CN214998050U - 一种低温太阳能光热发电*** - Google Patents

一种低温太阳能光热发电*** Download PDF

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况国华
杨崇岳
尚振杰
张冬海
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Abstract

本实用新型公开了一种低温太阳能光热发电***，包括ORC膨胀发电机、冷凝器、第一换热装置、第二换热装置、太阳能集热器和储热罐；第一换热装置和所述第二换热装置并联连接；所述ORC膨胀发电机经第一工质管道与冷凝器相连，所述冷凝器经第二工质管道与第一换热装置和第二换热装置相连，所述第一换热装置和第二换热装置经第三工质管道与ORC膨胀发电机相连；所述第一换热装置经第一集热管道和第二集热管道与太阳能集热器相连；所述第二换热装置经第一储热管道和第二储热管道与储热罐相连；所述储热罐分别经第一连接管道和第二连接管道连接在第一集热管道和第二集热管道上。优点是：可在有阳光照射和无阳光照射时不间断运行，并可大幅降低***运营成本。

Description

一种低温太阳能光热发电***
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种低温太阳能光热发电***。
背景技术
太阳能是一种取之不尽的绿色新能源，而利用太阳能的光热发电技术是一种纯绿色无污染的发电技术。太阳能高温光热发电技术效率高，但是对设备的各项要求很高，结合高温集热技术和高温储热技术后，整体***投入成本和运维成本大幅提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低温太阳能光热发电***，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种低温太阳能光热发电***，包括ORC膨胀发电机、冷凝器、第一换热装置、第二换热装置、太阳能集热器和储热罐；所述第一换热装置和所述第二换热装置并联连接；所述ORC膨胀发电机经第一工质管道与冷凝器相连，所述冷凝器经第二工质管道与第一换热装置和第二换热装置相连，所述第一换热装置和第二换热装置经第三工质管道与ORC膨胀发电机相连；所述第一换热装置经第一集热管道和第二集热管道与太阳能集热器相连；所述第二换热装置经第一储热管道和第二储热管道与储热罐相连；所述储热罐分别经第一连接管道和第二连接管道连接在第一集热管道和第二集热管道上。
优选的，所述第二工质管道上设置有工质泵。
优选的，所述第一换热装置包括第一蒸发器和第一预热器，所述第一预热器和所述第一蒸发器之间连接有第四工质管道和第一换热管道；所述第四工质管道分别经所述第一蒸发器和所述第一预热器与所述第三工质管道和所述第二工质管道连通，所述第一换热管道分别经所述第一蒸发器和所述第一预热器与所述第一集热管道和所述第二集热管道连通。
优选的，所述第二换热装置包括第二蒸发器和第二预热器，所述第二预热器和所述第二蒸发器之间连接有第五工质管道和第二换热管道；所述第五工质管道分别经所述第二蒸发器和所述第二预热器与所述第三工质管道和所述第二工质管道连通，所述第二换热管道分别经所述第二蒸发器和所述第二预热器与所述第一储热管道和所述第二储热管道连通。
优选的，所述第二集热管道上设置有热媒介质泵，所述热媒介质泵设置在所述第二连接管道和第二集热管道的连接点与太阳能集热器之间的第二集热管道上。
优选的，所述第一储热管道上设置有热水泵。
优选的，发电***还包括冷却塔，冷凝器的入口和出口分别经进水管道和出水管道与所述冷却塔相连。
优选的，所述进水管道上设置有冷却水泵。
本实用新型的有益效果是：1、采集太阳能光热并将其有效转化为电能。2、***可在有阳光照射和无阳光照射时不间断运行，实现持续发电。3、可大幅度降低***投入及运营成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例中发电***的结构示意图。
图中：1、太阳能集热器；2、储热罐；3、热媒介质泵；4、热水泵；5、工质泵；6、第一预热器；7、第一蒸发器；8、ORC膨胀发电机；9、冷凝器；10、冷却塔；11、冷却水泵；12、第一工质管道；13、第二工质管道；14、第三工质管道；15、第四工质管道；16、第一集热管道；17、第二集热管道；18、第一储热管道；19、第二储热管道；20、第一连接管道；21、第二连接管道；22、进水管道；23、出水管道；24、第一换热管道；25、第二换热管道。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实施例中，提供了一种低温太阳能光热发电***，包括ORC膨胀发电机8、冷凝器9、第一换热装置、第二换热装置、太阳能集热器1和储热罐2；所述第一换热装置和所述第二换热装置并联连接；所述ORC膨胀发电机8经第一工质管道12与冷凝器9相连，所述冷凝器9经第二工质管道13与第一换热装置和第二换热装置相连，所述第一换热装置和第二换热装置经第三工质管道14与ORC膨胀发电机8相连；所述第一换热装置经第一集热管道16和第二集热管道17与太阳能集热器1相连；所述第二换热装置经第一储热管道18和第二储热管道19与储热罐2相连；所述储热罐2分别经第一连接管道20和第二连接管道21连接在第一集热管道16和第二集热管道17上。
所述第一换热装置包括第一蒸发器7和第一预热器6，所述第一预热器6和所述第一蒸发器7之间连接有第四工质管道15和第一换热管道24；所述第四工质管道15分别经所述第一蒸发器7和所述第一预热器6与所述第三工质管道14和所述第二工质管道13连通，所述第一换热管道24分别经所述第一蒸发器7和所述第一预热器6与所述第一集热管道16和所述第二集热管道17连通。
所述第二换热装置包括第二蒸发器和第二预热器，所述第二预热器和所述第二蒸发器之间连接有第五工质管道和第二换热管道25；所述第五工质管道分别经所述第二蒸发器和所述第二预热器与所述第三工质管道14和所述第二工质管道13连通，所述第二换热管道25分别经所述第二蒸发器和所述第二预热器与所述第一储热管道18和所述第二储热管道19连通。
本实施例中，发电***主要包括四部分，分别是ORC发电***、集热***、储热***和冷却***。下面分别针对这四个***进行解释。
本实施例中，ORC发电***包括ORC膨胀发电机8、冷凝器9、第一换热装置、丢儿换热装置、太阳能集热器1、储热罐2、相应工质管道以及第二工质管道13上设置的工质泵5。所述第一工质管道12、第二工质管道13、第三工质管道14、第四工质管道15和第五工质管道中流动着工质，工质泵5驱动工质管道中的液态有机工质依次经过第一预热器6和第二蒸发器成为气态有机工质，或者，工质泵5驱动工质管道中的额液态有机工质依次经过第二预热器和第二蒸发器成为气态有机工质，气态有机工质进入ORC膨胀发电机8做功，ORC膨胀发电机8向外供电，之后气态有机工质进入冷凝器9冷凝成液态有机工质返回工质泵5，再次经工质泵5运送到预热器和蒸发器。实现有机工质的热力循环。
ORC发电***中包含两套换热装置，分别是第一换热装置和第二换热装置，第一换热装置与集热***相连，第二换热装置与储热***相连，两者分别在不同的光照情况下实现换热。
本实施例中，集热***包括太阳能集热器1、相应集热管道以及第二集热管道17上设置的热媒介质泵3，所述热媒介质泵3设置在所述第二连接管道21和第二集热管道17的连接点与太阳能集热器1之间的第二集热管道17上。第一集热管道16和第二集热管道17中流动着热媒介质。太阳能集热器1为热媒介质提供热量。
本实施例中，储热***包括储热罐2、相应储热管道以及第一储热管道18上设置的热水泵4。
本实施例中，冷却***包括冷却塔10、相应管道以及冷却水泵11，冷凝器9的入口和出口分别经进水管道22和出水管道23与所述冷却塔10相连。所述进水管道22上设置有冷却水泵11。
本实施例中，白天阳光照射期间，利用集热***换热；太阳能集热器1集热；热媒介质泵3开启，热水泵4关闭，热媒介质经热媒介质泵3驱动进入太阳能集热器1，经太阳能集热器1集热后的热媒介质温度升高，之后再第一集热管道16上分流，一部分继续经过第一集热管道16依次流过第一蒸发器7和第一预热器6，一部分经过第一连接管道20流入储热罐2中，之后，两部分汇流回至热媒介质泵3，实现热媒介质的循环。
非阳光照射期间，利用储热***换热；热媒介质泵3关闭，热水泵4开启，储热罐2内的热水由热水泵4驱动经第一储热管道18依次通过第二蒸发器和第二预热器，之后经第二储热罐2汇流至储热罐2，实现热水循环。
冷却水泵11将冷却水经进水管道22送入冷凝器9，经冷凝器9换热后升温的冷却水再次经出水管道23进入冷却塔10，降温后再次有冷却水泵11送入冷凝器9中，实现冷却水循环。
冷凝器9通过冷却水给ORC发电***中的有机工质降温，将经预热器和蒸发器变成气态的有机工质冷却成液态，实现有机工质的气液循环转换。
太阳能集热器1将一部分高温热媒介质由热媒介质泵3传递给第一蒸发器7和第一预热器6为液态有机工质进行换热，使液态有机工质变成气态有机工质进入ORC膨胀发电机做功发电；太阳能集热器1还将一部分高温热媒介质传递给储热罐2为储热罐2供热。为液态有机工质换热和为储热罐2供热的高温热媒介质换热后汇流在一起，并由热媒介质泵3驱动再次进入太阳能集热器1集热，实现热媒介质的循环。
储热罐2利用太阳能集热器1中的热媒介质升温，将其内部升温后的热水由热水泵4传递给第二蒸发器和第二预热器为液态有机工质进行换热，使液态有机工质变成气态有机工质进入ORC膨胀发电机做功发电，再将降温后的低温水再次送入储热罐2中储热，实现储热罐2中的水循环。
冷凝器9利用冷却水为气态有机工质降温，使其变成液态有机工质，换热升温后的冷却水经冷却塔10降温后再次由冷却水泵11送入冷凝器9，实现冷却水循环。
通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本实用新型提供了一种低温太阳能光热发电***，***采集太阳能光热并将其有效转化为电能。***可在有阳光照射和无阳光照射时不间断运行，实现持续发电。可大幅度降低***投入及运营成本。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种低温太阳能光热发电***，其特征在于：包括ORC膨胀发电机、冷凝器、第一换热装置、第二换热装置、太阳能集热器和储热罐；所述第一换热装置和所述第二换热装置并联连接；所述ORC膨胀发电机经第一工质管道与冷凝器相连，所述冷凝器经第二工质管道与第一换热装置和第二换热装置相连，所述第一换热装置和第二换热装置经第三工质管道与ORC膨胀发电机相连；所述第一换热装置经第一集热管道和第二集热管道与太阳能集热器相连；所述第二换热装置经第一储热管道和第二储热管道与储热罐相连；所述储热罐分别经第一连接管道和第二连接管道连接在第一集热管道和第二集热管道上。
2.根据权利要求1所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：所述第二工质管道上设置有工质泵。
3.根据权利要求1所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：所述第一换热装置包括第一蒸发器和第一预热器，所述第一预热器和所述第一蒸发器之间连接有第四工质管道和第一换热管道；所述第四工质管道分别经所述第一蒸发器和所述第一预热器与所述第三工质管道和所述第二工质管道连通，所述第一换热管道分别经所述第一蒸发器和所述第一预热器与所述第一集热管道和所述第二集热管道连通。
4.根据权利要求3所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：所述第二换热装置包括第二蒸发器和第二预热器，所述第二预热器和所述第二蒸发器之间连接有第五工质管道和第二换热管道；所述第五工质管道分别经所述第二蒸发器和所述第二预热器与所述第三工质管道和所述第二工质管道连通，所述第二换热管道分别经所述第二蒸发器和所述第二预热器与所述第一储热管道和所述第二储热管道连通。
5.根据权利要求1所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：所述第二集热管道上设置有热媒介质泵，所述热媒介质泵设置在所述第二连接管道和第二集热管道的连接点与太阳能集热器之间的第二集热管道上。
6.根据权利要求1所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：所述第一储热管道上设置有热水泵。
7.根据权利要求1所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：发电***还包括冷却塔，冷凝器的入口和出口分别经进水管道和出水管道与所述冷却塔相连。
8.根据权利要求7所述的低温太阳能光热发电***，其特征在于：所述进水管道上设置有冷却水泵。
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DE102022132021A1 (de) 2022-12-02 2024-06-13 Man Energy Solutions Se System und Verfahren zur Energiewandlung und Energiespeicherung

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