸汽发生器6供热,当太阳能不足时,通过热泵为蒸汽发生器6供热,保持蒸汽发生器6里面的温度,维持蒸发量。采用热管换热,其传热效果更好,且不耗电。
[0030]如图4所示,换热回路的第三种实施方式:所述换热回路包括热管23、第二循环泵24和换热箱25,所述热管23的冷凝段设置在蒸汽发生器6内,所述热管23的蒸发段和热泵的冷凝器5设置在换热箱25内,所述热泵的蒸发器10设置在储热箱2内,所述换热箱25与所述储热箱2之间通过导热介质构成第二循环回路,该导热介质可以为空气,也可以为导热油等,所述第二循环泵24串接在所述第二循环回路的上回路中,所述第二循环泵24与所述热泵的压缩机9的电源均连接到电源控制器7。采用这种实施方式,可以简述为热泵与热管23串联为蒸汽发生器6供热,即热泵与热管23之间设置一个换热箱25,热泵的冷凝器5和热管的蒸发端设置均在换热箱25内,热泵与热管23在换热箱25内进行热量交换;换热箱25与储热箱2之间设置一个循环回路,在该循环回路的上回路中串接第二循环泵24,第二循环泵24与压缩机9的电源均连接到电源控制器7。所述“上回路”是指导热介质从储热箱2向换热箱25输送的那一段。当太阳照度强时,即换热箱25里的导热介质的温度高于设定温度时,电源控制器7切断热泵压缩机9的电源,接通第二循环泵24的电源,导热介质的热能经热管23传递给蒸汽发生器6;反之,当太阳照度弱时,即换热箱25里面的导热介质的温度低于设定温度时,换热箱25里的导热介质温度偏低,电源控制器7切断第二循环泵24的电源,接通压缩机9的电源,利用热泵提升换热箱25里面的导热介质的温度,使换热箱25里面的导热介质的温度始终保持设定值,使系统工作稳定,不随太阳照度的变化而变化,并使弱时段的太阳能充分得到利用。作为优选的实施方式,所述换热箱25与所述储热箱2构成的第二循环回路的导热介质为空气,所述第二循环泵24为气泵。所述换热箱25与储热箱2之间的导热介质为空气,用空气作导热介质,能降低安装成本,同时,气液换热,能使热管23的换热效率更高。
[0031]如图2所示,作为本实用新型的进一步改进,所述太阳能低温蒸汽生产系统还包括预热集热器19,所述预热集热器19为太阳能低温集热器,所述预热集热器19用于预热所述蒸汽发生器6的给水。通过预热集热器19先给蒸汽发生器6的给水预热。
[0032]如图2所示,作为本实用新型的进一步改进,所述太阳能低温蒸汽生产系统还包括热水泵20和水箱21,所述凝汽器15通过循环水泵16与所述水箱21连接,所述水处理器18通过供水泵17与所述水箱21连接,所述预热集热器19与所述水箱21通过导热介质构成第三循环回路,该导热介质可以为空气,也可以为导热油等,所述水箱21通过热水泵20与所述蒸汽发生器6连接,所述水箱21上设置有第二水位控制器26。预热集热器19连结水箱21,预热集热器19与水箱21之间通过导热介质构成第三循环回路,此第三循环回路可以是自然循环,也可以加泵构成强制循环,水箱21经热水泵20连接到蒸汽发生器6,预热集热器19通过导热介质把水箱21中的冷水预热后,通过热水泵20为蒸汽发生器6提供热水;作为优选的实施方式,热水在换热器4上可以为淋浴式,以便于充分换热;加热集热器I利用吸收的太阳能为蒸汽发生器6提供热能,使蒸汽发生器6里热水汽化成为含有大量汽化潜热的低温蒸汽,通过蒸汽泵11和止回阀12将低温蒸汽注入燃料蒸汽锅炉13,用燃料进一步加热成为过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮发电机14做功发电后变为乏汽,乏汽经凝汽器15冷凝后形成凝结水,一部分凝结水经循环水泵16送到水箱21内循环利用,其余部分凝结水被送到所述燃料蒸汽锅炉13循环利用,水处理器18是电厂原有的设备,所述水处理器18的作用是将太阳能与燃料互补发电系统的给水进行过滤、净化等处理,经水处理器18处理后的水一部分通过供水泵17在第二水位控制器26的控制下,向水箱21补水,经水处理器18处理后的水还被输送到燃料蒸汽锅炉13为燃料蒸汽锅炉13补水。
[0033]若把蒸汽发生器6的温度设定为低于100°C,蒸汽发生器6内的水也可以被汽化,但此时,水是在负压状态下汽化,蒸汽泵11既要抽取也要加压就会多耗电,且温度越低越耗电,蒸汽发生器6的设定温度适当低一点,如90°C以上也可以。作为优选的实施方式,所述蒸汽发生器6的设定温度多100°C;把蒸汽发生器6的温度设定为多100°C,是为了使水在常压状态下汽化,这样,蒸汽泵11就只需加压而不用抽取,从而减少耗电。
[0034]上面各实施方式中的预热集热器19和加热集热器I均为太阳能低温集热器,太阳能低温集热器包括平板集热器和真空管集热器;平板集热器包括金属板芯平板集热器、全玻璃真空平板集热器、黑瓷太阳能平板集热器等;真
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