專利名稱：聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，同時(shí)化石能源燃燒排放出來的S0X， N0X， C02，粉塵等，對 區(qū)域和全球的氣候環(huán)境產(chǎn)生的不利影響，尋求綠色清潔的可再生能源成為全球能源發(fā)展的 趨勢。作為最豐富的可再生清潔能源，太陽能利用已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
近年來，熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)作為能源技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，在世界范圍內(nèi)得到 廣泛的關(guān)注和重視。熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)能源的梯級利用的綜合用能技術(shù)，通 過"分配得當(dāng)，各得所需，溫度對口 ，梯級利用"的原則實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置，提高系統(tǒng)能源利用的 綜合效率。在大幅提高能源利用綜合效率同時(shí)，太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠降低對環(huán)境的 污染，改善系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境友好的方式進(jìn)行供能。 當(dāng)前太陽能利用主要包括太陽能光_電，光-熱和光-化學(xué)三種形式。太陽能發(fā) 電又分為光伏發(fā)電和熱發(fā)電技術(shù)，太陽能熱利用目前最廣泛的是太陽能中低溫利用，即太 陽能熱水器。現(xiàn)有太陽能利用面臨著系統(tǒng)效率低，造價(jià)成本和發(fā)電成本很高，回收周期長等 主要問題。與此同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)對熱中高溫蒸汽、冷量的需求量巨大，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述問題，提供一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括太陽能集熱場、第一流量控制閥、第二流量控 制閥、蓄熱器、第三流量控制閥、太陽能鍋爐系統(tǒng)、第四流量控制閥、第五流量控制閥、制冷 裝置、冷卻塔、冷卻水泵、冷輸出裝置、冷凝水泵、冷凝器、控制系統(tǒng)、輸變電裝置、熱輸出裝
置、汽輪機(jī)發(fā)電裝置；太陽能集熱場與第一流量控制閥、太陽能鍋爐系統(tǒng)、第四流量控制閥、 汽輪機(jī)發(fā)電裝置、熱輸出裝置依次連接；汽輪機(jī)發(fā)電裝置與輸變電裝置連接，汽輪機(jī)發(fā)電裝 置乏汽出口與冷凝器、冷凝水泵、太陽能鍋爐系統(tǒng)依次連接，太陽能集熱場與第二流量控制 閥、蓄熱器、第三流量控制閥、太陽能鍋爐系統(tǒng)依次連接；太陽能鍋爐系統(tǒng)與第五流量控制 閥、制冷裝置、冷輸出裝置依次相連；制冷裝置與冷卻塔、冷卻水泵依次連接；系統(tǒng)由控制 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化控制。 所述的太陽能集熱場集熱方式為聚光式，聚光式包括槽式、碟式和塔式。所述的太 陽能集熱場模塊化為高溫集熱場和中溫集熱場，高溫集熱場熱媒為高溫導(dǎo)熱油或熔鹽，中 溫集熱場熱媒為水或納米流體。所述的蓄熱器包括高溫蓄熱器和中溫蓄熱器，蓄熱介質(zhì)為 礦物熔鹽或高溫油。所述的太陽能鍋爐系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器和過熱器。所述的制冷裝置為 吸收式雙效溴化鋰制冷機(jī)組。所述的冷卻塔為鹽水冷卻塔、濕式冷卻塔或干式冷卻塔。所 述的汽輪機(jī)發(fā)電裝置采用抽汽方式。 本發(fā)明利用能量梯級利用原理，通過熱電冷多聯(lián)產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)太陽能的梯級多途徑利用，大大提高了太陽能的利用效率。與單一的太陽能光-電，光-熱利用相比，系統(tǒng)綜 合效率達(dá)到30%以上的提高。同時(shí)，系統(tǒng)得到的產(chǎn)品多樣化，可滿足不同的需求，經(jīng)濟(jì)性更 好。同時(shí)利用蓄熱器保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)節(jié)，增加了運(yùn)行的可靠性；采用鹽水冷卻塔等能 夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)水等節(jié)能環(huán)保效果。系統(tǒng)能源利用率高、成本低、經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)保性好，能夠?qū)崿F(xiàn)低 成本、高效率的運(yùn)行，對工藝技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，適合商業(yè)化大規(guī)模運(yùn)行。系統(tǒng)布局可與廠房屋
頂?shù)冉ㄖ嘟Y(jié)合，實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化設(shè)計(jì)。


圖1是聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖； 圖中太陽能集熱場1、第一流量控制閥l-l、第二流量控制閥l-2、蓄熱器2、第三 流量控制閥2-l、太陽能鍋爐系統(tǒng)3、第四流量控制閥3-l、第五流量控制閥3-2、制冷裝置4、 冷卻塔5、冷卻水泵6、冷輸出裝置7、冷凝水泵8、冷凝器9、控制系統(tǒng)10、輸變電裝置11、熱 輸出裝置12、汽輪機(jī)發(fā)電裝置13。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括太陽能集熱場1、第一流量控制閥 l-l、第二流量控制閥l-2、蓄熱器2、第三流量控制閥2-l、太陽能鍋爐系統(tǒng)3、第四流量控制 閥3-l、第五流量控制閥3-2、制冷裝置4、冷卻塔5、冷卻水泵6、冷輸出裝置7、冷凝水泵8、 冷凝器9、控制系統(tǒng)10、輸變電裝置11、熱輸出裝置12、汽輪機(jī)發(fā)電裝置13 ;太陽能集熱場1 與第一流量控制閥l-l、太陽能鍋爐系統(tǒng)3、第四流量控制閥3-l、汽輪機(jī)發(fā)電裝置13、熱輸 出裝置12依次連接；汽輪機(jī)發(fā)電裝置13與輸變電裝置11連接，汽輪機(jī)發(fā)電裝置13乏汽出 口與冷凝器9、冷凝水泵8、太陽能鍋爐系統(tǒng)3依次連接，太陽能集熱場1與第二流量控制閥 l-2、蓄熱器2、第三流量控制閥2-l、太陽能鍋爐系統(tǒng)3依次連接；太陽能鍋爐系統(tǒng)3與第五 流量控制閥3-2、制冷裝置4、冷輸出裝置7依次相連；制冷裝置4與冷卻塔5、冷卻水泵6依 次連接；系統(tǒng)由控制系統(tǒng)10實(shí)現(xiàn)自動化控制。 所述的太陽能集熱場1集熱方式為聚光式，聚光式包括槽式、碟式和塔式。所述 的太陽能集熱場1模塊化為高溫集熱場和中溫集熱場，高溫集熱場熱媒為高溫導(dǎo)熱油或熔 鹽，中溫集熱場熱媒為水或納米流體。所述的蓄熱器2包括高溫蓄熱器和中溫蓄熱器，蓄熱 介質(zhì)為礦物熔鹽或高溫油。所述的太陽能鍋爐系統(tǒng)3包括蒸汽發(fā)生器和過熱器。所述的制 冷裝置4為吸收式雙效溴化鋰制冷機(jī)組。所述的冷卻塔5為鹽水冷卻塔、濕式冷卻塔或干 式冷卻塔。所述的汽輪機(jī)發(fā)電裝置6采用抽汽方式。 聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)工作原理如下太陽能集熱場高溫和中溫模塊分別 聚光加熱熱媒，熱媒通過第一流量控制閥和第二流量控制閥，分別進(jìn)入太陽能鍋爐系統(tǒng)和 蓄熱器進(jìn)行換熱；高溫?zé)崦椒謩e與過熱器和高溫蓄熱器進(jìn)行換熱，中溫?zé)崦椒謩e與蒸汽發(fā) 生器和中溫蓄熱器進(jìn)行換熱。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生波動，蓄熱器通過第三流量控制閥向太陽能鍋爐 系統(tǒng)供熱，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。太陽能鍋爐系統(tǒng)過熱器產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽，經(jīng)第四流量控 制閥進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，最后經(jīng)輸變電裝置向電網(wǎng)供電。汽輪機(jī)乏汽經(jīng)冷凝器 冷凝后，冷卻水泵將冷凝水輸送到鍋爐蒸汽發(fā)生器。汽輪機(jī)發(fā)電裝置的中低壓缸采用抽汽 方式向熱輸出裝置提供熱中高溫蒸汽需求，實(shí)現(xiàn)供熱。太陽能鍋爐系統(tǒng)通過第五流量控制閥向制冷裝置雙效溴化鋰制冷機(jī)組提供蒸汽熱源，雙效溴化鋰制冷機(jī)組生產(chǎn)的冷量通過冷 輸出裝置提供冷源需求，實(shí)現(xiàn)供冷。制冷裝置冷凝器中的冷卻水通過冷卻塔進(jìn)行冷卻后通 過冷卻水泵送入冷卻裝置進(jìn)行冷卻換熱?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽能追蹤，集熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、 供熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等的集成控制，提高自動化運(yùn)行水平。 聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可分為太陽能集熱蓄熱系統(tǒng)、太陽能鍋爐蒸汽發(fā)電 系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)四部分。 太陽能集熱蓄熱系統(tǒng)太陽能集熱場高溫和中溫模塊分別聚光加熱熱媒，產(chǎn)生不 同溫度品位的熱能；熱媒通過第一流量控制閥和第二流量控制閥，分別進(jìn)入太陽能鍋爐系 統(tǒng)和蓄熱器進(jìn)行換熱；高溫?zé)崦椒謩e同過熱器和高溫蓄熱器進(jìn)行換熱，中溫?zé)崦椒謩e同蒸 汽發(fā)生器和中溫蓄熱器進(jìn)行換熱。蓄熱器中的高溫蓄熱器和低溫蓄熱器部分別存儲不同溫 度品位的熱能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生波動，蓄熱器通過第三流量控制閥向太陽能鍋爐系統(tǒng)供熱，提高 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 太陽能鍋爐蒸汽發(fā)電系統(tǒng)從太陽能集熱場加熱的熱媒分別在鍋爐內(nèi)的蒸汽發(fā)生 器和過熱器內(nèi)進(jìn)行換熱，產(chǎn)生飽和蒸汽和過熱蒸汽，過熱蒸汽經(jīng)第四流量控制閥進(jìn)入汽輪 機(jī)進(jìn)行發(fā)電，最后經(jīng)輸變電裝置向電網(wǎng)供電。汽輪機(jī)乏汽經(jīng)冷凝器冷凝后，冷卻水泵將冷凝 水輸送到鍋爐蒸汽發(fā)生器。 余熱利用系統(tǒng)汽輪機(jī)發(fā)電裝置中低壓缸采用抽汽方式向熱輸出裝置提供熱中高 溫蒸汽需求，實(shí)現(xiàn)供熱。
制冷系統(tǒng)太陽能鍋爐系統(tǒng)通過第五流量控制閥向制冷裝置雙效溴化鋰制冷機(jī)組
提供蒸汽熱源，雙效溴化鋰制冷機(jī)組生產(chǎn)的冷量通過冷輸出裝置提供冷源需求，實(shí)現(xiàn)供冷。
制冷裝置冷凝器中的冷卻水通過冷卻塔進(jìn)行冷卻后通過冷卻水泵進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻
換熱。本系統(tǒng)中特別采用鹽水冷卻塔進(jìn)行換熱，能夠達(dá)到節(jié)水節(jié)能的環(huán)保作用。 本發(fā)明通過利用不同技術(shù)途徑的太陽能集熱模塊通過太陽能鍋爐系統(tǒng)得到不同
品位的蒸汽，利用高品位的蒸汽熱能進(jìn)行發(fā)電，中低品位的蒸汽熱能直接供熱和熱源制冷，
實(shí)現(xiàn)能量的梯級優(yōu)化利用，提高太陽能的利用率。同時(shí)采用蓄熱器保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，特
別采用鹽水冷卻塔實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的環(huán)保目的。此外本系統(tǒng)布局可與廠房屋頂?shù)冉ㄖ嘟Y(jié)
合，實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)根據(jù)熱電冷需求進(jìn)行優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)太陽能高效、
低成本的商業(yè)化運(yùn)行。
權(quán)利要求
一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能集熱場(1)、第一流量控制閥(1-1)、第二流量控制閥(1-2)、蓄熱器(2)、第三流量控制閥(2-1)、太陽能鍋爐系統(tǒng)(3)、第四流量控制閥(3-1)、第五流量控制閥(3-2)、制冷裝置(4)、冷卻塔(5)、冷卻水泵(6)、冷輸出裝置(7)、冷凝水泵(8)、冷凝器(9)、控制系統(tǒng)(10)、輸變電裝置(11)、熱輸出裝置(12)、汽輪機(jī)發(fā)電裝置(13)；太陽能集熱場(1)與第一流量控制閥(1-1)、太陽能鍋爐系統(tǒng)(3)、第四流量控制閥(3-1)、汽輪機(jī)發(fā)電裝置(13)、熱輸出裝置(12)依次連接；汽輪機(jī)發(fā)電裝置(13)與輸變電裝置(11)連接，汽輪機(jī)發(fā)電裝置(13)乏汽出口與冷凝器(9)、冷凝水泵(8)、太陽能鍋爐系統(tǒng)(3)依次連接，太陽能集熱場(1)與第二流量控制閥(1-2)、蓄熱器(2)、第三流量控制閥(2-1)、太陽能鍋爐系統(tǒng)(3)依次連接；太陽能鍋爐系統(tǒng)(3)與第五流量控制閥(3-2)、制冷裝置(4)、冷輸出裝置(7)依次相連；制冷裝置(4)與冷卻塔(5)、冷卻水泵(6)依次連接；系統(tǒng)由控制系統(tǒng)(10)實(shí)現(xiàn)自動化控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的太陽 能集熱場(1)集熱方式為聚光式，聚光式包括槽式、碟式和塔式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的太陽 能集熱場(1)模塊化為高溫集熱場和中溫集熱場，高溫集熱場熱媒為高溫導(dǎo)熱油或熔鹽， 中溫集熱場熱媒為水或納米流體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的蓄熱 器(2)包括高溫蓄熱器和中溫蓄熱器，蓄熱介質(zhì)為礦物熔鹽或高溫油。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的太陽 能鍋爐系統(tǒng)(3)包括蒸汽發(fā)生器和過熱器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的制冷 裝置(4)為吸收式雙效溴化鋰制冷機(jī)組。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻 塔(5)為鹽水冷卻塔、濕式冷卻塔或干式冷卻塔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的汽輪 機(jī)發(fā)電裝置(6)采用抽汽方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚光式太陽能熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。太陽能集熱場與第一流量控制閥、太陽能鍋爐系統(tǒng)、第四流量控制閥、汽輪機(jī)發(fā)電裝置、熱輸出裝置依次連接；汽輪機(jī)發(fā)電裝置與輸變電裝置連接，汽輪機(jī)發(fā)電裝置乏汽出口與冷凝器、冷凝水泵、太陽能鍋爐系統(tǒng)依次連接，太陽能集熱場與第二流量控制閥、蓄熱器、第三流量控制閥、太陽能鍋爐系統(tǒng)依次連接；太陽能鍋爐系統(tǒng)與第五流量控制閥、制冷裝置、冷輸出裝置依次相連；制冷裝置與冷卻塔、冷卻水泵依次連接；系統(tǒng)由控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化控制。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量的梯級優(yōu)化利用，提高太陽能利用率；系統(tǒng)綜合能效高，成本低，節(jié)能節(jié)水環(huán)保性好，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。
文檔編號F25B27/00GK101788191SQ201010133159
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者俞自濤, 倪煜, 張良, 樊建人, 王武軍, 胡亞才, 阮光正 申請人:浙江大學(xué)