[實(shí)用新型]集成熔鹽蓄熱的多級(jí)單螺桿線聚焦太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520678503.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN204961184U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玉庭;呂博夫;馬重芳;劉斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F03G6/06
• 分類號(hào): F03G6/06;F24J2/34
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種新型的槽式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)的電力負(fù)荷主要分布在東部地區(qū)，而電力資源主要分布在西部與北部地區(qū)。在結(jié)構(gòu)和空間布局上，我國(guó)電力資源面臨一系列問題：如電源結(jié)構(gòu)不合理、開發(fā)力度不匹配以及電網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)展緩慢等，電力產(chǎn)業(yè)亟待調(diào)整優(yōu)化。目前，我國(guó)尚有7656萬(wàn)無(wú)電人口，16個(gè)無(wú)電縣，828個(gè)無(wú)電鄉(xiāng)和29783個(gè)無(wú)電村。這些縣城、村鎮(zhèn)及散居牧戶地處邊遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離電網(wǎng)，用電負(fù)荷小而且分散。許多地區(qū)仍然以燒柴為主，致使生物質(zhì)能利用量超出合理利用量，荒漠化面積逐步擴(kuò)大，草場(chǎng)面積不斷減少，部分地區(qū)森林采育失調(diào)，災(zāi)害頻繁，生態(tài)環(huán)境面臨嚴(yán)重威脅。

太陽(yáng)能作為一種重要的可再生能源，在未來(lái)社會(huì)發(fā)展中將會(huì)得到大規(guī)模的開發(fā)和利用。太陽(yáng)能具有資源分布普遍的優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于我國(guó)西部地區(qū)正好處于資源豐富地區(qū)，采用分布式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供技術(shù)是最現(xiàn)實(shí)的選擇。太陽(yáng)能熱發(fā)電由于可以采用低成本大規(guī)模的蓄熱技術(shù)，因此與太陽(yáng)能光伏發(fā)電相比，太陽(yáng)能熱發(fā)電可通過蓄熱解決太陽(yáng)能資源與需求不匹配的矛盾，更適合分布式能源的需求。

發(fā)電單元是太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。國(guó)外的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)一般采用傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)作為發(fā)電單元，但是蒸汽輪機(jī)單機(jī)很難做小，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，最小蒸汽輪機(jī)的發(fā)電功率是800kW,無(wú)法適應(yīng)我國(guó)分布式太陽(yáng)能發(fā)電的需求。單螺桿膨脹機(jī)技術(shù)是一種能利用余熱發(fā)電的熱機(jī)的技術(shù)，其原理是蒸汽進(jìn)入機(jī)內(nèi)齒槽，推動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，齒槽間的容積逐漸增大，介質(zhì)降壓降溫膨脹做功，最后從齒槽末端排出。功率從主軸螺桿輸出，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。單螺桿膨脹機(jī)的功率可以在3kW～2000kW之間，正好彌補(bǔ)了蒸汽輪機(jī)單機(jī)功率很難做小的缺陷。蒸汽輪機(jī)的蒸汽只能是過熱蒸汽或飽和蒸汽，而單螺桿膨脹機(jī)可以是過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液兩相流體或熱液。另外，單螺桿膨脹機(jī)可以通過采用不同沸點(diǎn)的工質(zhì)，其使用溫度范圍可從70℃到250℃，因此單螺桿膨脹機(jī)是一種中低溫發(fā)電設(shè)備，特別適合上述分布式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)適用。與傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)相比，單螺桿膨脹機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少；2、受力平衡，易于維修；3、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低；4、部分負(fù)荷下的效率高；5、可靠性高，維護(hù)費(fèi)用低；6、適用于飽和蒸汽或者過熱蒸汽狀態(tài)，并且對(duì)給水的品質(zhì)要求不高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一套適用于分布式熱電聯(lián)供的高效、環(huán)保、穩(wěn)定可靠的太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)，采用帶回?zé)岬膬杉?jí)單螺桿膨脹機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)，并通過熔鹽蓄熱解決太陽(yáng)能資源與需求不匹配的矛盾。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于：1、采用單螺桿膨脹機(jī)，效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲低、壽命長(zhǎng)、工質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，適用于中低溫的太陽(yáng)能分布式發(fā)電系統(tǒng)；2、采用熔鹽作為傳熱蓄熱工質(zhì)，將槽式聚光器聚集的熱量傳遞和儲(chǔ)存，具有運(yùn)行溫度寬、運(yùn)行壓力低的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為集成熔鹽蓄熱的多級(jí)單螺桿線聚焦太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)、熱儲(chǔ)鹽罐(2)、冷儲(chǔ)鹽罐(3)、蒸發(fā)器(4)、單螺桿膨脹機(jī)(5)、發(fā)電機(jī)(6)、回?zé)崞?7)、熱水交換器(8)、工質(zhì)循環(huán)泵(9)；各組鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)并聯(lián)，鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)內(nèi)部流動(dòng)有熔鹽；各組鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)并聯(lián)的公共輸出端與蒸發(fā)器(4)一端連接，蒸發(fā)器(4)的另一端與各組鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)并聯(lián)的公共輸入端連接；各組鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)并聯(lián)的公共輸出端與蒸發(fā)器(4)一端之間設(shè)有熱儲(chǔ)鹽罐(2)，蒸發(fā)器(4)的另一端與各組鍍膜鋁新型槽式聚光集熱器(1)并聯(lián)的公共輸入端中間設(shè)有冷儲(chǔ)鹽罐(3)。

蒸發(fā)器(4)與各級(jí)單螺桿膨脹機(jī)(5)連接，各級(jí)單螺桿膨脹機(jī)(5)與回?zé)崞?7)的輸入端連接，回?zé)崞?7)的輸出端與熱水交換器(8)一端連接，熱水交換器(8)的另一端與工質(zhì)循環(huán)泵(9)連接，循環(huán)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵(9)加壓后重新經(jīng)過回?zé)崞?7)加熱并進(jìn)入蒸發(fā)器(4)。

所述各級(jí)單螺桿膨脹機(jī)(5)為單級(jí)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，其連接方式為并聯(lián)或串聯(lián)或混聯(lián)。

所述單螺桿膨脹機(jī)(5)與發(fā)動(dòng)機(jī)(6)連接。

所述單螺桿膨脹機(jī)(5)為非金屬—金屬螺桿星輪轉(zhuǎn)子副結(jié)構(gòu)。