CN107120628B - 一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***及其使用方法，该***包括：蓄热***，第一发电***及供热***；所述蓄热***包括太阳能空气集热器，反应器，第一热交换器，气液分离器，保温水箱及闪蒸室；所述第一发电***包括透平机，发电机和冷凝器；所述供热***包括设置在所述反应器内的换热盘管，第二热交换器和储水箱。本发明不仅能够通过第一发电***充分利用蒸汽凝结的潜热，提高效益，还通过选取合适的储能材料，契合实际操作情况，提高装置工作的可行性。此外，将发电和供热同时纳入整体***并联使用，可以根据不同时刻的需求分别用于供电或供热。

Description

一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***及其使用方法
技术领域
本发明涉及热化学储能技术领域，具体涉及一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***及其使用方法。
背景技术
能源是人类活动的物质基础，能源的不断开发与利用促进了人类文明的发展。随着能源危机问题的日愈严重，人类逐渐将目光转向新型能源。太阳能、地热能、海洋能、风能、核能等新能源也得到了较为快速的发展，然而，新能源的利用也有其自身的局限性，如风能的不稳定性，核能的安全性也是研究人员需要解决的问题。为了更合理高效地利用能量，需要对能量进行存储，这也是近年来学者们关注和研究的重点。化学蓄热应运而生，相比于显热蓄热和潜热蓄热有着独特的优点。例如更高的储能密度(约为潜热蓄热的2倍以上，显热蓄热的8～10倍以上)，能量可长时间储存，若将储能介质构成闭式循环，并妥善储存，便能长时间进行无热损的储能,实现跨季节性的能量存储与利用。
此外，化学蓄热按反应体系的不同主要可分为无机氢氧化物的分解、甲烷二氧化碳重整、金属盐氨合物的分解与合成、金属氢化物的分解以及水合盐的热分解等。其中，水合盐的分解反应，操作要求及成本相对其他几种化学反应体系较低，运用到实际工程中可行性高，循环效果也较好。且对于固—气反应，储能介质的存储及运输简单，具有容易控制、安全性高、储能密度大的优点。虽然总体来说，国内外关于热化学储能的研究尚且不多，技术也不够成熟，尤其水合盐的脱水及吸附储能方面，国内几乎没有相关研究，但从长远来看，利用水合盐的化学反应进行能量的存储与供给的方法将凭借其储能密度大、操作要求较低、绿色无污染等优势逐步投入使用。故热化学储能是极具有前景的储能方式。
借助太阳能或工业余热进行热化学储能的实际工程应用微乎其微，理论研究总体来说也尚且不多。经对现有技术的文献检索发现,发明专利CN103499230A提出一种太阳能热化学储能吸热器的工作方法，将吸热层和反应层作为蓄热设备安装于腔体内，外部进行保温处理。通过化学反应将太阳能转化为化学能，反应生成物可长时间存储，以此实现太阳能的稳定存储。该发明装置结构紧凑，反应物与生成物便于运输，可有效利用太阳能。但该发明的设备制作工艺要求高，储能***结构复杂，管路结构繁多，维护成本较大。发明专利CN104110758A提供了一种太阳能驱动高效吸湿一热化学反应单级空调***，实现连续供冷、内置式储能、需要时供冷，无需外置辅助储能装置实现内置式储能与供冷储能过程，工质盐和制冷剂相隔离，热损失小；输冷过程中将工质盐和制冷剂相连通,制冷剂被冷却的工质盐吸湿，产生制冷效果。但其缺点是以LiCl为吸附剂虽有较好的吸附效果，但金属锂及其化合物属于稀缺战略性资源,作为吸附介质的成本太高,限制了其大规模应用。且该发明只能用于夏季制冷，功能单一。
发明专利CN103256848A通过设置主反应器、主储液器、辅助反应器、辅助储液器等设备，实现了自升温热量品位的提升。储能阶段，利用太阳热能将主反应器及辅助反应器内的制冷剂蒸发出去，并在储液器中冷凝，实现了热能向化学势能的转化；释能阶段，通过吸收外界热量将制冷剂蒸发出储液器，依次在辅助反应器及主反应器实现吸附放热反应，尤其是利用辅助反应器的反应热蒸发辅助储液器内的制冷剂，使其进入主反应器进行化合放热反应，提升了供热阶段的工作压力，可实现储存热量温度品位的提升。但该发明未能充分利用储能阶段的蒸汽冷凝时的潜热，只是直接通过冷凝器冷凝后将热量排入外界；另外，在释能阶段，蒸发剂的蒸发热量依赖于从外界吸收，这也就完全取决于外界环境，若不能蒸发出适量的制冷剂以满足化合反应从而产生相应的反应热，则无法随时提供用户所需的供热量，例如在寒冷的阴雨天气情况下，可能无法有效地对用户进行热量供给。发明专利CN103134213A利用MgCl6·6H2O为储能材料进行化学能的存储与释放。在光照充足情况下，通过热交换器将吸收的太阳热能传给水合盐床，再将产出的蒸汽送入汽轮机进行做工发电；光照不足或夜间的时候，将经过太阳照射的水箱阀门打开，把产生的蒸汽送入脱水后的反应床，水合反应产生的热量再通过换热器加热水箱中的水，最后将水箱中产生的蒸汽送入汽轮机做功。该发明理论上可行，但却存在诸多问题。例如在储能过程中，将产生的水蒸气直接送入汽轮机。由于六水氯化镁脱水过程较难进行，脱水过程很不彻底，一般只能生成四水氯化镁，因此产生的蒸汽相当少，且在基于太阳能的中低温蓄热情况下，水蒸气温度相对较低(100～200℃左右)，这难以推动汽轮机做功，而且当六水氯化镁受热温度在100℃以上时会分解产生HCl有毒气体；在释能阶段，反应物水蒸气完全来自于光照，使水箱中的水蒸发，这在实际中也是难以做到的；且在水合反应后又将反应热导入另一水箱，使其中的水蒸发并送入汽轮机组做功发电，而原本品味就不太高的热量经过多次换热很难再将水加热成蒸汽并使其推动汽轮机组做功的；另外在连续的阴雨天情况下，热量与水蒸气均无法产生，则装置的储能与释能阶段均不能很好地进行。发明专利CN104006540A公开了一种太阳能化学蓄热的方法。在有光照情况下，水在太阳能集热器中经加热后送入连接的热储罐内，其顶部的压力表可显示出罐内的压力，通过对流量的控制可调节进入储能罐的换热流体的温度。当热流体流入以Ca(OH)2为反应床的储能罐后，Ca(OH)2吸热分解成CaO和水蒸气，水蒸气被导入冷凝器内冷凝成液态水，热流体降温后再次被送入集热器，此时完成储能过程。当需要供热时，用电阻丝加热冷凝器内的水，使其蒸发并进入储能罐与CaO化合生成Ca(OH)2，并将放出的热量通过换热流体供给用户。该装置能够有效实现太阳能向化学能的转化，储能密度大，但由于储能介质具有腐蚀性，且分解反应所需温度高(一般在580℃以上)，基于太阳能设备较难实现，因此难以大规模推广；并且整套装置为了进行温度、压力等参数的测量，流体需经过多次存储与换热，使热损失增大，经济性下降。发明专利CN103256729A利用热化学吸附储热并采用多种不同温区的反应盐，将脱附温度范围不同的多种反应盐分别置于串联的床层。储能过程利用太阳能集热器将流体加热并经管道以此流入各级床层并产生温度梯度，不同脱附温度的盐均可较好地脱附储能，蒸汽流入冷凝器冷凝；释能阶段，冷却塔通过吸收外界热量并将热量传递给冷凝器，这时的冷凝器又作为蒸发器将制冷剂蒸发，使其进入盐床反应，产生的热量可供给用户。该方法可有效地克服现有的太阳能热化学储热装置由于某些时刻采集的太阳热能温度较低导致反应物无法发生储热分解反应的不足，反应器分为不同温区而压力差别不大，可在一定程度上避免承压不均。其缺点和上文所述大部分专利相同，即也未利用储能阶段制冷剂冷凝潜热而是直接将热量排入外界；虽然形成了不同温区，但各种反应盐在不同温度下反应速率差别也较大，难以维持压力一致，因此依旧不能完全避免反应器受力不均的问题；另外释能阶段制冷剂的蒸发热依赖于外界温度，这也成了不稳定的因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***及其使用方法，以解决上述现有技术所存在的问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***，包括：蓄热***，第一发电***及供热***；
所述蓄热***包括太阳能空气集热器，反应器，第一热交换器，气液分离器，保温水箱及闪蒸室；所述太阳能空气集热器的出口端与反应器的第一入口端管路连接；所述反应器内设置有水合盐床层；所述第一热交换器的第一入口端与反应器的出口端管路连接；所述第一热交换器的第一出口端与气液分离器的入口端管路连接；所述气液分离器的气体出口端与太阳能空气集热器的入口端管路连接；所述气液分离器的液体出口端与保温水箱的入口端管路连接；所述保温水箱的出口端与闪蒸室的入口端管路连接；所述闪蒸室的出口端与反应器的第二入口端管路连接；所述反应器和所述第一热交换器之间设置有第一阀门；所述保温水箱和所述闪蒸室之间设置有第二阀门；
所述第一发电***包括透平机，发电机和冷凝器；所述透平机的入口端与所述第一热交换器的第二出口端管路连接；所述透平机的出口端与冷凝器的入口端管路连接；所述透平机与发电机连接；所述冷凝器的出口端与所述第一热交换器的第二入口端管路连接，所述第一发电***的管路内的流通介质为有机工质(低沸点有机物，如戊烷等)；
所述供热***包括设置在所述反应器内的换热盘管，第二热交换器和储水箱；所述换热盘管的出口端与第二热交换器的第一入口端管路连接；所述第二热交换器的第一出口端与储水箱的入口端管路连接；所述第二热交换器的第二入口端与第二出口端与用户管路连接；所述储水箱的出口端与所述换热盘管的入口端管路连接；所述换热盘管与所述第二热交换器之间设置有第三阀门；所述储水箱和所述换热盘管之间设置有第四阀门。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其中，还包括第二发电***；所述第二发电***包括第三热交换器；所述第三热交换器的第一入口端与所述换热盘管和所述第三阀门之间的管路连接；所述第三热交换器的第一出口端与所述第二热交换器和所述储水箱之间的管路连接；所述第三热交换器的第二入口端与所述第一热交换器的第二出口端管路连接；所述第三热交换器的第二出口端与所述透平机入口端连接；所述第三热交换器与所述换热盘管和所述第三阀门之间管路连接的支路上设置有第五阀门。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其中，所述太阳能空气集热器和反应器之间的管路上设置有气体流量控制器，其用于控制进入反应器的干热空气流量，进而控制反应后湿空气的温度。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其中，所述水合盐为SrBr2·6H2O。
本发明还提供了一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法：
在储能产电过程中：将空气集热器内的干热空气送入反应器中，水合盐受热发生脱附反应，反应产生的水蒸气与干热空气混合形成高温的湿空气，打开第一阀门，湿空气由反应器出口端流出，并进入第一热交换器第一进口端进行换热，流经第一热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质吸热形成过热蒸汽，从透平机入口端进入透平机做功，透平机与发电机同轴相连进而发电，从透平机出口端出来的有机工质蒸汽经冷凝器冷凝后重新送入第一热交换器吸热，从而完成有机朗肯循环过程；湿空气经第一热交换器换热后产生的液态水和干空气送入气液分离器，经气液分离器分离后，液态水送入保温水箱，干空气送入太阳能空气集热器继续吸收太阳热能；
在释能供热过程中：关闭第一阀门，打开第二阀门，将保温水箱内的液态水送入闪蒸室，再将闪蒸出的水蒸气送入反应器内与脱附后的盐发生吸附反应；打开第三阀门和第四阀门，关闭第五阀门，储水箱内的水在反应器中的换热盘管内吸收反应热，所得到的热流体经第二热交换器换热作用后将热量提供给用户。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其中，在光照充足的白天，将第一阀门，第三阀门和第四阀门均打开，太阳能空气集热器内的干热空气送入反应器内的水合盐床层，水合盐吸热脱水，湿空气经第一阀门流入第一热交换器与流经第一热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质换热，有机工质经换热后产生过热蒸汽，并送入与发电机连接的透平机进而发电；同时，储水箱内的水送入反应器内的换热盘管后也同时吸收干热空气的热量而升温，进而经第二热交换器换热后将热量提供给用户。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其中，当用户不需要供热时，关闭第三阀门，打开第四阀门和第五阀门，从闪蒸室进入反应器内的水蒸气与脱附后的盐反应放热，储水箱内的水送入反应器，并在反应器中的换热盘管处吸收反应热，热流体经过第五阀门后进入第三热交换器加热流经第三热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质，有机工质经换热后产生过热蒸汽，并送入与发电机连接的透平机进而发电。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)选取了具有储能密度大、安全性高、循环效果好、操作要求较低、绿色无污染等优点的储能材料。
本发明以化学储能的方式进行能量的存储与释放，相比于显热或潜热蓄热，具有更高的储能密度。储能材料SrBr2·6H2O相比于其他水合盐具有更突出的优势，化学反应是气—固反应体系，反应物及生成物易于运输和储存，且绿色安全，具有很高的可操作性。相比于其他发明中选择的制冷剂，水蒸气的潜热值更大，因此储能与释能效果更佳。
(2)更加充分地利用能量，降低了热损失，从而提高经济效益。
本发明相对于现有技术最突出的优点是通过添加使用有机朗肯循环的第一发电***，充分高效地利用了储能阶段蒸汽凝结时的潜热，而不仅仅是利用太阳热能提高了储能材料的化学势能。若提供较大的反应器和足够的储能材料，则储能阶段蒸汽释放的潜热足以使有机工质带动第一发电***顺利进行；若反应装置规模较小，则在储能阶段蒸汽的潜热总量虽不能满足有机工质所需，但依旧可作为利用其他热源(如地热、工业余热等)进行有机朗肯循环的一种额外补偿，总之，通过引入有机朗肯循环的发电方式可充分利用蒸汽潜热，达到缓解日常用电负荷、移峰填谷而的目的，不至于将此部分热量直接排入外界造成浪费。
(3)具有供热和供电两种功能。
相对于现有技术仅能用于供热，本发明具有供热和发电的两种功效，更符合用户需求。
(4)可使化学反应充分进行，更高效地进行热量的存储与释放。
本发明以干热空气作为储能阶段的加热工质，其不参与化学反应，因此可直接通入反应器加热水合盐，不仅避免了中间换热过程，提高了换热效果，还能使干热空气渗透水合盐床层各个空间位置，使盐床受热均匀，脱附反应充分进行；在水合释热阶段，水蒸气由闪蒸室闪蒸产出，流进反应器，可使水合反应充分进行。
(5)***连续工作，避免了化学能在存储过程中的能量损失。
相对于现有技术，本发明的能量损失更小。现有技术一般是利用太阳热能提高储能材料的化学势能，夜晚需要供热时进行吸附反应，放出的热量供用户使用。而当用户无需供热时则停止释能过程，能量以化学能的形式进行存储。虽然化学蓄热相比显热和潜热蓄热损失较小，但长期储存难免会有损失。而在本发明中，若用户在夜晚或阴雨天不需供热，也不必将装置停止运行，可依旧进行释能过程，储水箱内原本用以供热的流体吸收反应热后在第三热交换器内与有机工质换热，使其用于有机朗肯循环进行发电，昼夜循环进行脱附—吸附反应，避免了长期存储过程中的能量损失。
附图说明
图1为本发明基于水合盐化学蓄热的热电两用***的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明提供了一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***，包括：蓄热***，第一发电***及供热***；
所述蓄热***包括太阳能空气集热器1，反应器2，第一热交换器3，气液分离器4，保温水箱5及闪蒸室6；所述太阳能空气集热器1的出口端与反应器2的第一入口端管路连接；所述反应器2内设置有水合盐床层7；所述第一热交换器3的第一入口端与反应器2的出口端管路连接；所述第一热交换器3的第一出口端与气液分离器4的入口端管路连接；所述气液分离器4的气体出口端与太阳能空气集热器1的入口端管路连接；所述气液分离器4的液体出口端与保温水箱5的入口端管路连接；所述保温水箱5的出口端与闪蒸室6的入口端管路连接；所述闪蒸室6的出口端与反应器2的第二入口端管路连接；所述反应器2和所述第一热交换器3之间设置有第一阀门8；所述保温水箱5和所述闪蒸室6之间设置有第二阀门9；
所述第一发电***包括透平机10，发电机11和冷凝器12；所述透平机10的入口端与所述第一热交换器3的第二出口端管路连接；所述透平机10的出口端与冷凝器12的入口端管路连接；所述透平机10与发电机11连接；所述冷凝器12的出口端与所述第一热交换器3的第二入口端管路连接，所述第一发电***的管路内的流通介质为有机工质；
所述供热***包括设置在所述反应器2内的换热盘管13，第二热交换器14和储水箱15；所述换热盘管13的出口端与第二热交换器14的第一入口端管路连接；所述第二热交换器14的第一出口端与储水箱15的入口端管路连接；所述第二热交换器14的第二入口端与第二出口端与用户16管路连接；所述储水箱15的出口端与所述换热盘管13的入口端管路连接；所述换热盘管13与所述第二热交换器14之间设置有第三阀门17；所述储水箱15和所述换热盘管13之间设置有第四阀门18。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其中，还包括第二发电***；所述第二发电***包括第三热交换器19；所述第三热交换器19的第一入口端与所述换热盘管13和所述第三阀门17之间的管路连接；所述第三热交换器19的第一出口端与所述第二热交换器14和所述储水箱15之间的管路连接；所述第三热交换器19的第二入口端与所述第一热交换器3的第二出口端管路连接；所述第三热交换器19的第二出口端与所述透平机10入口端连接；所述第三热交换器19与所述换热盘管13和所述第三阀门17之间管路连接的支路上设置有第五阀门20。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其中，所述太阳能空气集热器1和反应器2之间的管路上设置有气体流量控制器21，其用于控制进入反应器的干热空气流量，进而控制反应后湿空气的温度。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其中，所述水合盐为SrBr2·6H2O，其脱附与吸附的化学反应方程式为：
本发明还提供了一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法：
在储能产电过程中：将空气集热器1内的干热空气送入反应器2中，水合盐受热发生脱附反应，反应产生的水蒸气与干热空气混合形成高温的湿空气，打开第一阀门8，湿空气由反应器2出口端流出，并进入第一热交换器3第一进口端进行换热，流经第一热交换器3第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质吸热形成过热蒸汽，从透平机10入口端进入透平机10做功，透平机10与发电机11同轴相连进而发电，从透平机10出口端出来的有机工质蒸汽经冷凝器12冷凝后重新送入第一热交换器3吸热，从而完成有机朗肯循环过程；湿空气经第一热交换器3换热后产生的凝结水和降温后的干空气送入气液分离器4，经气液分离器4分离后，液态水送入保温水箱5，干空气送入太阳能空气集热器1继续吸收太阳热能；
在释能供热过程中：关闭第一阀门8，打开第二阀门9，将保温水箱5内的液态水送入闪蒸室6，再将闪蒸出的水蒸气送入反应器2内与脱附后的盐发生吸附反应；打开第三阀门17和第四阀门18，关闭第五阀门20，储水箱15内的水由循环泵作用下在管路中流动，在反应器2中的换热盘管13内吸收反应热，所得到的热流体经第二热交换器14换热作用后将热量提供给用户16。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其中，在光照充足的白天(储能阶段)，将第一阀门8，第三阀门17和第四阀门18均打开，太阳能空气集热器1内的干热空气送入反应器2内的水合盐床层7，水合盐吸热脱水，湿空气经第一阀门8流入第一热交换器3与流经第一热交换器3第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质换热，有机工质经换热后产生过热蒸汽，并送入与发电机11连接的透平机10进而发电；同时，储水箱15内的水送入反应器2内的换热盘管13后也同时吸收干热空气的热量而升温，进而经第二热交换器14换热后将热量提供给用户16。该过程中***既产电能又可供热，其中产电和供热效果取决于反应器规模。若用户无需供热，则将第四阀门18关闭从而只让产电***运行，则此时产电效果更佳。
上述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其中，在夜晚或阴雨天(释能阶段)，若用户16依旧不需要供热时，关闭第一阀门8和第三阀门17，打开第四阀门18和第五阀门20，将保温水箱5中的温水抽入闪蒸室6，从闪蒸室6进入反应器2内的水蒸气与脱附后的盐反应放热，储水箱15内的水送入反应器2，并在反应器2中的换热盘管13处吸收反应热，热流体经过第五阀门20后进入第三热交换器19加热流经第三热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质，有机工质经换热后产生过热蒸汽，并送入与发电机11连接的透平机10进而发电。若用户16需要供热，则关闭第一阀门8和第五阀门20，停止产电过程，打开第三阀门17和第四阀门18进行供热过程。
如此，则很好地使整套***连续运行，不管是储能阶段或释能阶段，整套装置总是能一直工作，避免了传统储能装置在储能完成后停运时的能量损失，提高了该装置的性能与效率。总的来说，在反应盐储能阶段，可进行产电过程或产电过程和供热过程同时进行；在反应盐释能阶段，可进行产电过程或供热过程。
在一具体实施例中，在光照充足的储能阶段，若某一时间段干热空气使100kg的SrBr2·6H2O脱水成为SrBr2·H2O，即参与反应的水合盐的体积为:
SrBr2·6H2O理论最大储能密度为628KWh/m3，则理论上储存的能量为：
0.08×628KW·h＝52.6KW·h
在实际操作过程中，由于热损失等原因，在吸附释能阶段供给用户的能量数值将小于该值，但依旧能提供足够的热量满足用户需求。
与此同时，产生水蒸气的量为：
即产生水蒸气质量为m2＝0.018×1408kg＝25.4kg；
假设同时伴随干空气质量为200kg，控制出口的湿空气温度为100℃，换热后冷却水和干空气的温度40℃，则水蒸气放出的热量为：
Q1＝m(r+cΔt)＝25.4×(2256+4.212×60)kJ＝63721.5kJ
干空气放热量为：Q2＝cmΔt＝1.009×200×60kJ＝12108kJ
则总放热量为：Q＝Q1+Q2＝75829.5kJ
即有机工质吸收的热量为75829.5kJ，约21.1KWh，若该循环热效率为14％，透平机相对内效率90％，发电机组机械效率为85％，则理论发电量大约为：
W＝21.1×0.14×0.9×0.85kW·h＝2.3kW·h
由此可见，若充分利用储能阶段的蒸汽潜热可以额外产出一定的电量。
综上所述，现有技术大多只是利用了化学反应过程中的反应生成热，而在储能阶段，水蒸气在凝结过程中释放的潜热则直接排入外界。这样仅仅是用太阳热能提高了化学势能，而大量的蒸汽凝结热却未得到有效利用。本发明不仅能够通过第一发电***充分利用蒸汽凝结的潜热，提高效益，还通过选取合适的储能材料，契合实际操作情况，提高装置工作的可行性。此外，将发电和供热同时纳入整体***并联使用，可以根据不同时刻的需求分别用于供电或供热。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其特征在于，包括：蓄热***，第一发电***及供热***；
所述蓄热***包括太阳能空气集热器，反应器，第一热交换器，气液分离器，保温水箱及闪蒸室；所述太阳能空气集热器的出口端与反应器的第一入口端管路连接；所述反应器内设置有水合盐床层；所述第一热交换器的第一入口端与反应器的出口端管路连接；所述第一热交换器的第一出口端与气液分离器的入口端管路连接；所述气液分离器的气体出口端与太阳能空气集热器的入口端管路连接；所述气液分离器的液体出口端与保温水箱的入口端管路连接；所述保温水箱的出口端与闪蒸室的入口端管路连接；
所述闪蒸室的出口端与反应器的第二入口端管路连接；所述反应器和所述第一热交换器之间设置有第一阀门；所述保温水箱和所述闪蒸室之间设置有第二阀门；
所述第一发电***包括透平机，发电机和冷凝器；所述透平机的入口端与所述第一热交换器的第二出口端管路连接；所述透平机的出口端与冷凝器的入口端管路连接；所述透平机与发电机连接；所述冷凝器的出口端与所述第一热交换器的第二入口端管路连接，所述第一发电***的管路内的流通介质为有机工质；
所述供热***包括设置在所述反应器内的换热盘管，第二热交换器和储水箱；所述换热盘管的出口端与第二热交换器的第一入口端管路连接；所述第二热交换器的第一出口端与储水箱的入口端管路连接；所述第二热交换器的第二入口端与第二出口端与用户管路连接；所述储水箱的出口端与所述换热盘管的入口端管路连接；所述换热盘管与所述第二热交换器之间设置有第三阀门；所述储水箱和所述换热盘管之间设置有第四阀门。
2.如权利要求1所述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其特征在于，还包括第二发电***；所述第二发电***包括第三热交换器；所述第三热交换器的第一入口端与所述换热盘管和所述第三阀门之间的管路连接；所述第三热交换器的第一出口端与所述第二热交换器和所述储水箱之间的管路连接；所述第三热交换器的第二入口端与所述第一热交换器的第二出口端管路连接；所述第三热交换器的第二出口端与所述透平机入口端连接；所述第三热交换器与所述换热盘管和所述第三阀门之间管路连接的支路上设置有第五阀门。
3.如权利要求1所述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其特征在于，所述太阳能空气集热器和反应器之间的管路上设置有气体流量控制器，其用于控制进入反应器的干热空气流量，进而控制反应后湿空气的温度。
4.如权利要求1所述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***，其特征在于，所述水合盐为SrBr2·6H2O。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其特征在于，
在储能产电过程中：将空气集热器内的干热空气送入反应器中，水合盐受热发生脱附反应，反应产生的水蒸气与干热空气混合形成湿空气，打开第一阀门，湿空气由反应器出口端流出，并进入第一热交换器第一进口端进行换热，流经第一热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质吸热形成过热蒸汽，从透平机入口端进入透平机做功，透平机与发电机同轴相连进而发电，从透平机出口端出来的有机工质蒸汽经冷凝器冷凝后重新送入第一热交换器吸热，从而完成有机朗肯循环过程；湿空气经第一热交换器换热后产生的液态水和干空气送入气液分离器，经气液分离器分离后，液态水送入保温水箱，干空气送入太阳能空气集热器继续吸收太阳热能；
在释能供热过程中：关闭第一阀门，打开第二阀门，将保温水箱内的液态水送入闪蒸室，再将闪蒸出的水蒸气送入反应器内与脱附后的盐发生吸附反应；打开第三阀门和第四阀门，关闭第五阀门，储水箱内的水在反应器中的换热盘管内吸收反应热，所得到的热流体经第二热交换器换热作用后将热量提供给用户。
6.如权利要求5所述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其特征在于，在光照充足的白天，将第一阀门，第三阀门和第四阀门均打开，太阳能空气集热器内的干热空气送入反应器内的水合盐床层，水合盐吸热脱水，湿空气经第一阀门流入第一热交换器与流经第一热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质换热，有机工质经换热后产生过热蒸汽，并送入与发电机连接的透平机进而发电；同时，储水箱内的水送入反应器内的换热盘管后也同时吸收干热空气的热量而升温，进而经第二热交换器换热后将热量提供给用户。
7.如权利要求5所述的基于水合盐化学蓄热的热电两用***的使用方法，其特征在于，当用户不需要供热时，关闭第三阀门，打开第四阀门和第五阀门，从闪蒸室进入反应器内的水蒸气与脱附后的盐反应放热，储水箱内的水送入反应器，并在反应器中的换热盘管处吸收反应热，热流体经过第五阀门后进入第三热交换器加热流经第三热交换器第二进口端和第二出口端之间管路的有机工质，有机工质经换热后产生过热蒸汽，并送入与发电机连接的透平机进而发电。
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