[發明專利]一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統

在審

• 申請號: 202210426392.2
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114658506A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王江江;韓澤鵬;王佳豪;崔志恒
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F24S10/40;F24S23/70;F24S23/71;H02S40/44;H02S40/20;H02S40/22;H02S10/10
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1.一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述太陽能全光譜子系統包括降冰片二烯罐1、第一溶液泵2、分子太陽能熱反應器3、四環烷罐4、第一閥門5、第二溶液泵6、化學反應器7、真空集熱管8、光線分頻器9、太陽能聚光鏡10、逆變器11、太陽能光伏板12、第二閥門13、第三閥門14、第四閥門15、第五閥門16、公共電網17；所述光線分頻器9將太陽能聚光鏡10聚集的光分為三束：一束紫外線和部分可見光光子被導入到分子太陽能熱反應器3，被降冰片二稀吸收后發生異構化反應，轉變為四環烷將太陽能儲存在四環烷的化學鍵中；一束部分可見光和紅外線光子被導入到太陽能光伏板12，產生直流電；一束紅外線光子被導入到真空集熱管8，加熱導熱油作為有機朗肯循環的低溫熱源；所述分子太陽能熱反應器3為透明板式換熱器，由熔融石英材料構成，以便太陽能透過；所述降冰片二烯罐1出口端經第一溶液泵2與分子太陽能熱反應器3內的異構化材料通道入口端連接；所述分子太陽能熱反應器3的異構化材料通道出口端與四環烷罐4入口端連接；所述分子太陽能熱反應器3水加熱通道入口端與建筑用水出水端連接，出口端與建筑用水進水端連接；所述四環烷罐4出口端經第二溶液泵6與化學反應器7的殼側入口端連接；所述化學反應器7為管殼式換熱器，其殼側充有溴化汞光敏催化劑；所述化學反應器7的殼側出口端與降冰片二烯罐1的入口端連接；所述太陽能光伏板12的直流電輸出端連接逆變器11；所述逆變器11的交流輸出端與公共電網17和建筑用電端連接。

2.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述有機朗肯循環子系統包括蒸發器18、回熱器19、冷凝器20、工質泵21、膨脹機22、發電機23；所述蒸發器18管側出口端與太陽能全光譜子系統中的化學反應器7管側入口端和真空集熱管8的入口端連接；所述蒸發器18管側入口端與太陽能全光譜子系統中的化學反應器7管側出口端和真空集熱管8的出口端連接；所述蒸發器18殼側入口端與回熱器19管側出口端連接；所述蒸發器18殼側出口端與膨脹機22入口端連接；所述膨脹機22出口端與發電機23連接；所述發電機23輸出端與公共電網和建筑用電端連接；所述膨脹機22出口端與回熱器19殼側入口端連接；所述回熱器19殼側出口端與冷凝器20殼側入口端連接；所述冷凝器20殼側出口端經工質泵21與回熱器19管側入口端連接；所述冷凝器20管側入口端與建筑用水出水端連接；所述冷凝器20管側出口端與建筑用水進水端連接。

3.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述有機朗肯循環系統中的蒸發器18、回熱器19、冷凝器20均為管殼式換熱器，內部為噴淋式結構。

4.根據權利要求3所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述有機朗肯循環工質為異戊烷、異己烷、甲苯、環己烷。

5.根據權利要求1至4所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述化學反應器殼側和真空集熱管的工質為導熱油。

6.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述分子太陽能熱反應器3為透明板式換熱器，由熔融石英材料構成，以便太陽能透過。

7.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述分子太陽能熱反應器中的異構化材料為降冰片二烯、偶氮苯、蒽。

8.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述太陽能聚光鏡為拋物槽式太陽能聚光鏡、蝶式太陽能聚光鏡、線性菲涅爾式太陽能聚光鏡、塔式太陽能聚光鏡、復合拋物面聚光鏡。

9.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述化學反應器10為管殼式換熱器，殼側裝有溴化汞光敏催化劑。

10.根據權利要求1所述的一種太陽能全光譜有機朗肯循環熱電聯產系統，其特征是，所述光線分頻器為單層光學玻璃、雙層光學玻璃或涂層，如交替鍍上Nb₂O₅和SiO₂薄層，可以通過調整鍍膜厚度自由選擇反射和吸收的光譜范圍。