專利名稱：一種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力生產(chǎn)在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中扮演著越來越重要的角色。一個世紀(jì)以來，電力工業(yè)嚴(yán)重依賴于化石燃料，雖然近年來隨著超臨界朗肯循環(huán)等技術(shù)的應(yīng)用，煤電效率逐步提高(現(xiàn)在世界上最新技術(shù)已經(jīng)能達(dá)到近50%的熱效率)，但電力工業(yè)依然是二氧化碳及二氧化硫嚴(yán)重環(huán)境污染物主要的排放源，同時隨著石化燃料的枯竭，開采的成本和難度會越來越大，因此加大對新能源開發(fā)的力度，減少對化石燃料的依賴，使用更清潔的能源是現(xiàn)在人類的必然選擇。太陽作為世界上最豐富的永久能源，其一月之內(nèi)輻射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在內(nèi)的所有不可再生能源總儲量的10倍之多，因此，研究太陽能發(fā)電技術(shù)對我國乃至全人類的持續(xù)發(fā)展有重要意義。太陽能發(fā)電按轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為光伏發(fā)電及光-熱-電兩種方式。隨著光伏材料(晶材料或非晶材料)生產(chǎn)工藝的日臻完善，光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本逐漸降低，光伏發(fā)電技術(shù)也得到越來越多的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但如何提高發(fā)電效率及降低材料的消耗量依然是一個重大課題。為了提高太陽能光伏發(fā)電的效率，同時減少電池材料的消耗，其中的重要舉措是采用聚光光伏發(fā)電，太陽能聚光光伏發(fā)電相比于普通的太陽能光伏發(fā)電，聚光光伏發(fā)電的光電轉(zhuǎn)換效率極大的提高，能產(chǎn)生更多的電能，并且能大幅度降低光電池硅材料與非硅材料的用量，有效降低發(fā)電成本。但是聚光光伏發(fā)電在高效率將光能轉(zhuǎn)換為電能的同時會產(chǎn)生熱能，而這些熱量會導(dǎo)致硅片的溫度升高，從而降低發(fā)電效率和硅片的使用壽命，為了降低硅片溫度，常規(guī)的方法是使用散熱片將熱量直接排放到環(huán)境中去，這種方法不僅散熱效果不夠理想，而且造成了熱量的直接浪費(fèi)。同時，我國還有豐富的生物質(zhì)資源，其內(nèi)含有可燃成分的固體廢物，若這些廢棄物不合理加以回收利用，便會成為環(huán)害物質(zhì)，因此，生物質(zhì)的潔凈燃燒技術(shù)也逐步實現(xiàn)定型市場化。為了高效利用工業(yè)余熱、太陽能與生物質(zhì)熱能發(fā)電，有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic RankineCycle, ORC)越來越受到重視。ORC技術(shù)可廣泛地應(yīng)用于各種低溫?zé)崮馨l(fā)電領(lǐng)域。迄今為止，有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC )技術(shù)已被普遍確認(rèn)為是用以實現(xiàn)中低溫?zé)崮軇恿D(zhuǎn)化的最有效的技術(shù)。因此，本實用新型有效地將聚光光伏電池發(fā)電與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電偶合起來，實現(xiàn)太陽能與生物質(zhì)熱能梯級利用，通過太陽能與生物質(zhì)熱能之間的優(yōu)勢互補(bǔ)，確保能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與高效性，同時本系統(tǒng)采用了兩級復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)，提高發(fā)電效率以及總的發(fā)電量，能有效降低發(fā)電成本，有望成為構(gòu)建分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)的重要技術(shù)措施。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其是利用光伏電池及有機(jī)朗循環(huán)進(jìn)行熱電聯(lián)供，高效梯級利用生物質(zhì)能、太陽能，以解決環(huán)境污染、能源利用率低、發(fā)電效率低等問題。本實用新型按以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括傳熱流體循環(huán)回路、生物質(zhì)燃燒爐排煙回路、供熱熱水回路、冷卻回路；生物質(zhì)燃燒爐排煙回路一端與傳熱流體循環(huán)回路連接，另一端與供熱熱水回路連接，其特征在于:還包括高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路、低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12，且高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路通過傳熱流體循環(huán)回路中設(shè)有的蒸發(fā)器2與傳熱流體循環(huán)回路連接，而低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路通過太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路連接，采用兩級復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)，高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路采用生物質(zhì)熱能作驅(qū)動熱源，其冷端排熱作為低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路的補(bǔ)熱熱源，用光伏電池板的排熱預(yù)熱低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路的循環(huán)工質(zhì)，可提高生物質(zhì)熱能及聚光光伏電池排熱的發(fā)電效率，冷卻回路與低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路連接。所述傳熱流體循環(huán)回路包括生物質(zhì)燃燒爐1、蒸發(fā)器2、傳熱流體循環(huán)泵3、傳熱流體及排煙換熱器4及管路，生物質(zhì)燃燒爐I通過管道與蒸發(fā)器2連接，傳熱流體循環(huán)泵3通過管道連接于蒸發(fā)器2出口與傳熱流體及排煙換熱器4之間，傳熱流體及排煙換熱器4與生物質(zhì)燃燒爐I通過管路連接。所述高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路包括透平I 5、發(fā)電機(jī)I 6、回?zé)崞鱅 7、冷凝及蒸發(fā)器8、儲液罐I 9、加壓泵I 10及管路；透平I 5—端通過管路與傳熱流體循環(huán)回路中的蒸發(fā)器2連接，另一端與發(fā)電機(jī)I 6連接，回?zé)崞鱅 7—端通過管路、透平I 5與蒸發(fā)器2連接，另一端通過管路與冷凝及蒸發(fā)器8連接，冷凝及蒸發(fā)器8與儲液罐I 9連接，加壓泵
I10—端與儲液罐I 9連接，另一端通過回?zé)崞鱅 7與蒸發(fā)器2連接。所述低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路包括透平II 23、發(fā)電機(jī)II 24、回?zé)崞鱅I 25、儲液罐
II26、加壓泵II 27、冷凝器11、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12及管路；透平II 23與發(fā)電機(jī)II 24連接，低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的透平II 23通過管路與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器8連接，回?zé)崞鱅I 25—端通過管路、透平II 23與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器8連接，另一端通過管路與冷凝器11連接，儲液罐II 26通過管路與冷凝器11連接，加壓泵II 27—端與儲液罐II 26連接，另一端通過回?zé)崞鱅I 25、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器8連接。所述生物質(zhì)燃燒爐排煙回路包括空氣預(yù)熱器13、供熱水預(yù)熱器14、排煙風(fēng)機(jī)15 ；空氣預(yù)熱器13—端與傳熱流體循環(huán)回路中的傳熱流體及排煙換熱器4連接，另一端與供熱水預(yù)熱器14連接，排煙風(fēng)機(jī)15與供熱水預(yù)熱器14連接；供熱熱水回路包括回水泵16及用戶，回水泵16通過生物質(zhì)燃燒爐排煙回路中的供熱水預(yù)熱器14與用戶連接；冷卻水回路包括冷卻塔17、冷卻水泵18 ;冷卻水泵18通過低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的冷凝器11與冷卻塔17連接。所述太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12包括聚光設(shè)備19、波紋翅片20、太陽能電池21、冷卻槽形流道22 ;波紋翅片20安裝在冷卻槽形流道22內(nèi)，太陽能電池21安裝在冷卻槽形流道22上，聚光設(shè)備19與太陽能電池21連接。所述生物質(zhì)燃燒爐I內(nèi)的燃燒物為生物柴油、生物質(zhì)氣化可燃?xì)?、燃料柴油、重油、甲醇、乙醇、甲烷、天然氣、煤氣、二甲醚中的任一種或幾種的任意混合物。所述高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的循環(huán)工質(zhì)為R123、R245fa、甲苯、丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷、環(huán)戊烷、庚燒、R113、R11、環(huán)己燒、本、鄰_■甲本、乙基本、6甲基2娃氧燒、8甲基3娃氧燒、10甲基4硅氧烷、12甲基5硅氧烷中的任一種或幾種的任意混合物。所述低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的循環(huán)工質(zhì)為 R143a、R290、氨、CO2, R22、R125、R236fa、R236ea、R134a 與 R227ea 中的任一種或幾種的任意混合物。所述傳熱流體循環(huán)回路與高溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路之間采用直接接觸式換熱，可簡化設(shè)備、提高換熱效率。—種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)稱合熱電聯(lián)供系統(tǒng)的工作原理為:傳熱流體循環(huán)回路，從蒸發(fā)器2出來的傳熱流體，經(jīng)傳熱流體循環(huán)泵3加壓后進(jìn)入傳熱流體及排煙換熱器4，在里面經(jīng)過生物質(zhì)燃燒爐I排出的高溫?zé)煔忸A(yù)熱后進(jìn)入生物質(zhì)燃燒爐I進(jìn)行加熱，經(jīng)過燃燒爐I加熱的高溫傳熱流體進(jìn)入蒸發(fā)器2與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路里的工質(zhì)(如R123)進(jìn)行直接接觸式換熱，將熱量傳遞給有機(jī)工質(zhì)，使其蒸發(fā)汽化；高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的工質(zhì)在蒸發(fā)器2吸熱汽化后，分兩路:一路進(jìn)高溫級透平I 5膨脹做功輸出軸功，驅(qū)動發(fā)電機(jī)I 6發(fā)電，當(dāng)工質(zhì) 蒸汽壓力達(dá)不到驅(qū)動透平I 5的壓力時，則從另外一路不經(jīng)過透平I 5旁通，兩路都進(jìn)入回?zé)崞鱅 7預(yù)熱，工質(zhì)從回?zé)崞鱅 7出來后進(jìn)入冷凝及蒸發(fā)器8冷凝，流入儲液罐I 9，接著從儲液罐I 9出來經(jīng)過加壓泵I 10進(jìn)入回?zé)崞鱅 7預(yù)熱后重新回到蒸發(fā)器2重新成為蒸汽；低溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工質(zhì)(如R134a)在冷凝及蒸發(fā)器8吸熱蒸發(fā)后分為兩路:一路進(jìn)低溫級透平II 23做功輸出軸功，驅(qū)動發(fā)電機(jī)II 24發(fā)電，當(dāng)工質(zhì)蒸汽壓力達(dá)不到驅(qū)動透平II 23的壓力時，則從另外一路不經(jīng)過透平II 23旁通，兩路都進(jìn)入回?zé)崞鱅I 25預(yù)熱，工質(zhì)從回?zé)崞鱅I 25出來后進(jìn)入冷凝器11冷凝，流入儲液罐II 26，從儲液罐II 26出來后，工質(zhì)經(jīng)過加壓泵II 27加壓后，進(jìn)入回?zé)崞鱅I 25，接著流經(jīng)光伏太陽能電池組件，在太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12里吸收光伏太陽能電池組件排放的熱量，在使工質(zhì)預(yù)熱的同時也使電池得到了冷卻，而后有機(jī)介質(zhì)工質(zhì)進(jìn)入冷凝及蒸發(fā)器8吸收高溫有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)的冷凝排熱完成蒸發(fā)，完全一個循環(huán)；燃燒爐排煙管路如下:煙氣從生物質(zhì)燃燒爐I出來后進(jìn)入傳熱流體及排煙換熱器4對傳熱流體進(jìn)行預(yù)熱，之后進(jìn)入空氣預(yù)熱器13，對從燃燒空氣送風(fēng)機(jī)出來的空氣進(jìn)行預(yù)熱，之后再進(jìn)入供熱水預(yù)熱器14對回水進(jìn)行加熱，最后經(jīng)排煙風(fēng)機(jī)15加壓排至煙 ;供熱熱水回路為:從熱用戶來的回水經(jīng)回水泵16輸送至供熱水預(yù)熱器14完成加熱過程；冷卻水回路為:從冷卻塔17出來的冷卻水經(jīng)冷卻水泵18輸送至冷凝器11對低溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工質(zhì)進(jìn)行冷凝，之后返回冷卻塔17的布水管，經(jīng)過冷卻后進(jìn)入塔底集水盤，完成一個循環(huán)。本實用新型具有以下有益效果:1、能將資源十分豐富的低密度太陽能及多種低品位燃料高效地轉(zhuǎn)化為電能，同時實現(xiàn)對用戶提供熱水；2、能極大地降低發(fā)電過程中對環(huán)境有害的C0X、SOx的產(chǎn)生與排放；3、傳熱流體與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)之間的換熱采用直接接觸式換熱罐，既可簡化設(shè)備又能大幅度提聞?chuàng)Q熱效率；4、采用兩級復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)，可實現(xiàn)對熱量的梯級利用，能大大降低成本，提高能量的利用效率；5、采用聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，能提高光伏發(fā)電效率，節(jié)約材料及成本；[0022]6、利用聚光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電過程中硅片產(chǎn)生的熱量來預(yù)熱低溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路的有機(jī)工質(zhì)，使有機(jī)朗肯循環(huán)與光伏發(fā)電耦合起來，可提高熱量的利用率與發(fā)電效率；7、便于實現(xiàn)個性化的分布式發(fā)電系統(tǒng)，適合對一些不宜集中供電或電力供應(yīng)不足地區(qū)提供電力，如山區(qū)、牧區(qū)、零星島嶼、散居農(nóng)家、偏遠(yuǎn)地質(zhì)公園、對供電安全要求極高的
軍事基地等。

圖1為本實用新型的工藝流程示意圖；圖2為本實用新型的太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號為:1:生物質(zhì)燃燒爐、2:蒸發(fā)器、3:傳熱流體循環(huán)泵、4:傳熱流體及排煙換熱器、5:透平1、6:發(fā)電機(jī)1、7:回?zé)崞?、8:冷凝及蒸發(fā)器、9:儲液罐1、10:加壓泵1、11:冷凝器、12:太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器、13:空氣預(yù)熱器、14:供熱水預(yù)熱器、15:排煙風(fēng)機(jī)、16:回水泵、17:冷卻塔、18:冷卻水泵、19:聚光設(shè)備、20:波紋翅片、21:太陽能電池、22:冷卻槽形流道、23:透平I1、24:發(fā)電機(jī)I1、25:回?zé)崞鱅1、26:儲液罐I1、27:加壓泵II。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進(jìn)一步說明，但本實用新型的內(nèi)容并不限于所述范圍。實施例1:在某地區(qū)建一光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)稱合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，聚光光伏發(fā)電功率為500kw，高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中發(fā)電機(jī)輸出功率為300kW，低溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中發(fā)電機(jī)的輸出功率為200 kw，總發(fā)電功率IOOOkW,供應(yīng)45飛(TC衛(wèi)生熱水75m3。本光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括傳熱流體循環(huán)回路、生物質(zhì)燃燒爐排煙回路、供熱熱水回路、冷卻回路；生物質(zhì)燃燒爐排煙回路一端與傳熱流體循環(huán)回路連接，另一端與供熱熱水回路連接，其特征在于:還包括高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路、低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12，且高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路通過傳熱流體循環(huán)回路中設(shè)有的蒸發(fā)器2與傳熱流體循環(huán)回路連接，而低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路通過太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路連接，冷卻回路與低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路連接。本系統(tǒng)傳熱流體循環(huán)回路傳熱流體采用穩(wěn)定性極好的首諾合成導(dǎo)熱油，經(jīng)加熱后的熱油溫度為320°C，傳熱流體循環(huán)回路包括生物質(zhì)燃燒爐1、蒸發(fā)器2、傳熱流體循環(huán)泵3、傳熱流體及排煙換熱器4及管路，生物質(zhì)燃燒爐I通過管道與蒸發(fā)器2連接，傳熱流體循環(huán)泵3通過管道連接于蒸發(fā)器2出口與傳熱流體及排煙換熱器4之間，傳熱流體及排煙換熱器4與生物質(zhì)燃燒爐I通過管路連接。本系統(tǒng)高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工質(zhì)采用R123，膨脹機(jī)采用螺桿式膨脹機(jī)，膨脹機(jī)進(jìn)口工質(zhì)壓力為2.5MPa，溫度160°C，冷凝溫度為80°C，換熱器均采用板式換熱器，工質(zhì)加壓泵采用高壓屏蔽泵，高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路包括透平I 5、發(fā)電機(jī)I 6、回?zé)崞?br> I7、冷凝及蒸發(fā)器8、儲液罐I 9、加壓泵I 10及管路；透平I 5—端通過管路與傳熱流體循環(huán)回路中的蒸發(fā)器2連接，另一端與發(fā)電機(jī)I 6連接，回?zé)崞鱅 7—端通過管路、透平I 5與蒸發(fā)器2連接，另一端通過管路與冷凝及蒸發(fā)器8連接，冷凝及蒸發(fā)器8與儲液罐I 9連接，加壓泵I 10—端與儲液罐I 9連接，另一端通過回?zé)崞鱅 7與蒸發(fā)器2連接。本系統(tǒng)低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路的工質(zhì)采用R134a，膨脹機(jī)采用螺桿式膨脹機(jī)，膨脹機(jī)進(jìn)口工質(zhì)壓力為2.6MPa，溫度80°C，冷凝溫度為35°C，蒸發(fā)器、冷凝器、回?zé)崞骶捎冒迨綋Q熱器，工質(zhì)加壓泵采用高壓屏蔽泵，低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路包括透平II 23、發(fā)電機(jī)II 24、回?zé)崞鱅I 25、儲液罐II 26、加壓泵II 27、冷凝器11、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12及管路；透平II 23與發(fā)電機(jī)II 24連接，低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的透平II 23通過管路與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器8連接，回?zé)崞鱅I 25 一端通過管路、透平II 23與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器8連接，另一端通過管路與冷凝器11連接，儲液罐II 26通過管路與冷凝器11連接，加壓泵II 27 一端與儲液罐II 26連接，另一端通過回?zé)崞鱅I 25、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器8連接。本系統(tǒng)生物質(zhì)燃燒爐排煙回路的燃燒物采用玉米秸桿，發(fā)電時間按每年6000小時計，一年需要玉米秸桿2030噸，生物質(zhì)燃燒爐排煙回路包括空氣預(yù)熱器13、供熱水預(yù)熱器14、排煙風(fēng)機(jī)15 ;空氣預(yù)熱器13 —端與傳熱流體循環(huán)回路中的傳熱流體及排煙換熱器4連接，另一端與供熱 水預(yù)熱器14連接，排煙風(fēng)機(jī)15與供熱水預(yù)熱器14連接；供熱熱水回路包括回水泵16及用戶，回水泵16通過生物質(zhì)燃燒爐排煙回路中的供熱水預(yù)熱器14與用戶連接；冷卻水回路包括冷卻塔17、冷卻水泵18 ;冷卻水泵18通過低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的冷凝器11與冷卻塔17連接。本系統(tǒng)太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器12的聚光設(shè)備19采用菲涅爾透鏡，太陽能電池21的電池板此阿勇多晶硅太陽能電池板，電池板的發(fā)電功率為500kw。本系統(tǒng)供熱熱水回路采用PPR熱水管，冷卻回路的冷卻水循環(huán)流量為800m3/h，生物質(zhì)燃燒爐排煙回路的管道用2mm熱軋鋼板焊接而成。本系統(tǒng)傳熱流體循環(huán)回路與高溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路之間采用直接接觸式換熱，實施例2:本光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)稱合熱電聯(lián)供系統(tǒng)與實施例1相同，所米用的生物質(zhì)燃燒爐I內(nèi)的燃燒物為生物柴油、生物質(zhì)氣化可燃?xì)?、燃料柴油、重油、甲醇、乙醇、甲烷、天然氣、煤氣、二甲醚中的任一種或幾種的任意混合物。實施例3:本光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)稱合熱電聯(lián)供系統(tǒng)與實施例1相同，所米用高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的循環(huán)工質(zhì)為R245fa、甲苯、丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷、環(huán)戊烷、庚燒、R113、R11、環(huán)己燒、本、鄰二甲本、乙基本、6甲基2娃氧燒、8甲基3娃氧燒、10甲基4娃氧烷、12甲基5硅氧烷中的任一種或幾種的任意混合物。實施例4:本光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)稱合熱電聯(lián)供系統(tǒng)與實施例1相同，所米用低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的循環(huán)工質(zhì)為R143a、R290、氨、CO2, R22、R125、R236fa、R236ea、R134a與R227ea中的任一種或幾種的任意混合物。
權(quán)利要求1.一種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括傳熱流體循環(huán)回路、生物質(zhì)燃燒爐排煙回路、供熱熱水回路、冷卻回路；生物質(zhì)燃燒爐排煙回路一端與傳熱流體循環(huán)回路連接，另一端與供熱熱水回路連接，其特征在于:還包括高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路、低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器(12)，且高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路通過傳熱流體循環(huán)回路中設(shè)有的蒸發(fā)器(2)與傳熱流體循環(huán)回路連接，而低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路通過太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器(12)與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路連接，冷卻回路與低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于:所述傳熱流體循環(huán)回路包括生物質(zhì)燃燒爐(I)、蒸發(fā)器(2)、傳熱流體循環(huán)泵(3)、傳熱流體及排煙換熱器(4)及管路，生物質(zhì)燃燒爐(I)通過管道與蒸發(fā)器(2)連接，傳熱流體循環(huán)泵(3)通過管道連接于蒸發(fā)器(2)出口與傳熱流體及排煙換熱器(4)之間，傳熱流體及排煙換熱器(4 )與生物質(zhì)燃燒爐(I)通過管路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路包括透平I (5)、發(fā)電機(jī)I (6)、回?zé)崞鱅 (7)、冷凝及蒸發(fā)器(8)、儲液罐I (9)、加壓泵I (10)及管路；透平I (5)—端通過管路與傳熱流體循環(huán)回路中的蒸發(fā)器(2)連接，另一端與發(fā)電機(jī)I (6)連接，回?zé)崞鱅 (7)—端通過管路、透平I (5)與蒸發(fā)器(2)連接，另一端通過管路與冷凝及蒸發(fā)器(8)連接，冷凝及蒸發(fā)器(8)與儲液罐I (9)連接，加壓泵I (10)—端與儲液罐I (9)連接，另一端通過回?zé)崞鱅 (7)與蒸發(fā)器(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于:所述低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路包括透平II (23)、發(fā)電機(jī)II (24)、回?zé)崞鱅I (25)、儲液罐II (26)、加壓泵II (27)、冷凝器(11)、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器(12)及管路；透平11(23)與發(fā)電機(jī)II (24)連接，低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的透平II (23)通過管路與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器(8)連接，回?zé)崞鱅I (25)—端通過管路、透平II (23)與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器(8)連接，另一端通過管路與冷凝器(11)連接，儲液罐II (26)通過管路與冷凝器(11)連接，加壓泵II (27) 一端與儲液罐II (26)連接，另一端通過回?zé)崞鱅I (25)、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器(12)與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路中的冷凝及蒸發(fā)器(8)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于:所述生物質(zhì)燃燒爐排煙回路包括空氣預(yù)熱器(13)、供熱水預(yù)熱器(14)、排煙風(fēng)機(jī)(15);空氣預(yù)熱器(13) —端與傳熱流體循環(huán)回路中的傳熱流體及排煙換熱器(4)連接，另一端與供熱水預(yù)熱器(14)連接，排煙風(fēng)機(jī)(15)與供熱水預(yù)熱器(14)連接；供熱熱水回路包括回水泵(16)及用戶，回水泵(16)通過生物質(zhì)燃燒爐排煙回路中的供熱水預(yù)熱器(14)與用戶連接；冷卻水回路包括冷卻塔(17 )、冷卻水泵(18 );冷卻水泵(18 )通過低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路中的冷凝器(11)與冷卻塔(17)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器(12)包括聚光設(shè)備(19)、波紋翅片(20)、太陽能電池(21)、冷卻槽形流道(22 );波紋翅片(20 )安裝在冷卻槽形流道(22 )內(nèi)，太陽能電池(21)安裝在冷卻槽形流道(22)上， 聚光設(shè)備(19)與太陽能電池(21)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于:所述傳熱流體循環(huán)回路 與高溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路之間采用直接接觸式換熱。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏與有機(jī)郎肯循環(huán)耦合熱電聯(lián)供系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型包括傳熱流體循環(huán)回路、生物質(zhì)燃燒爐排煙回路、供熱熱水回路、冷卻回路；還包括高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路、低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路、太陽能電池冷卻及有機(jī)介質(zhì)預(yù)熱器，且高溫與傳熱流體循環(huán)回路連接，低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路與高溫級有機(jī)朗肯循環(huán)回路連接，冷卻回路與低溫級有機(jī)郎肯循環(huán)回路連接。本實用新型采用兩級復(fù)疊式有機(jī)朗肯循環(huán)，可實現(xiàn)對熱量的梯級利用，能大大降低成本，提高能量的利用效率，能提高光伏發(fā)電效率，節(jié)約材料及成本，便于實現(xiàn)個性化的分布式發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號F01K11/02GK203050818SQ20122055680
公開日2013年7月10日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者王 華, 葛眾, 王輝濤 申請人:昆明理工大學(xué)