一种太阳能低温双罐发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种太阳能低温双罐发电系统。


背景技术：

2.太阳能是一种取之不尽的绿色新能源，而利用太阳能的光热发电技术是一种纯绿色无污染的发电技术。太阳能高温光热发电技术效率高，但是对设备的各项要求很高，结合高温集热技术和高温储热技术后，整体系统投入成本和运维成本大幅提高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种太阳能低温双罐发电系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种太阳能低温双罐发电系统，包括orc膨胀发电机、冷凝器、换热装置、太阳能集热器、中温储热罐和低温储热罐；所述orc膨胀发电机经第一工质管道与冷凝器相连，所述冷凝器经第二工质管道与换热装置相连，所述第二工质管道上设置有工质泵，换热装置经第三工质管道与orc膨胀发电机相连；所述换热装置分别经第一集热管道和第二集热管道与所述太阳能集热器相连；所述中温储热罐分别经中温进液管道和中温出液管道与所述第一集热管道相连；所述低温储热罐分别经低温进液管道和低温出液管道与所述第二集热管道相连。
6.优选的，所述第一集热管道上设置有进口主阀门；在第一集热管道内部热媒介质流动方向上，所述中温进液管道和第一集热管道的连接点位于所述进口主阀门的上游，所述中温出液管道和第一集热管道的连接点位于所述进口主阀门的下游。
7.优选的，所述中温出液管道上沿其内部热媒介质流动方向依次设置有中温泵和中温罐出口阀。
8.优选的，所述第二集热管道上沿其内部热媒介质流动方向上依次设置有出口主阀门和热媒循环泵；在第二集热管道内部热媒介质流动方向上，所述低温进液管道和第二集热管道的连接点位于所述出口主阀门的上游，所述低温出液管道和第二集热管道的连接点位于所述热媒循环泵的下游。
9.优选的，所述低温进液管上设置有低温罐进口阀。
10.优选的，所述低温出液管道上沿其内部热媒介质流动方向依次设置有低温泵和低温罐出口阀。
11.优选的，所述换热装置包括蒸发器和预热器，所述蒸发器和所述预热器之间连接有第四工质管道和第三集热管道；所述第四工质管道分别经蒸发器和预热器与第三工质管道和第二工质管道连通；所述第三集热管道分别经蒸发器和预热器与所述第一集热管道和第二集热管道连通。
12.优选的，发电系统还包括冷却塔，所述冷凝器的进水口和出水口分别经进水管道
和出水管道与冷却塔相连。
13.优选的，所述进水管道上设置有冷却水泵。
14.本实用新型的有益效果是：1、采用中温储热罐和低温储热罐并行使用，有光照情况下低温储热罐释放低温热媒介质，中温储热罐存储升温后的热媒介质；无光照情况下，中温储热罐释放高温热媒介质，低温储热罐存储低温热媒介质，保证系统在有阳光照射和无阳光照射时都能不间断运行，实现持续发电。2、将太阳能有效转化为电能，实现能源利用。3、热媒介质、有机工质和冷却水循环利用，保证系统的可持续运行。4、能够大幅度降低系统投入及运营成本。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例中发电系统的结构示意图。
16.图中：1、太阳能集热器；2、中温储热罐；3、低温储热罐；4、中温泵；5、低温泵；6、热媒循环泵；7、工质泵；8、预热器；9、蒸发器；10、orc膨胀发电机；11、冷凝器；12、冷却塔；13、冷却水泵；14、进口主阀门；15、出口主阀门；16、低温罐出口阀；17、中温罐出口阀；18、低温罐进口阀。
具体实施方式
17.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。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
18.如图1所示，本发明包括一种太阳能低温双罐发电系统，包括orc膨胀发电机 10、冷凝器11、换热装置、太阳能集热器1、中温储热罐2和低温储热罐3；所述 orc膨胀发电机10经第一工质管道与冷凝器11相连，所述冷凝器11经第二工质管道与换热装置相连，第二工质管道上设置有工质泵7，换热装置经第三工质管道与orc膨胀发电机10相连；所述换热装置分别经第一集热管道和第二集热管道与所述太阳能集热器1相连；所述中温储热罐2分别经中温进液管道和中温出液管道与所述第一集热管道相连；所述低温储热罐3分别经低温进液管道和低温出液管道与所述第二集热管道相连。
19.本实施例中，所述第一集热管道上设置有进口主阀门14；在第一集热管道内部热媒介质流动方向上，所述中温进液管道和第一集热管道的连接点位于所述进口主阀门14的上游，所述中温出液管道和第一集热管道的连接点位于所述进口主阀门14的下游。
20.本实施例中，所述中温出液管道上沿其内部热媒介质流动方向依次设置有中温泵4和中温罐出口阀17。
21.本实施例中，所述第二集热管道上沿其内部热媒介质流动方向上依次设置有出口主阀门15和热媒循环泵6；在第二集热管道内部热媒介质流动方向上，所述低温进液管道和第二集热管道的连接点位于所述出口主阀门15的上游，所述低温出液管道和第二集热管道的连接点位于所述热媒循环泵6的下游。
22.本实施例中，所述低温进液管上设置有低温罐进口阀18。
23.本实施例中，所述低温出液管道上沿其内部热媒介质流动方向依次设置有低温泵5和低温罐出口阀16。
24.本实施例中，所述换热装置包括蒸发器9和预热器8，所述蒸发器9和所述预热器8之间连接有第四工质管道和第三集热管道；所述第四工质管道分别经蒸发器9和预热器8与第三工质管道和第二工质管道连通；所述第三集热管道分别经蒸发器9和预热器8与所述第一集热管道和第二集热管道连通。
25.本实施例中，发电系统还包括冷却塔12，所述冷凝器11的进水口和出水口分别经进水管道和出水管道与冷却塔12相连。
26.本实施例中，所述进水管道上设置有冷却水泵13。
27.本实施例中，发电系统主要包括四部分，分别是orc发电系统、集热系统、储热系统和冷却系统。下面分别针对这四个系统展开说明。
28.一、orc发电系统
29.orc发电系统包括orc膨胀发电机10、换热装置、相应工质管道以及第二工质管道上设置的工质泵7。第一工质管道、第二工质管道、第三工质管道和第四工质管道中流动着工质，工质泵7驱动工质管道中的有机工质依次经过预热器8和蒸发器9成为气态有机工质，气态有机工质进入orc膨胀发电机10做功，orc膨胀发电机10向外供电，之后气态有机工质进入冷凝器11冷凝成为液态有机工质返回工质泵7，再次经工质泵7运送到预热器8和蒸发器9，实现有机工质的热力循环。
30.二、集热系统
31.集热系统包括太阳能集热器1、相应的集热管道以及第二集热管道上设置的热媒介质泵，第一集热管道和第二集热管道中流动着热媒介质，太阳能集热器1 为热媒介质提供热量。
32.三、储热系统
33.储热系统包括中温储热罐2、低温储热罐3以及相应的管路、阀门和中温泵4 和低温泵5。中温储热罐2在有日照的情况下，将一部分经太阳能集热器1加热后的热媒介质存储在罐体内，当处于非日照模式时，将中温储热罐2存储的热媒介质经过换热器和预热器8实现换热后变成低温热媒介质，进入低温储热罐3中存储。
34.低温储热罐3在有日照的情况下将罐内的低温热媒介质送入太阳能集热器1 加热，并在加热后部分存入中温储热罐2内，当处于非日照模式时，由中温储热罐2中流出的热媒介质在降温后流入低温储热罐3中存储。
35.有日照的情况下中温储热罐2存储热媒介质，没有日照的情况下低温储热罐 3存储热媒介质，两个储热罐在不同的情况下分别存储热媒介质，保证发电系统在有无日照的情况下都能够正常工作，持续发电。
36.热媒介质可以是导热油、水或防冻液，具体可以根据实际情况选择，以便更好的满足实际需求。
37.四、冷却系统
38.冷却系统包括冷却塔12、相应管道、冷却水泵13和冷凝器11，冷凝器11的进水口和出水口分别经进水管道和出水管道与所述冷却塔12相连。所述进水管道上设置有冷却水泵13，实现水循环。冷却塔12提供的冷水进入冷凝器11中为使气态有机工质冷却为液态，换热后的热水进入冷却塔12中进行冷却，之后被冷却水泵13再次送入冷凝器11中换热，实现水循环。
39.冷却系统(包括冷却塔、冷却水泵、冷凝器等)可以采用蒸发式冷凝器或空冷式冷凝器。具体可以根据实际情况进行选择，以便更好的满足实际需求。
40.本实施例中，发电系统包括两种工作模式，分别为日照模式和非日照模式，相应的工作原理如下：
41.日照模式：白天阳光照射期间，进口主阀门14、出口主阀门15、低温罐出口阀16开启，中温罐出口阀17和低温罐进口阀18，热媒循环泵6和低温泵5启动，中温泵4关闭。
42.1、该模式启动时，低温储热罐3中充满热媒介质，中温储热罐2中仅有少量热媒介质，在热媒循环泵6和低温泵5的驱动下，来自预热器8的低温热媒介质和来自低温储热罐3的低温热媒介质汇合，进入太阳能集热器1，太阳能集热器1吸收太阳能并用于对低温热媒介质进行加热，低温热媒介质温度升高后离开太阳能集热器1并分流，一部热媒介质经过蒸发器9和预热器8，回到热媒循环泵6再次进入循环；另一部分热媒介质则流入中温储热罐2中存储。
43.该模式运行期间，低温储热罐3中的低温热媒介质逐渐减少，中温储热罐2中的升温后的热媒介质逐渐增加。
44.2、非日照模式：非阳光照射期间，进口主阀门14、出口主阀门15、低温罐出口阀16关闭，中温罐出口阀17和低温罐进口阀18开启，热媒循环泵6和低温泵5关停，中温泵4启动。
45.该模式启动时，低温储热罐3中仅有少量热媒介质，中温储热罐2中充满高温热媒介质，高温热媒介质在中温泵4的驱动下经过蒸发器9和预热器8后降温变成低温热媒介质，再流入低温储热罐3存储。
46.该模式运行期间，低温储热罐3中的热媒介质逐渐增加，中温储热罐2中的热媒介质逐渐减少。
47.在这两种模式中，液态工质由工质泵7驱动，先后经过预热器8和蒸发器9成为气态工质，进入orc膨胀发电机10做功，向外供电，气态工质进入冷凝器11再次变为液态工质返回工质泵7，实现有机工质热力循环；冷却水泵13将冷却水送入冷凝器11，冷却水升温后再次回到冷却塔12降温，降温后由冷却水泵13再次送入冷凝器11，实现冷却水循环。
48.通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
49.本实用新型提供了一种太阳能低温双罐发电系统，采用中温储热罐和低温储热罐并行使用，有光照情况下低温储热罐释放低温热媒介质，中温储热罐存储升温后的热媒介质；无光照情况下，中温储热罐释放高温热媒介质，低温储热罐存储低温热媒介质，保证系统在有阳光照射和无阳光照射时都能不间断运行，实现持续发电。将太阳能有效转化为电能，实现能源利用。热媒介质、有机工质和冷却水循环利用，保证系统的可持续运行。能够大幅度降低系统投入及运营成本。
50.以上所述仅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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。