[實用新型]太陽能ORC發電系統

有效

• 申請號: 201320291740.6
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN203271840U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 陳沖;李炎;肖峰;黃浩
• 申請（專利權）人: 成都昊特新能源技術股份有限公司
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F03G6/06;F01K17/02;F24J2/30;F24J2/34
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 李陽

技術領域

本實用新型涉及一種發電系統，尤其涉及一種太陽能ORC發電系統。

背景技術

ORC也就是有機朗肯循環，利用該技術設計成的發電系統為ORC發電系統。目前，現有的ORC發電系統一般包括兩個換熱器、一個動力輸出裝置、與動力輸出裝置相連的發電機和一個循環泵。例如《制冷學報》2012年2月第33卷第1期就公開了一個上述ORC發電系統。以及中國專利公開號CN1950591A也公開了一個類似的ORC發電系統。上述這種發電系統中的各個裝置相連形成一個循環回路。有機介質在這個回路中循環。其中一個換熱器可與太陽能熱源相連進行熱交換，將有機工質加熱成蒸汽狀態，蒸汽狀態的有機介質進入動力輸出裝置做功，動力輸出裝置帶動發電機發電。有機工質接著進入另一個換熱器進行冷凝形成液體，這個換熱器也就是冷凝器。被冷卻的有機工質在循環泵的壓力作用下形成過冷液體狀態，然后進入與熱源相連的換熱器內。通過上述循環進行發電?，F有的這種發電系統存在以下不足：1、有機工質在經過動力輸出裝置做功后還保留部分熱能，這些熱能由冷凝器放熱而浪費掉，系統效率很低。2、系統經過長期使用后，內部有機工質發生損耗，無法及時補充。3、現有的太陽能熱源的設置不夠簡潔合理，太陽能利用率低。

太陽能既是一次能源，也是理想的可再生能源。雖然資源豐富，既可以免費使用，也無需運輸，對環境無污染，但是由于能量密度低，熱源溫度不高，品位低。

目前太陽能在發電上的利用技術主要有2種：太陽能光發電、太陽能熱發電。

太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式，在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。

太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能，它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能，如半導體或金屬材料的溫差發電，真空器件中的熱電子和熱電離子發電，堿金屬熱電轉換，以及磁流體發電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發電機發電。其中，太陽能通過熱機帶動發電機發電是通過將太陽能轉化為熱能將水加熱成蒸汽后帶動汽輪機發電。這種放電方式存在以下不足：

（1）采用常規水蒸汽朗肯循環，水蒸汽氣化潛熱比例大，整個系統來自太陽能的吸熱量將有很大部分由冷凝器放熱浪費，系統效率很低；

（2）以水蒸汽作為循環工質時，作為濕流體，換熱器必須設計有足夠的過熱器換熱面，保證水蒸汽有足夠的過熱度，使做功后的蒸汽干度達到汽輪機末級要求；

（3）由于熱源溫度不高，換熱器不能產生很高的蒸汽壓且做功蒸汽比容大，直接影響汽輪機的尺寸，造成設備造價升高。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是提供一種可以利用太陽能發電的熱能利用率高的太陽能ORC發電系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：太陽能ORC發電系統，包括與熱源相連的換熱器，動力輸出裝置，與動力輸出裝置的動力輸出端相連的發電機，有機工質循環泵，冷凝器，所述換熱器包括熱源入口、熱源出口、換熱器有機工質入口和換熱器有機工質出口，動力輸出裝置包括輸出裝置有機工質入口和輸出裝置有機工質出口，換熱器有機工質出口與輸出裝置有機工質入口相連，冷凝器包括冷凝器有機工質入口和冷凝器有機工質出口，所述熱源包括太陽能集熱板，所述太陽能集熱板內設置有油道，油道的通道出口與換熱器的熱源入口相連，油道的通道入口通過導熱油循環泵與換熱器的熱源出口相連；

還包括回熱器，回熱器的第一有機工質入口與第一有機工質出口之間設置有第一換熱道，回熱器的第二有機工質入口與第二有機工質出口之間設置有第二換熱道，回熱器的第一有機工質入口與輸出裝置有機工質出口相連，回熱器的第一有機工質出口與冷凝器有機工質入口相連，冷凝器有機工質出口通過有機工質循環泵與回熱器的第二有機工質入口相連，回熱器的第二有機工質出口與換熱器有機工質入口相連。

上述發電系統可提高太陽能的利用率，且通過設置回熱器，可將動力輸出裝置排出的有機工質的剩余熱能進行充分利用，利用這部分熱能可對過冷液態有機工質進行加熱。

進一步的是：所述冷凝器與有機工質循環泵之間還連接有儲液罐，所述儲液罐上設置有有機工質補充裝置。

進一步的是：所述導熱油循環泵與換熱器之間設置有儲油罐。

進一步的是：所述動力輸出裝置為ORC透平。

進一步的是：所述ORC透平上設置有用于防止有機工質泄漏的密封結構。

本實用新型的有益效果是：