[發(fā)明專利]一種采用導(dǎo)熱油傳熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐及其制備蒸汽的方法

在審

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• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104534699A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾智勇;李正坤;聶源;崔小敏;黃貝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市愛能森設(shè)備技術(shù)有限公司
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/30;F24J2/46;F22B1/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 吳泳歷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)，特別是一種采用導(dǎo)熱油傳熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐及其制備蒸汽的方法。

背景技術(shù)

蒸汽在生活及工業(yè)生產(chǎn)中用途非常廣泛。目前蒸汽鍋爐一般采用天然氣、燃油，電加熱來提供熱量，但是燃料成本太高，并且產(chǎn)生環(huán)境污染。太陽能鍋爐成為工業(yè)蒸汽制備的首選。但是目前的太陽能鍋爐存在一些待解決的缺陷，例如只能白天工作，使得設(shè)備利用率降低。為解決這一問題，有些太陽能鍋爐在夜間結(jié)合采用電加熱的方式提高鍋爐運(yùn)行效率；另一方面，目前的太陽能鍋爐產(chǎn)品對于環(huán)境要求較高，在有些環(huán)境下效率低導(dǎo)致運(yùn)行成本高。但是盡管存在這些問題，但是由于其取之不盡的特點(diǎn)，如何高效開發(fā)利用太陽能，保證鍋爐供熱的持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性仍然值得人們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)上述領(lǐng)域存在的空白和需求，本發(fā)明提供一種儲能式太陽能蒸汽鍋爐，能夠在不同的環(huán)境下保證持續(xù)提供蒸汽，運(yùn)行成本低，不容易造成管道堵塞，具體方案如下：

一種采用導(dǎo)熱油傳熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐，其特征在于：

包括由傳熱介質(zhì)輸送管道依次連接呈循環(huán)回路的以下幾部分：供熱裝置，傳熱介質(zhì)緩沖容器，儲熱裝置和輸出裝置；

所述供熱裝置用于收集太陽能并加熱傳熱介質(zhì)；

所述傳熱介質(zhì)輸送管道用于向儲熱裝置和輸出裝置輸送攜帶熱能的傳熱介質(zhì)；

所述儲熱裝置用于盛裝儲熱介質(zhì)；

所述傳熱介質(zhì)緩沖容器用于盛裝所述循環(huán)回路中傳熱介質(zhì)；

所述傳熱介質(zhì)輸送管道上設(shè)置有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵用于為所述傳熱介質(zhì)在所述傳熱介質(zhì)輸送管道中循環(huán)流動提供動力；

所述傳熱介質(zhì)輸送管道用于將傳熱介質(zhì)從所述供熱裝置輸送至所述儲熱裝置和所述輸出裝置，使得所述儲熱介質(zhì)被加熱，并使得輸出裝置輸出熱水或蒸汽，最后將釋放熱能之后的傳熱介質(zhì)輸送回到供熱裝置或者所述輸出裝置中；

所述傳熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油；

所述輸出裝置包括通過所述傳熱介質(zhì)輸送管道依次相連的蒸汽發(fā)生器和預(yù)熱器；使用狀態(tài)下傳熱介質(zhì)經(jīng)蒸汽發(fā)生器流出后進(jìn)入所述預(yù)熱器，最后回到供熱裝置或者傳熱介質(zhì)緩沖容器中；所述蒸汽發(fā)生器用于吸收所述傳熱介質(zhì)攜帶的熱量后將被提供的熱水加熱成水蒸汽并輸出；所述預(yù)熱器用于向所述蒸汽發(fā)生器提供熱水；所述預(yù)熱器預(yù)熱熱水的熱量部分或全部來源于流經(jīng)的傳熱介質(zhì)中的余熱。

本發(fā)明的鍋爐系統(tǒng)中，設(shè)置了傳熱介質(zhì)緩沖容器，用于緩沖系統(tǒng)壓力波動，起到穩(wěn)壓卸荷的作用，在系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)熱油壓輕微變化時(shí)，能保證系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，使得泵不會因壓力的改變而頻繁的開啟，提高系統(tǒng)的安全性和設(shè)備的使用壽命。傳熱介質(zhì)采用導(dǎo)熱油，還設(shè)置了儲熱裝置，用于盛裝儲熱介質(zhì)。用于本發(fā)明的儲熱介質(zhì)可以是具有儲熱功能的熔鹽、導(dǎo)熱油或其它相變材料。導(dǎo)熱油在循環(huán)回路中流動并依次與供熱裝置、儲熱裝置、輸出裝置發(fā)生熱交換；陽光充足時(shí)，導(dǎo)熱油從供熱裝置獲得熱能后，流經(jīng)儲熱裝置使其中的儲熱介質(zhì)獲得熱能并儲存下來，流經(jīng)攜熱產(chǎn)物輸出裝置使得其中的水加熱成熱水；導(dǎo)熱油凝固點(diǎn)低，不容易凝固堵塞。夜間或陽光弱時(shí)，儲熱裝置中儲熱介質(zhì)儲存的熱量可在相當(dāng)時(shí)間段內(nèi)向?qū)嵊吞峁崃繌亩ＷC導(dǎo)熱油持續(xù)在循環(huán)回路中流動并加熱熱水。在循環(huán)回路中的管道上還裝有數(shù)量充足的循環(huán)泵，為導(dǎo)熱油提供循環(huán)動力。

本發(fā)明利用熔鹽儲存熱量，保證在沒有陽光的時(shí)候也能持續(xù)的供熱水，經(jīng)濟(jì)效益好，環(huán)保節(jié)能。熔鹽在傳熱介質(zhì)的價(jià)格及使用壽命方面具有絕對的優(yōu)勢；熔鹽比熱大，儲熱密度大，前期設(shè)備投資成本低；對儲熱設(shè)備的要求低。同時(shí)采用導(dǎo)熱油進(jìn)行傳熱，可以在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度，即可以大大降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性；可以在更寬的溫度范圍內(nèi)滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝需求，或在同一個(gè)系統(tǒng)中用同一種導(dǎo)熱油同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求。即可以降低系統(tǒng)和操作的復(fù)雜性；省略了水處理系統(tǒng)和設(shè)備，提高了系統(tǒng)熱效率，減少了設(shè)備和管線的維護(hù)工作量。即可以減少加熱系統(tǒng)的初投資和操作費(fèi)用；簡而言之，可在低壓下進(jìn)行傳熱，提高系統(tǒng)的安全性。

本發(fā)明的鍋爐中，所述輸出裝置中，包括蒸汽發(fā)生器和預(yù)熱器，預(yù)熱器預(yù)熱熱水的熱量來源與本鍋爐的循環(huán)回路中的傳熱介質(zhì)，也可以部分地來源與本鍋爐循環(huán)回路中的傳熱介質(zhì)的預(yù)熱，或同時(shí)配備另外一套與本發(fā)明類似的鍋爐循環(huán)回路系統(tǒng)，該另外一套系統(tǒng)中的輸出裝置簡單地為一個(gè)換熱器，專門用于提供熱水。

優(yōu)選所述供熱裝置選自槽式、塔式、線性菲涅爾式太陽能光熱發(fā)電聚集太陽能的裝置。可以在不同環(huán)境下選擇不同的供熱裝置，使得本發(fā)明的鍋爐不受使用環(huán)境的限制。