太阳能光热发电综合利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能光热发电综合利用系统，包括能量转换单元、储热罐、第一级能量应用单元、第二级能量应用单元及第三级能量应用单元；能量转换单元分别与储热罐及第一级能量应用单元连接；第一级能量应用单元与第二级能量应用单元连接，第二级能量应用单元包括余热蒸汽锅炉、蒸汽轮机以及冷却塔；第三级能量应用单元包括余热热水锅炉及溴化锂制冷机组，余热热水锅炉产生的热水或通过热水管路给居民区供暖，或通过热水管路输送至溴化锂制冷机组，通过溴化锂制冷机组给居民区制冷；本实用新型采用三级能量利用模式，实现了对太阳能热源的高、中、低温三个等级的综合性利用；使得太阳能的利用率达到了最大化；属于清洁能源，不污染环境。
【专利说明】太阳能光热发电综合利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种能源综合利用系统，具体的说是涉及一种应用太阳能碟式聚光光热热发电和热利用技术的高品位太阳能光热发电综合利用系统。
【背景技术】
[0002]目前，在太阳能光热领域，无论是槽式还是塔式发电，都是应用其本身的系统实现单级发电，并没有实现温度从高到低的梯级应用，对太阳能光热高温集热的应用不足，从能量利用角度存在不合理。比如槽式发电系统，是利用导热油在其加热管内流动通过槽式聚光对导热油进行加热，加热到400°C左右，然后通过与水在蒸汽发生器中换热使水产生水蒸气推动汽轮机工作，由于槽式发电系统的特点聚光比小决定了其只能应用于汽轮机发电，属于中温应用，无法实现高温度的梯级应用。又如塔式发电系统，塔式发电系统目前主要是通过集热塔把液体的低温熔盐进行加热，然后加热后的高温熔盐在蒸汽发生器中与水换热，水变成水蒸汽后推动蒸汽轮机发电，熔盐的最高工作温度在600°C，也属于中温利用，其温度应用受到限制。以上两个现有技术都受到了其本身系统限制，都属于中温利用，无法实现多级发电或者热能应用
【发明内容】
[0003]鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种高效的高品位太阳能光热发电综合利用系统，此系统将高品位太阳能分为高低中三级应用，从而达到了能量从高到低的逐级应用，使高品位太阳能的利用效率得到了最大化的应用，另外该系统配备了高品位太阳能的储能系统，可连续24小时不间断运行，使整个系统能长时间稳定运行。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案:
[0005]太阳能光热发电综合利用系统，包括利用太阳能碟式聚光系统进行冷空气加热的能量转换单元，其特征在于:
[0006]还包括用于进行储热的储热罐、用于进行发电的第一级能量应用单元、第二级能量应用单元以及第三级能量应用单元；所述的能量转换单元通过空气管路分别与储热罐入口管路及第一级能量应用单元入口管路连接；
[0007]第一级能量应用单元的出口管路通过空气管路与第二级能量应用单元的入口管路连接，所述第二级能量应用单元包括余热蒸汽锅炉、蒸汽轮机以及冷却塔，所述余热蒸汽锅炉的入口管路通过空气管路与第一级能量应用单元的出口管路连接，用于利用接收到的第一级能量应用单元排出的热空气进行换热，且余热蒸汽锅炉的蒸汽出口管路通过蒸汽管路连接蒸汽轮机，使得余热蒸汽锅炉产生的过热蒸汽通过蒸汽管路进入蒸汽轮机后带动蒸汽轮机发电；所述冷却塔通过蒸汽管路接收蒸汽轮机出口管路的蒸汽乏汽进行冷却，冷却水通过水泵与冷水管路进入余热蒸汽锅炉的入口管路进行循环使用；
[0008]所述余热蒸汽锅炉的出口管路还通过另一空气管路连接第三级能量应用单元的入口管路，所述第三级能量应用单元包括余热热水锅炉及溴化锂制冷机组，所述余热热水锅炉的入口管路通过空气管路与余热蒸汽锅炉的出口管路连接，用于利用接收到余热蒸汽锅炉排出的热空气进行换热，余热热水锅炉产生的热水或者通过热水管路给居民区供暖，或者通过热水管路输送至溴化锂制冷机组，通过溴化锂制冷机组给居民区制冷，供暖或者制冷后的冷却水通过冷水管路及水泵输送至余热热水锅炉的入口管路进行循环使用；
[0009]所述储热罐与所述第一级能量应用单元之间还通过空气管路设置另一热量输送管路，用于保证无日照情况下，所述储热罐通过该空气管路继续给所述第一级能量应用单元供热。
[0010]所述能量转换单元包括用于压缩冷空气的空气压缩机以及与空气压缩机通过空气管路连接且安装在太阳能碟式聚光系统上的空气集热器；所述太阳能碟式聚光系统及空气集热器可根据使用需求设置为多个。
[0011]所述的第一级能量应用单元为烟气轮机。
[0012]在多日无日照情况下，若储热罐内的温度不足以满足第一级能量应用单元的发电要求时，所述系统还设置备用空气管路一，使得储热罐内的热空气通过备用空气管路一输送至第二级能量应用单元的余热蒸汽锅炉；若储热罐内的温度均不足以满足第一级能量应用单元及第二级能量应用单元的使用需求时，所述系统还设置备用空气管路二，使得储热罐内的热空气通过备用空气管路二输送至第三级能量应用单元的余热热水锅炉。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型利用太阳能的高品位热源，设置了三级系统——第一级能量应用单元、第二级能量应用单元以及第三级能量应用单元，采用三级系统综合利用，实现了对太阳能热源的高、中、低温三个等级的综合性利用；使得太阳能的利用率达到了最大化；
[0015]本实用新型配备了储能系统一储热罐，实现了太阳能的高品位热源综合利用的连续性；
[0016]本实用新型采用三级能量利用模式，模块化组合具有实用性，可操作性；且一次性投入，不使用任何化学燃料供热，节约能源；属于清洁能源，不污染环境，使能源的利用率大大提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型结构示意图。
[0018]图中:1、空气压缩机，2、空气集热器，3、太阳能碟式聚光系统，4、储热罐，5、烟气轮机，6、余热蒸汽锅炉，7、蒸汽轮机，8、电网，9、水泵，10、冷却塔，11、溴化锂制冷机组，12、余热热水锅炉，13、水泵，14、居民区，15——32、空气管路，33——34、蒸汽管路，35——37、热水管路，38—42、冷水管路，1、第一级能量应用单元，I1、第二级能量应用单元，II1、第三级能量应用单元。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0020]主设计宗旨:本实用新型可应用于太阳能碟式聚光光热热发电和热利用方面，由于太阳能碟式聚光系统能产生1000°c -1200°C的高温，根据太阳能碟式聚光系统的特点，为了使太阳能碟式聚光系统聚光后的高品位太阳能能有效得到利用，我们设计了一个高效的高品位太阳能应用系统，此系统将高品位太阳能分为高低中三级应用，从而达到了能量从高到低的逐级应用，使高品位太阳能的利用效率得到了最大化的应用，另外该系统配备了高品位太阳能的储能系统，可连续24小时不间断运行，使整个系统能长时间稳定运行。
[0021]本系统运行方式:
[0022]如图1所示实施例，空气压缩机I压缩冷空气后，空气压缩机I的出口管路通过空气管路15、空气管路19、空气管路18分别供给安装在太阳能碟式聚光系统3上的空气集热器2(空气集热器2和太阳能碟式聚光系统3根据电厂规模和太阳能碟式聚光系统3的聚光功率可以配置多个)，冷空气通过空气集热器2加热到800°C -1000°C之后通过空气管路
20、空气管路21和空气管路22分为两部分进行输送，一部分热空气通过空气管路23、空气管路17进入储热罐4进行储热，另一部分热空气通过空气管路24进入烟气轮机5进行发电；
[0023]从烟气轮机5出口管路排出的热空气(大概600°C -700°C )再通过空气管路28、空气管路29和空气管路30进入余热蒸汽锅炉6与水进行换热，余热锅炉产生的过热蒸汽通过蒸汽管路33进入蒸汽轮机7后带动蒸汽轮机7发电，蒸汽乏汽通过蒸汽管路34进入冷却塔冷却，然后通过水泵9和冷水管路41进入余热蒸汽锅炉6进行循环，而余热蒸汽锅炉6的出口管路排出的热空气(200°C左右)再通过空气管路31和空气管路32进入余热热水锅炉12进行换热，余热热水锅炉产生的热水冬天可以通过热水管路35和热水管路37给居民区14供暖，夏天可以通过热水管路35和热水管路36利用溴化锂制冷机组11给居民区14制冷，给居民区14供暖或者制冷后的冷却水可以通过冷水管路40、冷水管路39、水泵
13、冷水管路38再进入余热热水锅炉12进行循环，而余热热水锅炉6中进过换热排出的几十度左右的热空气就可以直接排入大气了。
[0024]当太阳落山后即无日照情况时，储热罐4通过另一热量输送管路即空气管路25和空气管路26继续给烟气轮机5供热，其余过程如上述所述，这就保证了在太阳落山以后能持续不间断24小时运行。
[0025]当连续多日无日照情况时，储热罐4内的温度会随着放热发电和热利用逐渐温度降低，当储热罐4内的温度不足以满足第一级能量应用单元使用需求时，即不能满足烟气轮机5的发电要求后，储热罐4出口管路出来的热空气会通过备用空气管路一即空气管路25、空气管路27、空气管路29、空气管路30供给第二级能量应用单元，即供给余热蒸汽锅炉6与水换热使用，产生的蒸汽继续用蒸汽轮机7发电，通过余热蒸汽锅炉6的余热空气再供给第三级能量应用单元，即供给余热热水锅炉12，通过余热热水锅炉12再给居民区14供暖或者制冷；当储热罐4内的温度均不足以满足第一级能量应用单元和第二级系统能量应用单元，即烟气轮机5和蒸汽轮机7发电使用时，储热罐4出口管路出来的热空气会通过备用空气管路二即空气管路25、空气管路27、空气管路29、空气管路32供给第三级能量应用单元，即供给余热热水锅炉12，通过余热热水锅炉12再给居民区14供暖或者制冷。
[0026]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.太阳能光热发电综合利用系统，包括利用太阳能碟式聚光系统进行冷空气加热的能量转换单元，其特征在于: 还包括用于进行储热的储热罐、用于进行发电的第一级能量应用单元、第二级能量应用单元以及第三级能量应用单元；所述的能量转换单元通过空气管路分别与储热罐入口管路及第一级能量应用单元入口管路连接； 第一级能量应用单元的出口管路通过空气管路与第二级能量应用单元的入口管路连接，所述第二级能量应用单元包括余热蒸汽锅炉、蒸汽轮机以及冷却塔，所述余热蒸汽锅炉的入口管路通过空气管路与第一级能量应用单元的出口管路连接，用于利用接收到的第一级能量应用单元排出的热空气进行换热，且余热蒸汽锅炉的蒸汽出口管路通过蒸汽管路连接蒸汽轮机，使得余热蒸汽锅炉产生的过热蒸汽通过蒸汽管路进入蒸汽轮机后带动蒸汽轮机发电；所述冷却塔通过蒸汽管路接收蒸汽轮机出口管路的蒸汽乏汽进行冷却，冷却水通过水泵与冷水管路进入余热蒸汽锅炉的入口管路进行循环使用； 所述余热蒸汽锅炉的出口管路还通过另一空气管路连接第三级能量应用单元的入口管路，所述第三级能量应用单元包括余热热水锅炉及溴化锂制冷机组，所述余热热水锅炉的入口管路通过空气管路与余热蒸汽锅炉的出口管路连接，用于利用接收到余热蒸汽锅炉排出的热空气进行换热，余热热水锅炉产生的热水或者通过热水管路给居民区供暖，或者通过热水管路输送至溴化锂制冷机组，通过溴化锂制冷机组给居民区制冷，供暖或者制冷后的冷却水通过冷水管路及水泵输送至余热热水锅炉的入口管路进行循环使用； 所述储热罐与所述第一级能量应用单元之间还通过空气管路设置另一热量输送管路，用于保证无日照情况下，所述储热罐通过该空气管路继续给所述第一级能量应用单元供热。
2.根据权利要求1所述的太阳能光热发电综合利用系统，其特征在于:所述能量转换单元包括用于压缩冷空气的空气压缩机以及与空气压缩机通过空气管路连接且安装在太阳能碟式聚光系统上的空气集热器；所述太阳能碟式聚光系统及空气集热器可根据使用需求设置为多个。
3.根据权利要求1所述的太阳能光热发电综合利用系统，其特征在于:所述的第一级能量应用单元为烟气轮机。
4.根据权利要求1所述的太阳能光热发电综合利用系统，其特征在于:在多日无日照情况下，若储热罐内的温度不足以满足第一级能量应用单元的发电要求时，所述系统还设置备用空气管路一，使得储热罐内的热空气通过备用空气管路一输送至第二级能量应用单元的余热蒸汽锅炉；若储热罐内的温度均不足以满足第一级能量应用单元及第二级能量应用单元的使用需求时，所述系统还设置备用空气管路二，使得储热罐内的热空气通过备用空气管路二输送至第三级能量应用单元的余热热水锅炉。
【文档编号】F24J2/04GK203809224SQ201420229577
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】王振声, 崔楠楠 申请人:大连宏海新能源发展有限公司