[實用新型]一種高效率太陽能光熱塔式發電與海水淡化一體化系統

有效

• 申請號: 201120306043.4
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN202170852U
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 劉光宇;王建中;鄒洪波;薛安克;賴小平
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F24J2/16;F01K25/00;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于太陽能應用領域，具體涉及一種高效率太陽能光熱塔式發電與海水淡化一體化系統。

背景技術

傳統的發電技術與海水淡化技術需要消耗大量的不可再生能源，所消耗能源主要來自煤炭和石油等化石燃料。化石燃料的有限儲備及其燃燒產物對環境的污染和溫室氣體效應，使得人類面臨化石燃料短缺和環境惡化的雙重壓力。為了減少環境污染和溫室效應，也為了緩解化石燃料短缺的壓力，人類必須逐步放棄以煤炭和石油為主的能源結構。

太陽能是一種可再生能源，具有儲量無限、存在普遍、清潔、無噪音等優勢。利用太陽能發電與淡化海水，節能、環保、低價，是未來發展的趨勢。

利用太陽能發電有兩個分支：光伏發電與光熱發電。與光伏發電比較，光熱發電效率高，可以直接產生交流電，不需要逆變器就可直接并網，也不會因為生產硅材料帶來環境污染等負面效應。所以，光熱發電與光伏發電相比，有明顯的價格優勢和環保優勢。一般來講，光熱發電需要一種有跟蹤功能的集熱裝置，例如：定日鏡、槽式拋物線反光鏡。其中，定日鏡是塔式集熱發電的關鍵設備，具有高聚光比，效率高，是最有前途的可再生能源發電方式。這里，因聚光產生的能量被傳熱工質吸收，并進一步用于產生蒸汽，推動透平發動機發電。

利用太陽能海水淡化的原理是通過太陽能產生的熱能驅動海水發生相變過程，即蒸發，然后通過另外一個相變過程，既冷凝，得到蒸餾淡水。太陽能蒸餾過程按運行方式可分為直接法和間接法兩類。直接法系統是利用太陽能在集熱器中對海水直接進行蒸餾，而間接法系統的太陽能集熱器與海水蒸餾部分是分離的。人們還按是否使用輔助集熱器的設備將太陽能蒸餾系統分為被動式和主動式兩類。因為，被動式沒有采用輔助設備，所以，產水量不高、工作溫度低、不利于在夜間工作和利用其它余熱，不適合大規模推廣應用。按主動式輔助集熱器的特點將太陽能蒸餾系統分為平板集熱器式、真空管集熱器式、槽型拋物面集熱器、復合拋物面集熱器等。其中，槽型拋物面集熱器和復合拋物面集熱器是反射聚光型集熱器，他們使太陽能蒸餾設備在較高的溫度段運行，提高了熱利用率，推進了太陽能海水淡化的普及。

目前，尚沒有關于基于定日鏡聚光技術的高效率太陽能發電與海水淡化一體化系統的報道。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提出一種高效率太陽能光熱塔式發電與海水淡化一體化系統。

一種高效率太陽能光熱塔式發電與海水淡化一體化系統，包括太陽能集熱系統、傳熱工質循環系統、發電系統和海水淡化系統，具體包括定日鏡、定位器、吸熱器、吸熱器支撐塔、傳熱工質回路、第一泵、第一流量閥、海水加熱器、蒸汽發生器、蒸汽回路、第二流量閥、透平發電機、電網、冷海水管道、第二泵、淡水管道、第三泵、濃鹽水管道、第四泵、多級閃蒸設備和第三流量閥。

本實用新型所包括的的太陽能集熱系統、傳熱工質循環系統、發電系統和海水淡化系統四個子系統分別獨立運行。

太陽能集熱系統包括：定日鏡、定位器、吸熱器和吸熱器支撐塔。定日鏡中心的軸向與長筒形定位器的軸向連線指向吸熱器固定位置，每個定日鏡匹配一個定位器，吸熱器的一端與第一流量閥的一端相連接，吸熱器的另一端固定于與吸熱器支撐塔，并與第一泵的一端相連接。

傳熱工質循環系統包括：傳熱工質回路、第一泵、第一流量閥、海水加熱器和蒸汽發生器。第一流量閥的另一端與蒸汽發生器一端的一個端口相連接，蒸汽發生器一端的另一個端口與海水加熱器的一端相連接，海水加熱器的另一端與第一泵的另一端相連接。傳熱工質回路的工質在該傳熱工質循環系統回路內循環流動。

發電系統包括：蒸汽回路、第二流量閥、透平發電機和電網。蒸汽發生器另一端的一個端口與第二流量閥的一端相連接，第二流量閥的另一端與透平發電機一端的一個端口相連接，透平發電機一端的另一個端口與蒸汽發生器另一端的另一個端口相連接，透平發電機的另一端與電網相連接。