太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统，包括集热器、储热罐、汽包、制冷机、发电装置、冷却塔、冷却水箱、补水水箱、集水缸Ⅰ和集水缸Ⅱ，集热器与汽包相连通，汽包连接有蒸汽主管路，蒸汽主管路在尾端分成并联的两条管路，一条管路为制冷机蒸汽进气管，另一条管路为发电装置蒸汽进气管，制冷机还分别连接有冷冻水回水管路、冷冻水供水管路、塔底支管路Ⅰ、塔顶支管路Ⅰ和制冷机蒸汽出气管，发电装置还分别连接有塔底支管路Ⅱ、塔顶支管路Ⅱ和发电装置蒸汽出气管，集水缸Ⅰ和集水缸Ⅱ沿着自集热器向冷却水箱的方向设置在连接管路上，所有管路上均设置有阀。该系统通过集热器和汽包产生蒸汽，驱动发电装置发电或者制冷机制冷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能发电和制冷系统，具体是指太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统。
技术介绍
太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现分散化利用的优点。但是常规的太阳能热利用只能用于低温热应用领域，比如说家用的太阳能热水器、低温热水循环系统等，工质温度低，难以满足工业热能和太阳能热发电需求，应用受到极大限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统。该系统能够利用太阳能集热、储热技术，驱动发电装置发电或者制冷机制冷。本专利技术的上述目的通过如下技术方案来实现的：太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统，其特征在于：所述系统包括集热器、储热罐、汽包、制冷机、发电装置、冷却塔、冷却水箱、补水水箱、集水缸Ⅰ和集水缸Ⅱ，所述集热器用于吸收太阳能的热量，集热器的出口与汽包的进口通过高压热水管路相连通，汽包的出口连接有蒸汽主管路，所述的蒸汽主管路在尾端分成并联的两条管路，一条管路为制冷机蒸汽进气管，与制冷机的蒸汽进口相连通，另一条管路为发电装置蒸汽进气管，与发电装置的蒸汽进口相连通，所述的制冷机还分别连接有冷冻水回水管路、冷冻水供水管路、塔底支管路Ⅰ、塔顶支管路Ⅰ和制冷机蒸汽出气管，所述的发电装置还分别连接有塔底支管路Ⅱ、塔顶支管路Ⅱ和发电装置蒸汽出气管，所述的发电装置还与发电机相连接，通过蒸汽做功驱动发电机发电，所述的制冷机蒸汽出气管和发电装置蒸汽出气管相交汇，交汇后与冷却水箱的进水管路相连通，所述冷却塔具有塔顶主管路和塔底主管路，所述的塔底支管路Ⅰ和塔底支管路Ⅱ相交汇，交汇后与所述的塔底主管路相连通，所述的塔顶支管路Ⅰ和塔顶支管路Ⅱ相交汇，交汇后与所述的塔顶主管路相连通，冷却塔塔底还连接有自来水补水管路，所述冷却水箱的出水口通过连接管路与集热器的进口相连通，所述的集水缸Ⅰ和集水缸Ⅱ沿着自集热器向冷却水箱的方向设置在所述连接管路上，所述冷却水箱还具有旁支管路，与所述补水水箱的进水口相连通，补水水箱的出水口通过补水管路与所述的连接管路相连接，连接点位于集水缸Ⅱ与冷却水箱之间的管段，所述汽包还旁支一路与所述集水缸Ⅱ相连接的汽包支管路，所述集水缸Ⅰ还旁支一路回水管路，所述回水管路与集热器的高压热水管路相连接，所述储热罐的两端分别连接有储热进水管路和储热出水管路，储热进水管路与集热器的高压热水管路相交汇，储热出水管路与回水管路相交汇，所述储热进水管路、连接管路、旁支管路和塔底主管路上均设置有循环水泵，所有管路上均设置有阀，以控制管路的切断和连通，该系统通过集热器和汽包产生蒸汽，然后通过蒸汽驱动发电装置发电，或者驱动制冷机制冷。本专利技术中，所述的集热器优选线性菲涅尔跟踪聚焦集热器，也可以采用其他能够吸收太阳能热量，产生高温高压水的集热器。线性菲涅尔跟踪聚焦集热器使用的是平面镜列，采用单轴东西跟踪太阳的方式，保证太阳光一直线聚焦于镜列上方的吸收器。吸收器采用直通型真空集热管，内管为不锈钢管，钢管外表面有选择性吸收涂层。外层的玻璃管和内层不锈钢管之间是真空隔热层。本专利技术中，所述的制冷机优选蒸汽型溴化锂吸收式制冷机，也可以选用其他类型的制冷机。本专利技术中，所述的发电装置优选有机朗肯循环发电装置，也可以选用其他类型的发电装置。本专利技术中，所述储热罐的蓄热材料为HITEC熔盐，HITEC熔盐为硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸的混合物，配比为：7％NaNO3±53％KNO3±49％NaNO2，利用HITEC熔盐的相变潜热进行蓄热。储热罐蓄热材料为HITEC熔盐，熔点约为142℃。从线性菲涅尔跟踪聚焦集热器出来的液态承压的中温热水进入储热罐中的盘管，将热量传给HITEC熔盐，然后仍以液态水的形式流出储热罐。储热罐放热时，温度较低的水流经储热罐内的盘管，吸收熔盐的热量后变成温度较高的水流出储热罐。本专利技术中，所述汽包内还设置有电加热器，需要时给进入汽包的水加热，使水汽化。本专利技术中，所述冷却水箱与补水水箱之间还增设一路并联回水管路。本专利技术系统的集热器采用线性菲涅尔跟踪聚焦集热器，能将水加热到200℃，能够驱动双效吸收式制冷机，并能驱动有机朗肯循环发电设备发电。能实现制冷和发电两个基本功能，同时储热罐具有能量存储和放热利用的功能，熔盐相变储热技术因其储热密度大的特点，应用在太阳能集热系统中能增加系统的可靠性和稳定性，并提高能源利用率。该系统中，集热器吸收太阳能的热量后，加热水至饱和状态，进入汽包变成蒸汽，然后蒸汽驱动有机朗肯循环发电装置发电，或驱动蒸汽型溴化锂吸收式制冷机制冷。集热器出来水的热量不够时，可启动电加热器作为辅助热源。当集热器收集热量富余，或不进行制冷和发电时，可将多余的热量存储在储热罐中，以备集热器集热量不足时使用。本专利技术使用了中温线性菲涅尔跟踪聚焦集热器，最大限度地采集太阳能，能实现发电和制冷两个基本功能。同时加入了电加热和蓄热装置，增加了系统的可靠性，并提高能量利用率。本专利技术太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统可以采用如下多种运行模式：运行模式一：当太阳辐射强度足够时，线性菲涅尔跟踪聚焦集热器运行产生的热水进入汽包，气化成蒸汽进入蒸汽型溴化锂吸收式制冷机或有机朗肯循环发电装置进行制冷或发电，此时冷却塔启用。从蒸汽型溴化锂吸收式制冷机或有机朗肯循环发电装置出来的水经过冷却水箱冷却，再经循环水泵加压进入线性菲涅尔跟踪聚焦集热器吸收聚焦后的太阳热量，完成循环。运行模式二：当线性菲涅尔跟踪聚焦集热器运行产生的热水热量富余，部分热水流经储热罐进行蓄热，然后进入线性菲涅尔跟踪聚焦集热器完成循环。运行模式三：当太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统的不需要制冷或发电时，从线性菲涅尔跟踪聚焦集热器出来的全部热水流经储热罐进行蓄热，然后进入线性菲涅尔跟踪聚焦集热器完成循环。运行模式四：当太阳辐射强度不够、线性菲涅尔跟踪聚焦集热器产生热水的热量不足时，启用电加热器，给从集热器出来的水再次加热，至满足热量需求。运行模式五：当太阳辐射强度不够、线性菲涅尔跟踪聚焦集热器产生热水的热量不足时，启用储热罐，给从集热器出来的水再次加热，至满足热量需求。运行模式六：当太阳辐照条件不好，或在阴雨天、夜间时，线性菲涅尔跟踪聚焦集热器无法运行，可以启用储热罐，给管路回水加热，驱动蒸汽型溴化锂吸收式制冷机或有机朗肯循环发电装置。在本专利技术中，蒸汽型溴化锂吸收式制冷机和有机朗肯循环发电装置不同时工作；储热罐和电加热器不同时工作。与现有技术相比，本专利技术具本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统，其特征在于：所述系统包括集热器(1)、储热罐(2)、汽包(3)、制冷机(5)、发电装置(7)、冷却塔(6)、冷却水箱(8)、补水水箱(9)、集水缸Ⅰ(11)和集水缸Ⅱ(10)，所述集热器(1)用于吸收太阳能的热量，集热器(1)的出口与汽包(3)的进口通过高压热水管路(101)相连通，汽包(3)的出口连接有蒸汽主管路(102)，所述的蒸汽主管路(102)在尾端分成并联的两条管路，一条管路为制冷机蒸汽进气管(103)，与制冷机(5)的蒸汽进口相连通，另一条管路为发电装置蒸汽进气管(104)，与发电装置(7)的蒸汽进口相连通，所述的制冷机还分别连接有冷冻水回水管路(105)、冷冻水供水管路(106)、塔底支管路Ⅰ(107)、塔顶支管路Ⅰ(108)和制冷机蒸汽出气管(109)，所述的发电装置(7)还分别连接有塔底支管路Ⅱ(110)、塔顶支管路Ⅱ(111)和发电装置蒸汽出气管(112)，所述的发电装置(7)还与发电机(36)相连接，通过蒸汽做功驱动发电机发电，所述的制冷机蒸汽出气管(109)和发电装置蒸汽出气管(112)相交汇，交汇后与冷却水箱(8)的进水管路(117)相连通，所述冷却塔(6)具有塔顶主管路(115)和塔底主管路(116)，所述的塔底支管路Ⅰ(107)和塔底支管路Ⅱ(110)相交汇，交汇后与所述的塔底主管路(116)相连通，所述的塔顶支管路Ⅰ(108)和塔顶支管路Ⅱ(111)相交汇，交汇后与所述的塔顶主管路(115)相连通，冷却塔(6)塔底还连接有自来水补水管路(114)，所述冷却水箱(8)的出水口通过连接管路(118)与集热器(1)的进口相连通，所述的集水缸Ⅰ(11)和集水缸Ⅱ(10)沿着自集热器(1)向冷却水箱(8)的方向设置在所述连接管路(118)上，所述冷却水箱(8)还具有旁支管路(119)，与所述补水水箱(9)的进水口相连通，补水水箱(9)的出水口通过补水管路(120)与所述的连接管路(118)相连接，连接点位于集水缸Ⅱ(10)与冷却水箱(8)之间的管段，所述汽包(3)还旁支一路与所述集水缸Ⅱ(10)相连接的汽包支管路(113)，所述集水缸Ⅰ(10)还旁支一路回水管路(122)，所述回水管路(122)与集热器(1)的高压热水管路(101)相连接，所述储热罐(2)的两端分别连接有储热进水管路(124)和储热出水管路(123)，储热进水管路(124)与集热器(1)的高压热水管路(101)相交汇，储热出水管路(123)与回水管路(122)相交汇，所述储热进水管路(124)、连接管路(118)、旁支管路(119)和塔底主管路(116)上均设置有循环水泵，所有管路上均设置有阀，以控制管路的切断和连通，该系统通过集热器(1)和汽包(3)产生蒸汽，然后通过蒸汽驱动发电装置(7)发电，或者驱动制冷机(5)制冷。...

【技术特征摘要】
1.太阳能跟踪聚焦发电及制冷系统，其特征在于：所述系统包括集热器(1)、
储热罐(2)、汽包(3)、制冷机(5)、发电装置(7)、冷却塔(6)、冷却水箱(8)、
补水水箱(9)、集水缸Ⅰ(11)和集水缸Ⅱ(10)，所述集热器(1)用于吸收太
阳能的热量，集热器(1)的出口与汽包(3)的进口通过高压热水管路(101)相
连通，汽包(3)的出口连接有蒸汽主管路(102)，所述的蒸汽主管路(102)在
尾端分成并联的两条管路，一条管路为制冷机蒸汽进气管(103)，与制冷机(5)
的蒸汽进口相连通，另一条管路为发电装置蒸汽进气管(104)，与发电装置(7)
的蒸汽进口相连通，所述的制冷机还分别连接有冷冻水回水管路(105)、冷冻水
供水管路(106)、塔底支管路Ⅰ(107)、塔顶支管路Ⅰ(108)和制冷机蒸汽出气
管(109)，所述的发电装置(7)还分别连接有塔底支管路Ⅱ(110)、塔顶支管路
Ⅱ(111)和发电装置蒸汽出气管(112)，所述的发电装置(7)还与发电机(36)
相连接，通过蒸汽做功驱动发电机发电，所述的制冷机蒸汽出气管(109)和发电
装置蒸汽出气管(112)相交汇，交汇后与冷却水箱(8)的进水管路(117)相连
通，所述冷却塔(6)具有塔顶主管路(115)和塔底主管路(116)，所述的塔底支
管路Ⅰ(107)和塔底支管路Ⅱ(110)相交汇，交汇后与所述的塔底主管路(116)
相连通，所述的塔顶支管路Ⅰ(108)和塔顶支管路Ⅱ(111)相交汇，交汇后与所
述的塔顶主管路(115)相连通，冷却塔(6)塔底还连接有自来水补水管路(114)，
所述冷却水箱(8)的出水口通过连接管路(118)与集热器(1)的进口相连通，
所述的集水缸Ⅰ(11)和集水缸Ⅱ(10)沿着自集热器(1)向冷却水箱(8)的
方向设置在所述连接管路(118)上，所述冷却水箱(8)还具有旁支管路(119)，
与所述补水水箱(9)的进水口相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋景慧，代彦军，温智勇，马继帅，徐齐胜，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：广东;44