[發明專利]太陽能多能互補熱發電裝置

在審

• 申請號: 201611135864.X
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN108612634A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 張建城
• 申請（專利權）人: 張建城
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03D9/22;F24S20/40;F24S60/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.太陽能多能互補熱發電裝置包括太陽能聚光裝置、儲熱裝置、補熱鍋爐、轉換閥、壓力泵、蒸發器或換熱器；傳熱介質補熱器；傳熱介質、儲熱介質；電力加熱器；電力電纜、動力工質；冷凝器或空氣冷卻裝置，動力發電機組，聚光陣列跟蹤和發電控制裝置，風電機，主要特征在于：太陽能聚光裝置通過傳輸管線和轉換閥連接設置在補熱鍋爐內的傳熱介質補熱器進口；轉換閥另一端和補熱鍋爐內的傳熱介質補熱器出口同時連接儲熱裝置熱罐進口，儲熱裝置熱罐出口連接蒸發器或換熱器進口，蒸發器或換熱器出口連接儲熱冷罐進口，出口連接壓力泵，壓力泵出口連接太陽能聚光裝置進口，構成太陽能熱循環系統；動力側的換熱器或蒸發器出口連接動力發電機組渦輪機進氣口；渦輪機出氣口連接冷凝器，冷凝器出口連接壓力泵，或經汽水分離裝置連接壓力泵，壓力泵輸出端連接換熱器或蒸發器進口，構成完整的熱發電循環；補熱鍋爐中的傳熱介質補熱器或者并聯在儲熱裝置熱罐進口和冷罐出口之間；采用單罐儲熱則將補熱鍋爐中傳熱介質補熱器進出口與儲熱裝置進出口并聯；電力加熱器設置在儲熱裝置的熱罐或單罐儲熱罐底部，均勻排列；動力側選擇超臨界二氧化碳布雷頓熱發電則蒸發器出口連接渦輪機進氣口，渦輪機出氣口連接補熱器進口，對應的出口連接冷凝器進口，冷凝器出口連接壓氣機進口，壓氣機出口連接補熱器另一端進口，對應的出口連接蒸發器進口，完成布雷頓動力循環；

1)所述動力發電機組為蒸汽朗肯、卡琳娜循環或有機朗肯熱發電機組；或超臨界二氧化碳布雷頓熱發電機組；

2)所述冷凝器選擇空氣冷卻裝置，或采用水冷設備；

3)所述補熱鍋爐包括燃氣鍋爐、燃油鍋爐、電力鍋爐以及燃煤生物質直燃鍋爐；或燃煤、生物質流化床鍋爐；根據原料來源難易和經濟性選擇其中一種鍋爐；傳熱介質補熱器設置在補熱鍋爐內；或選擇固體燃料電池如固體氧化物燃料電池(SOFC)和熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)，或開式燃氣布雷頓熱發電機組替代補熱鍋爐，利用其排出的高溫余熱為儲熱裝置補熱，所發電力主要供電站自身使用，同時也為電力加熱器提供電力；

4)所述補熱鍋爐使用的氣體燃料可選擇烷烴類氣體如生物質氣化氣、沼氣、煤制氣、天然氣、可燃冰氣、液化石油氣；或選擇醇類燃料如甲醇、乙醇、二甲醚液態燃料；或選擇燃油如柴油、汽油、煤油、重油；或電力鍋爐選擇電網過剩電力如低谷電、無負載過剩電力；或選擇風電、光伏丟棄電力；

5)所述儲熱裝置是指兩罐包括熱罐和冷罐以及單罐儲熱罐的儲熱容器，其熱罐內部或設置陶瓷、石墨蜂窩固體儲熱裝置；固體儲熱介質及容器可占用儲熱空間，減少導熱油或熔鹽傳熱介質的使用量，并提高儲熱效率；固體儲熱介質或選擇玻璃、陶瓷、石墨、水泥塊、花崗巖、玄武巖、火成巖、石英巖、金屬冶煉廢渣，回收廢舊鋁、硅制品或經上述混合兼具比熱容和導熱系數良好的固體儲熱介質，放置在固體儲熱容器內；固體儲熱容器采用特種陶瓷或耐腐蝕金屬材料制作，為圓柱體、長方體、環形體，固體儲熱容器外壁設傳熱介質流通孔洞或網口，孔洞或網口的直徑以所選擇的最小固體儲熱介質體積為限；為降低造價，儲熱裝置冷罐為液體儲罐，其容積僅保證傳熱介質熱循環需要，體積明顯小于儲熱罐；上述構造適用單罐儲熱罐；

6)所述電力加熱器設置在儲熱裝置熱罐或單罐儲熱罐底部，均勻布置，保證高溫傳熱介質熔鹽或導熱油溫度達到發電工況要求；

7)所述傳熱介質選擇高溫無壓液體如導熱油或熔鹽以及高溫硅油；熔鹽選擇二元熔鹽、或低結晶點如60-140度、高氣化點560-650度具有低腐蝕的三元、四元熔鹽，或在其中添加微量粉體石墨烯材料、或添加石墨納米材料以提高導熱特性；

8)所述動力工質為水蒸氣、氨氣、二氧化碳氣、一氧化氮氣、冷凝劑；

9)所述太陽能聚光裝置選擇槽式、塔式、菲涅耳和蝶式聚光裝置中的一種，或選擇不同聚光裝置進行組合；所述槽式、菲涅耳聚光陣列配置線聚焦太陽能強化集熱管，進一步提高傳熱效率，降低熱損耗；

10)所述風電機作為太陽能熱發電站專用配置為補熱鍋爐和電力加熱器提供電力，多余電力直接進入電網；

11)所述電力電纜連接補熱鍋爐和設置在儲熱裝置熱罐或單罐儲熱罐中的電力加熱器以及風電機組。