[發明專利]一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710564934.1
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107448919B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 鄭鑫;周強;邱澤晶;郭松;馮澎湃
• 申請（專利權）人: 南瑞（武漢）電氣設備與工程能效測評中心;國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;南京南瑞集團公司
• 主分類號: F22B1/00
• 分類號: F22B1/00;F22B1/28;F22B35/00;F24S23/71;F24S10/70;F24S70/25
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

1.一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置，其特征在于，包括太陽能集熱器、電鍋爐和蒸汽電加熱器；所述太陽能集熱器和電鍋爐的進水口均與進水泵相連，所述太陽能集熱器的輸出口通過第一電動調節閥門Ka與蒸汽電加熱器相連，所述太陽能集熱器的出水口還接有安全閥K0；所述電鍋爐的輸出口通過第二電動調節閥門Kb與蒸汽電加熱器相連，所述蒸汽電加熱器與太陽能集熱器和電鍋爐的輸出口相連，所述蒸汽電加熱器出口設有第三電動調節閥門Kc；還包括PLC控制器，所述太陽能集熱器的出水口還接有第一溫度傳感器Ta，所述電鍋爐的出水口還接有第二溫度傳感器Tb，所述蒸汽電加熱器出口還接有第三溫度傳感器Tc，所述第一溫度傳感器Ta、第二溫度傳感器Tb、第三溫度傳感器Tc、第一電動閥門Ka、第二電動閥門Kb、第三電動閥門Kc均與PLC控制器相連；

所述太陽能集熱器包括級聯的太陽能集熱陣列，所述太陽能集熱陣列的核心部件包括中溫管、銅調節器、反光板、聯箱組件；

所述太陽能集熱器核心部件中溫管的吸熱涂層由鈦金涂層作為膜層材料，真空管采用溶膠凝膠法實現增透；所述太陽能集熱器采用φ47mm真空管內管作為接收器，接收器半徑r=37/2=18.5mm，所述真空管的外壁與反光板之間的距離為1mm，漸開線初始的角度θ₀=41°；

所述太陽能集熱器核心部件反光板采用涂有保護涂層的金屬材料精確輥壓成型，設置在真空管的后面，半接收角為23.5°，開口寬度為115mm，聚光比C為2.5。

2.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置，其特征在于，所述太陽能集熱器核心部件銅調節器采用U型管設計，按集熱器面積不同分為單U、雙U和三U結構，循環工質不在真空管內，通過調節U型管內的循環工質流量提高換熱效率。

3.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置，其特征在于，所述太陽能集熱器核心部件聯箱組件包括聯集管、聯集箱，每根真空管內的U型管開口端分別與兩支所述聯集管焊接，且所述聯集管被保溫層包裹放置于聯箱中；循環介質從集熱器的兩端選擇一端作為循環進口；測溫管焊接于所述聯集箱的兩端，從所述聯集箱側蓋伸出，用于測量集熱器溫度。

4.一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的方法，其特征在于，該方法采用權利要求1-3中任一項所述的一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置，包括以下步驟：

步驟S010，根據用戶側所需蒸汽溫度上下限設定太陽能集熱器溫度輸出門限T1、停止輸出門限T2和半開輸出門限T3，第一電動閥門Ka、第二電動閥門Kb、第三電動閥門Kc均保持關閉狀態；

步驟S020，打開進水泵，為太陽能集熱器和電鍋爐補水，補水之后太陽能集熱器和電鍋爐開始運行；

步驟S030，根據T1、T2和T3控制第一電動閥門Ka的開閉程度，使得太陽能集熱器對蒸汽電加熱器進行供能；當第二溫度傳感器Tb監測溫度達到T1時，控制第二電動閥門Kb的開閉程度，使得電鍋爐進行補充供能；當第三溫度傳感器Tc監測溫度達到用戶側溫度上限時，控制第三電動閥門Kc的開閉程度。

5.根據權利要求4所述的一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的方法，其特征在于，所述步驟S030中，當第一溫度傳感器Ta監測溫度達到T1時，將第一電動閥門Ka設定為全開；當第一溫度傳感器Ta監測溫度不大于T3且大于T2時，將第一電動閥門Ka設定為半開；當第一溫度傳感器Ta監測溫度不大于T2時，關閉第一電動閥門Ka。

6.根據權利要求5所述的一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的方法，其特征在于，所述步驟S030中，控制第二電動閥門Kb開閉程度的方法包括：第一電動閥門Ka處于完全打開狀態時，控制第二電動閥門Kb到完全閉合；當第一電動閥門Ka處于半開狀態時，控制第二電動閥門Kb到半開位置；當第一電動閥門Ka處于閉合狀態時，控制第二電動閥門Kb到全開位置。