[發明專利]基于氣液兩相集熱器的太陽能復疊有機朗肯循環發電系統

在審

• 申請號: 201810418139.6
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108506177A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 李晶;裴剛;高廣濤;任曉;季杰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01K25/08;F01K25/10;F01K7/16
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 金惠貞

1.基于氣液兩相集熱器的太陽能復疊有機朗肯循環發電系統，其特征在于：包括太陽能集熱蓄熱回路、一級有機朗肯循環發電回路和二級有機朗肯循環發電回路；

所述太陽能集熱蓄熱回路包括太陽能集熱場（1）、高溫蓄熱水罐（2）、低溫蓄熱水罐（3）、低溫集熱水泵（12）、中溫水泵（13）和高溫換熱水泵（14），太陽能集熱場（1）的出口串聯著高溫蓄熱水罐（2），太陽能集熱場（1）的入口串聯著低溫蓄熱水罐（3）；

所述一級有機朗肯循環發電回路包括第一級蒸發器（4）、中間換熱器（5）、第一級汽輪機（8）、第一級發電機（10）和第一級有機工質泵（15），其中第一級蒸發器（4）、第一級汽輪機（8）、中間換熱器（5）和第一級有機工質泵（15）串聯形成第一級有機工質回路；

所述二級有機朗肯循環發電回路包括中間換熱器（5）、第二級冷凝器（6）、第二級蒸發器（7）、第二級汽輪機（9）、第二級發電機（11）和第二級有機工質泵（16），其中中間換熱器（5）和第二級蒸發器（7）分別與第二級汽輪機（9）、第二級冷凝器（6）和第二級有機工質泵（16）串聯形成第二級有機工質回路；

所述第一級蒸發器（4）的一側為水工質，第一級蒸發器（4）的另一側為有機工質，水工質一側的第一級蒸發器（4）串聯在太陽能集熱蓄熱回路的高溫蓄熱水罐（2）一側，有機工質一側的第一級蒸發器（4）串聯在一級有機朗肯循環發電回路中；

所述第二級蒸發器（7）的一側為水工質，第二級蒸發器（7）的另一側為有機工質，水工質一側的第二級蒸發器（7）串聯在太陽能集熱蓄熱回路的低溫蓄熱水罐（3）一側，有機工質一側的第二級蒸發器（7）串聯在二級有機朗肯循環發電回路中；

所述中間換熱器（5）的兩側均為有機工質，中間換熱器（5）的一側串聯在一級有機朗肯循環發電回路中，中間換熱器（5）的另一側串聯在二級有機朗肯循環發電回路中；

白天太陽輻照大于400W/m²時，所述系統同時進行集熱、蓄熱和發電三種運行模式；

夜晚或陰天時，所述系統利用高溫蓄熱水罐（2）儲存的熱量繼續進行發電運行模式。

2.根據權利要求1所述的基于氣液兩相集熱器的太陽能復疊有機朗肯循環發電系統，其特征在于：所述太陽能集熱場（1）的出口連接高溫蓄熱水罐（2）下部一側的入口，高溫蓄熱水罐（2）下部一側的出口連接高溫換熱水泵（14）的入口，高溫換熱水泵（14）的出口連接第一級蒸發器（4）水工質一側的入口，第一級蒸發器（4）水工質一側的出口連接高溫蓄熱水罐（2）上部一側的入口，高溫蓄熱水罐（2）底部的出口連接中溫水泵（13）的入口，中溫水泵（13）的出口分別連接中溫集熱水閥（18）的入口和中溫換熱水閥（19）的入口，中溫集熱水閥（18）的出口連接太陽能集熱場（1）的入口，中溫換熱水閥（19）的出口連接第二級蒸發器（7）水工質一側的入口，第二級蒸發器（7）水工質一側的出口連接節流閥（20）的入口，節流閥（20）的出口連接低溫蓄熱水罐（3）上部的入口，低溫蓄熱水罐（3）底部的出口連接低溫集熱水泵（12）的入口，低溫集熱水泵（12）的出口連接低溫集熱水閥（17）的入口，低溫集熱水閥（17）的出口連接太陽能集熱場（1）的入口；

所述第一級蒸發器（4）的有機工質一側的出口連接第一級汽輪機（8）的入口，第一級汽輪機（8）的出口連接中間換熱器（5）一側的入口，中間換熱器（5）一側的出口連接第一級有機工質泵（15）的入口，第一級有機工質泵（15）的出口連接第一級蒸發器（4）有機工質一側的入口；

所述中間換熱器（5）另一側的出口連接第一換熱出口閥（22）的入口，第一換熱出口閥（22）的出口連接第二級汽輪機（9）的入口，第二級汽輪機（9）的出口連接第二級冷凝器（6）的有機工質一側的入口，第二級冷凝器（6）的有機工質一側的出口連接第二級有機工質泵（16）的入口，第二級有機工質泵（16）的出口分別連接第一換熱進口閥（21）的入口和第二換熱進口閥（23）的入口，第一換熱進口閥（21）的出口連接中間換熱器（5）另一側的入口，第二換熱進口閥（23）的出口連接第二級蒸發器（7）的有機工質一側的入口，第二級蒸發器（7）的有機工質一側的出口連接第二換熱出口閥（24）的入口，第二換熱出口閥（24）的出口連接第二級汽輪機（9）的入口。