[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

本發明公開了一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置及方法，利用太陽能集熱器(太陽能集熱器包括級聯的太陽能集熱陣列，核心部件包括中溫管、銅調節器、反光板、聯箱組件)、電鍋爐進行聯合利用，替代燃煤、燃油鍋爐的使用，提高太陽能的利用率，減少峰時電量的使用，建立聯合供能系統，實現能量的梯級利用。

技術領域

本發明涉及太陽能集熱與電鍋爐聯合利用技術領域，更具體地說，涉及一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置及方法。

背景技術

我國高速發展的能源主要依賴于傳統化石燃料，導致大氣污染嚴重、氣候惡化。國家電網公司響應國家政策，開展“清潔替代”和“電能替代”戰略工作，積極倡導“以電代煤、以電代油、電從遠方來”的能源消費新模式，其中重要的一環包括以電替代燃煤燃油鍋爐的使用，進而優化能源消費結構，減少城市大氣污染，促進霧霾治理。

電鍋爐是以電為能源，利用電阻發熱、電磁感應或電極發熱，通過鍋爐的換熱部位把熱媒水或有機熱載體(導熱油)加熱到一定參數(溫度、壓力)時，向外輸出具有額定工質的一種熱能機械設備。電鍋爐使用安全、靈活，比較適合替代中小型燃煤鍋爐。此外，電鍋爐高度智能化，不需要專人看管，在運營維護成本和安全隱患方面有所降低。但電鍋爐系統運行成本受電價政策(谷峰電價)的影響較大，易出現運行成本較高，收益較低的問題。

太陽能對于地球來講是取之不盡、用之不竭的清潔健康能源，是應用前景最廣闊的替代能源，它必將成為今后的主導能源，開發利用太陽能，對于節約常規能源、保護自然環境、減緩氣候變化等，都具有極其重大的意義。利用太陽能集熱與電鍋爐聯合運行，可充分利用“峰谷電價”政策，降低運行成本。

與傳統的太陽能熱水器相比，利用太陽能制中溫蒸汽，目前還是處于研究初期初期，但可應用范圍比較廣闊，包括建筑、食品加工、海水淡化、化學、造紙、木材加工、合成橡膠、紡織和煙草、制冷等領域，應用溫度集中在120～180℃范圍。另一方面，針對現有太陽能熱利用設備和技術應用存在無日照、陰冷天氣時無法使用等弊端，不能滿足建筑連續供熱的需求，而燃煤燃油鍋爐效率低、污染嚴重、電鍋爐運行成本較高的問題，如何能夠建立太陽能、電鍋爐的聯合循環、減少峰時電量的使用、提高太陽能的利用率，實現能量的梯級利用，也是亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種太陽能集熱與電鍋爐聯合制中溫蒸汽的裝置，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。

在上述方案中，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。

在上述方案中，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°。

在上述方案中，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。