[發(fā)明專(zhuān)利]一種太陽(yáng)能直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410598847.4
• 申請(qǐng)日: 2014-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104359093A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋景慧;代彥軍;溫智勇;馬繼帥;徐齊勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院;上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F22B1/00
• 分類(lèi)號(hào): F22B1/00;F24J2/38
• 代理公司: 廣州知友專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑;高文龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，具體是指一種太陽(yáng)能直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能作為取之不盡同時(shí)又是生態(tài)學(xué)上純凈的和不改變地球上燃料平衡的能源，有著能源總量大，又容易實(shí)現(xiàn)分散化利用的優(yōu)點(diǎn)。但是常規(guī)的太陽(yáng)能熱利用只能用于低溫?zé)釕?yīng)用領(lǐng)域，比如說(shuō)家用的太陽(yáng)能熱水器、低溫?zé)崴h(huán)系統(tǒng)等，工質(zhì)溫度低，難以滿(mǎn)足工業(yè)熱能和太陽(yáng)能熱發(fā)電需求，應(yīng)用受到極大限制。

線性菲涅爾太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)是通過(guò)普通鏡面將陽(yáng)光反射到金屬集熱器對(duì)熱媒進(jìn)行加熱，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成高壓水蒸汽。線性菲涅爾式集熱系統(tǒng)屬于一維跟蹤聚焦集熱技術(shù)，系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此相對(duì)成本低廉。

而按蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)的不同可以分為雙循環(huán)蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)、瞬時(shí)蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)、直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)(Direct?Steam?Generation，即DSG)。直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)比雙循環(huán)系統(tǒng)和瞬間蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。就熱特性而言，直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)預(yù)計(jì)比雙循環(huán)系統(tǒng)每年多產(chǎn)生13％的凈能，比瞬間蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)每年多產(chǎn)生12％的凈能。就成本而言，直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)預(yù)計(jì)比雙循環(huán)系統(tǒng)低15％，與瞬間蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)的成本差不多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供太陽(yáng)能直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)以水作為集熱器循環(huán)介質(zhì)，直接生產(chǎn)穩(wěn)定性好、品質(zhì)高的中溫蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽可直接用于末端設(shè)備。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種太陽(yáng)能直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括集熱器、汽包、燃?xì)忮仩t、回水主管路和蒸汽輸出管路，回水主管路的進(jìn)水口與末端設(shè)備的出水口相連通，接收末端設(shè)備輸送來(lái)的水，回水主管路沿水流方向分成并聯(lián)的兩條管路，一條管路為回水支管路，另一條管路為集熱器進(jìn)水管路，與所述集熱器的進(jìn)水口相連通，所述集熱器用于吸收太陽(yáng)能的熱量，集熱器的出水口與汽包的進(jìn)口通過(guò)集熱器出水管路相連通，所述汽包還分別連接有蒸汽輸出管路、汽包下降管和汽包上升管，所述的蒸汽輸出管路用于將汽包產(chǎn)生的蒸汽輸送給末端設(shè)備，所述燃?xì)忮仩t的一端與所述的汽包上升管相連通，另一端與鍋爐進(jìn)水管相連通，所述的回水主管路、汽包下降管和鍋爐進(jìn)水管三者相交匯于一點(diǎn)，交匯處形成一個(gè)三通管段，所述回水主管路和汽包下降管上均設(shè)置有循環(huán)水泵，所有管路上均設(shè)置有閥，以控制管路的切斷和連通，該系統(tǒng)通過(guò)集熱器、汽包和燃?xì)忮仩t產(chǎn)生蒸汽供給末端設(shè)備。

本發(fā)明直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)只有一個(gè)循環(huán)回路，將末端設(shè)備與集熱器串聯(lián)起來(lái)。相比雙循環(huán)系統(tǒng)，沒(méi)有了中間的熱交換設(shè)備，不僅熱效率得到提高，系統(tǒng)投資也得以減少，所產(chǎn)生的蒸汽可用于諸如吸收式制冷和有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置等末端設(shè)備。

本發(fā)明中，所述的集熱器優(yōu)選線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器，也可以采用其他能夠吸收太陽(yáng)能熱量，產(chǎn)生高溫高壓水的集熱器。線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器使用的是平面鏡列，采用單軸東西跟蹤太陽(yáng)的方式，保證太陽(yáng)光一直線聚焦于鏡列上方的吸收器。吸收器采用直通型真空集熱管，內(nèi)管為不銹鋼管，可以承載大于5MPa的壓力；鋼管外表面有選擇性吸收涂層。外層的玻璃管和內(nèi)層不銹鋼管之間是真空隔熱層。

本發(fā)明中，所述集熱器出水管路還旁支一路定壓支管路，所述定壓支管路與定壓罐相連通，用于穩(wěn)定集熱器出水管路中的壓力。本發(fā)明中，所述的系統(tǒng)中定壓裝置和輔助熱源燃?xì)忮仩t保證系統(tǒng)能穩(wěn)定地輸出高品質(zhì)的中溫蒸汽，并提高太陽(yáng)能利用率。

本發(fā)明中，所述的集熱器為多臺(tái)，多臺(tái)集熱器采用并聯(lián)或串聯(lián)或混聯(lián)的方式相連。

本發(fā)明中，所述的末端設(shè)備為發(fā)電裝置或者吸收式制冷機(jī)。

本發(fā)明的太陽(yáng)能直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)，從末端設(shè)備返回的水進(jìn)入集熱器，吸收太陽(yáng)輻射熱量，溫度升高，進(jìn)入汽包變成過(guò)熱蒸汽，然后蒸汽驅(qū)末端裝置工作。定壓罐保證集熱器及管路中的水承壓而維持液態(tài)，進(jìn)入汽包后才汽化。集熱器的集熱量不夠時(shí)，可以啟動(dòng)燃?xì)忮仩t作為輔助熱源，與集熱器并聯(lián)或串聯(lián)，協(xié)同生產(chǎn)蒸汽。本發(fā)明使用了太陽(yáng)能直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)，從集熱器出來(lái)的水直接變成可供使用的蒸汽，無(wú)需另外的熱交換器，因而有熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。

在本發(fā)明中，系統(tǒng)的一般運(yùn)行模式為：從末端設(shè)備的回水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵增壓，進(jìn)入線性菲涅爾集熱器的吸收器中，吸收聚焦后的太陽(yáng)能熱量，變成中溫承壓的熱水后再進(jìn)入汽包。承壓的水進(jìn)入大空間的汽包內(nèi)會(huì)氣化成蒸汽，蒸汽通過(guò)管路輸送至末端設(shè)備。