专利名称：双换热温度控制装置及其发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双换热温度控制装置及其发电系统，广泛应用于太阳能热利用及其他热能利用技术上需要的稳定放热的技术问题。
背景技术：
现有的太阳能储热技术是采用熔盐储热，由于熔盐是相变材料，在相变过程中可以稳定输出热量。熔盐是由硝酸钾(KNO2)、亚硝酸钠(NaNO2)及硝酸钠(NaNO2)的混合物。太阳能集热器的高温将粉状的熔盐加热到熔点142°C以上，使其在熔融流动状态下循环使用。最高工作温度可达600°C的高温。然而，高温熔盐对金属材料有极强的腐蚀性，而且在熔融和凝固时体积变化大，容易使设备受到损坏。因此，美国人从上世纪70年代就开始研究熔盐储能，但至今也无法工业化应用。对于太阳能热发电技术来说，要连续稳定地发电，储能技术是最关键的技术。但是一般的储能材料有一个缺陷，就是在放热过程中，若没有外来热量的补充，温度是逐渐下降的，也就是说它放出的热量是逐步下降的，这样就会造成蒸汽发生器的产汽量是逐渐下降的，使得发电机组工作不稳定。到目前为止，欧美国家的太阳能热发电站都是联合能源发电站，白天有太阳光时采用太阳能加热水产生蒸汽发电，在晚上需要采用燃料加热锅炉产生蒸汽发电。每一种锅炉与发电机组都有一个规定的运行温度，在这个温度下发电机组的效率最高。如果温度过高，会缩短发电机的使用寿命，如果温度过低，部分蒸汽会凝结成小水滴冲击发电机叶片，造成生产事故，因此要求控制温度的误差不得超过±5°C。在发电过程中，蒸汽的温度越稳定、误差越小，就越能够达到均衡的工质要求，实现稳定发电。现有的蒸汽发生器中，加热介质的输入和输出温差较大，不容易将蒸汽温度稳定控制，并且如果采用单一的温度控制装置，为了达到较小的蒸汽温度误差，将会频繁的开关加热介质阀门，这样势必会加速阀门的损坏。本实用新型专利用于解决太阳能热利用及其他热能利用技术上需要的稳定放热的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种蒸汽温度稳定、放热工质均衡的双换热温度控制装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:—种双换热温度控制装置，用于传输并接收外界加热的高温介质，所述高温介质设置在集热器中，其包括:初级换热装置，其包括初级换热器，在所述初级换热器内设有中温介质，在所述中温介质中设有与所述集热器相连的初级管路，所述初级管路中流经有所述高温介质，与所述初级换热器相连并探测所述中温介质温度的初级温控装置，设置在所述高温介质管路上并用于控制所述高温介质流量的初级阀门，所述初级温控装置与所述初级阀门相连；[0009]次级换热装置，其包括次级换热器，在所述次级换热器内设有低温介质，在所述低温介质中设有与所述初级换热器相连的次级管路，所述次级管路中流经有所述中温介质，与所述次级换热器相连并探测所述低温介质温度的次级温控装置，设置在所述中温介质管路上并用于控制所述中温介质流量的次级阀门，所述次级温控装置与所述次级阀门相连。优选的，所述集热器为太阳能集热器，发电机组与所述次级换热器通过蒸汽管路相连。 优选的，所述高温介质为高温导热油，所述中温介质为中温导热油。优选的，所述低温介质为水。优选的，所述低温介质为氨。优选的，在所述集热器与初级换热器之间设置有用于储存高温介质的初级储罐。优选的，在所述初级换热器与次级换热器之间设置有用于储存中温介质的次级储罐。优选的，所述初级温控装置和所述次级温控装置皆为智能仪表。还提供一种双换热温度控制装置的发电系统，包括用于采集太阳光能并加热高温介质的集热器，被高温介质加热并产生蒸汽的锅炉，蒸汽推动发电的发电装置，所述锅炉中设置有双换热温度控制装置。双换热温度控制装置包括:初级换热装置，其包括初级换热器、中温介质、用于控制高温介质流量的初级温控装置和初级阀门；次级换热装置，其包括次级换热器、低温介质、用于控制中温介质流量的次级温控装置和次级阀门；所述高温介质传输经过所述初级换热器的管路后回流；所述初级换热器中的中温介质被高温介质管路加热，并传输至所述次级换热器的管路后回流至所述初级换热器；所述次级换热器中的低温介质被中温介质管路加热产生蒸汽。本实用新型的双换热温度控制装置，高温介质储罐能够在没有太阳光时确保连续发电；低温介质储罐为了供热的稳定，使得蒸汽发生器能够有一个稳定的热源，并能够减少蒸汽发生器中输入介质和输出介质的温差，从而有效控制推动发电机工作的蒸汽温度，使发电机组在一个规定的温度范围内运行，在稳定的温度下发电机组的工作效率最高，并且能够延长发电机组的寿命，减少生产事故，减少阀门及其他控制元件的损坏。
图1为本实用新型的双换热温度控制装置的发电系统示意图；图2为本实用新型的双换热温度控制装置的第一实施方式示意图；图3为本实用新型的双换热温度控制装置的第二实施方式示意图；图4为本实用新型的双换热温度控制装置的温度测试示意图。附图标记:1-集热器；10_高温介质；2_余热锅炉；20_初级换热器；21_中温介质；22_初级温控装置；23_次级换热器；24_低温介质；25_次级温控装置；；26_高温介质储罐；27_低温介质储罐；28_初级阀门；29_次级阀门;200_初级盘管;230_次级盘管；3-发电机组；30_蒸汽管路；4_凝汽器；5_冷却塔；6_软水箱。
具体实施方式
[0026]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述。如图1所示，本实用新型的双换热温度控制装置的发电系统包括集热器1、锅炉2、发电装置3、凝气装置4、冷却装置5、软水箱6和多个液压泵。太阳能集热器I中设有高温介质，并通过太阳能装置将其加热并传输至锅炉2中，锅炉2中的蒸汽发生器产生蒸汽推动发电装置3发电，发电后的低温介质经凝气装置4、冷却装置5、软水箱6和多个液压泵回到锅炉2中。在本实用新型实施方式中，所述高温介质为导热油，所述低温介质为水。在本实用新型其他实施方式中，所述低温介质可为氨等能够随着温度的变化而发生汽液变化的材质。本实用新型的双换热温度控制装置设置在余热锅炉2中，详细示意图请参阅图2。双换热温度控制装置包括初级换热装置和次级换热装置。初级换热装置包括初级换热器20、中温介质21、初级温控装置22、初级阀门28。初级换热器20中容纳有中温介质21，初级盘管200设置在中温介质21内，并与所述太阳能集热器I相连。初级温控装置22与初级换热器20连接，用于探测初级换热器20内中温介质21的温度，初级阀门28设置在集热器I与初级换热器20之间的高温介质进管上，并且初级阀门28与初级温控装置22相连，能够通过初级温控装置22实现开关初级阀门28的功能，从而控制盘管200中的高温介质流量。次级换热装置包括次级换热器23、低温介质24、次级温控装置25、次级阀门29。次级换热器23中容纳有低温介质24，次级盘管230设置在低温介质24内，并与所述初级换热器相连。次级温控装置25与次级换热器23连接，用于探测次级换热器23内低温介质24的温度，次级阀门29设置在初级换热器20与次级换热器23之间的中温介质进管上，并且次级阀门29与所述次级温控装置25相连，能够通过次级温控装置25实现开关次级阀门29的功能，从而实现控制次级盘管230中的中温介质流量。所述集热器I中容纳有高温介质10，高温介质10被太阳能装置加热，经管路传输至初级换热器20的盘管200后，回流至集热器I中；初级换热器20中容纳有所述中温介质21，中温介质21被高温介质盘管200加热，并经管路传输至次级换热器23的盘管230后，回流至初级换热器20 ;次级换热器23中容纳有低温介质24，低温介质24被中温介质盘管230加热，产生蒸汽，通过蒸汽管路30，将所产生的蒸汽推动发电机组3运行。初级温控装置22用于探测中温介质21的温度，从而启动或关闭初级阀门28，确保中温介质的温度要求。次级温控装置25用于探测低温介质24的温度，从而启动或关闭次级阀门29。在本实用新型实施方式中，初级温控装置22和次级温控装置25为智能仪表。在本实用新型实施方式中，所述高温介质10为高温导热油，所述中温介质21为中温导热油，所述低温介质为水。在本实用新型其他实施方式中，所述低温介质可为氨等能够随着温度的变化而发生汽液变化的材质。图3所示为本实用新型另一实施方式示意图，其与上一个实施方式的区别点为:初级换热装置和次级换热装置各自分别包括一个初级储罐26和一个次级储罐27。初级储罐26设置在集热器与初级换热器20之间，用于储存高温介质10，能够更好的控制中温介质21的温度；次级储罐27设置在初级换热器20与次级换热器23之间，用于储存中温介质21，能够更好的控制低温介质24的温度。高温储罐主要是用于储能，目的是确保能够在没有太阳光时能够连续发电；中温储罐主要是为了供热的稳定，使得蒸汽发生器能够有一个稳定的热源。例如:初级储罐26中采用工作温度在650°C以上的高温导热油，将由太阳能采集器采集来的太阳光热量储存起来，为了保证高温导热油工作安全和长寿命，可将实际储热温度确定在600°C。通过初级换热器20将热量传递给次级储罐27，次级储罐27采用工作温度在350°C的高温导热油储热，实际工作温度保持在300°C，次级储罐27 —面向次级换热器23放出热量以加热蒸汽发生器中的水以产生蒸汽推动发电装置，一面从初级换热器20中得到从初级储罐26中传递来的热量，在传出的热量与传入的热量相等的条件下，次级储罐27中的高温导热油温度不变。当然初级换热器20可以设置在次级储罐27里面，使得结构更加紧凑。控制高温导热油的流量就可以控制中温导热油的热量交换，从而更精确的控制水的温度，产生稳定的蒸汽量。图4所示为温度控制效果图。高温导热油的最高工作温度为650°C，通常的温度范围是600°C _350°C ;中温导热油的最高工作温度为350°C，通常的温度范围是300°C -250°C ;水蒸气的最高工作温度为2500C，通常的工作温度是220°C。本专利采用高温导热油储热，由于高温导热油对金属材料几乎没有腐蚀、流动性好、热容量大(是水的2.5倍)、安全性能好、工作寿命长，是理想的储热材料。对于放热不稳定的问题，采用双换热系统来解决，较好地解决了发电机组稳定工作的问题，在集热量足够的条件下，完全能够保证发电机组24小时采用太阳能的热量连续发电。以上所述，仅是用以说明本实用新型的具体实施案例而已，并非用以限定本实用新型的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本实用新型所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本实用新型权利要求的范围所覆盖。
权利要求1.一种双换热温度控制装置，用于传输并接收外界加热的高温介质，所述高温介质设置在集热器中，其特征在于，包括: 初级换热装置，其包括初级换热器，在所述初级换热器内设有中温介质，在所述中温介质中设有与所述集热器相连的初级管路，所述初级管路中流经有所述高温介质，与所述初级换热器相连并探测所述中温介质温度的初级温控装置，设置在所述高温介质管路上并用于控制所述高温介质流量的初级阀门，所述初级温控装置与所述初级阀门相连； 次级换热装置，其包括次级换热器，在所述次级换热器内设有低温介质，在所述低温介质中设有与所述初级换热器相连的次级管路，所述次级管路中流经有所述中温介质，与所述次级换热器相连并探测所述低温介质温度的次级温控装置，设置在所述中温介质管路上并用于控制所述中温介质流量的次级阀门，所述次级温控装置与所述次级阀门相连。
2.按权利要求1所述的双换热温度控制装置，其特征在于:所述集热器为太阳能集热器，发电机组与所述次级换热器通过蒸汽管路相连。
3.按权利要求2所述的双换热温度控制装置，其特征在于:所述高温介质为高温导热油，所述中温介质为中温导热油。
4.按权利要求3所述的双换热温度控制装置，其特征在于:所述低温介质为水。
5.按权利要求3所述的双换热温度控制装置，其特征在于:所述低温介质为氨。
6.按权利要求2所述的双换热温度控制装置，其特征在于:在所述集热器与初级换热器之间设置有用于储存高温介质的初级储罐。
7.按权利要求6所述的双换热温度控制装置，其特征在于:在所述初级换热器与次级换热器之间设置有用于储存中温介质的次级储罐。
8.按权利要求1所述的双换热温度控制装置，其特征在于:所述初级温控装置和所述次级温控装置皆为智能仪表。
9.一种双换热温度控制装置的发电系统，包括用于采集太阳光能并加热高温介质的集热器，被高温介质加热并产生蒸汽的锅炉，蒸汽推动发电的发电装置，其特征在于，所述锅炉中设置有如权利要求1-8中所述的双换热温度控制装置。
专利摘要本实用新型涉及双换热温度控制装置及其发电系统，双换热温度控制装置，接收外界加热的高温介质，其包括初级换热装置和次级换热装置。初级换热装置包括初级换热器、中温介质、用于控制高温介质流量的初级温控装置和初级阀门；次级换热装置包括次级换热器、低温介质、用于控制中温介质流量的次级温控装置和次级阀门。所述高温介质传输经过初级换热器的管路后回流，初级换热器中的中温介质被加热并传输至次级换热器的管路后回流，次级换热器中的低温介质被中温介质管路加热产生蒸汽。还涉及一种双换热温度控制装置的发电系统。本实用新型能够减少蒸汽发生器中输入、输出介质的温差，从而有效控制蒸汽温度，能够延长发电机组的寿命，减少生产事故，减少阀门及其他控制元件的损坏。
文档编号F22B35/00GK202927807SQ20122007026
公开日2013年5月8日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者林筱华, 俞忠良 申请人:深圳市阳能科技有限公司