太陽能與燃料互補發電系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能與燃料互補發電系統，包括燃料發電系統和太陽能低溫蒸汽生產系統，燃料發電系統包括燃料蒸汽鍋爐、氣輪發電機、凝汽器和水處理器，太陽能低溫蒸汽生產系統包括加熱集熱器和蒸汽發生器；加熱集熱器為太陽能低溫集熱器，加熱集熱器與蒸汽發生器連接，蒸汽發生器的出汽口連接蒸汽泵的進汽端，蒸汽泵的出汽端通過止回閥連接到燃料蒸汽鍋爐；燃料蒸汽鍋爐連接氣輪發電機，氣輪發電機連接凝汽器；水處理器與燃料蒸汽鍋爐連接。利用低溫集熱器提供熱源，使水在蒸汽發生器中汽化成為含有大量汽化潛熱的低溫蒸汽，進入燃料蒸汽鍋爐，再加熱成為過熱蒸汽用于發電。可節省約2/3的燃料，既有巨大的經濟效益又有顯著的社會效益。
【專利說明】太陽能與燃料互補發電系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能應用領域，尤其涉及一種利用太陽能低溫集熱器獲取熱能與燃料互補構成的發電系統。
【背景技術】
[0002]現有的燃料發電系統主要有燃煤發電、燃油發電和燃氣發電等，燃料發電系統是用燃料加熱蒸汽鍋爐中的水，使水變成蒸汽再進一步加熱成為過熱蒸汽，過熱蒸汽推動汽輪發電機發電。燃料在燃燒過程中要排放大量的顆粒物和有毒有害氣體，對環境污染太大，影響人們身體健康；大量的碳排放，引起氣候變化，造成嚴重自然災害。
[0003]為改變或減輕這種現狀，人們試圖用各種新能源與燃料互補發電，太陽能是巨大而永恒的清潔能源，已有用槽式等中高溫太陽能集熱器與燃料電廠，尤其燃煤火電廠結合互補的方案，例如，中國科學院工程熱物理研究所申請的申請號為201010520248.2的“注蒸汽式的太陽能與火電站互補發電系統”的專利，提出了利用太陽能產生過熱蒸汽注入蒸汽輪機高壓缸或中壓缸膨脹做功，降低單位發電煤耗，實現了太陽能與火電的互補，實現了火電站的擴容降耗，解決太陽能不穩定不連續的問題；華北電力大學所申請的申請號為200810104285.8的“太陽能輔助燃煤火電廠一體化回熱裝置”的專利申請，提出了利用太陽能加熱回熱系統中給水加熱器的疏水，變為蒸汽后返回給水加熱器放熱，解決太陽能熱發電方式直接取決于天象、啟停頻繁并且不穩定等問題；這些方案都使電廠節省燃料，減少了污染排放。但是，它們都需用反射鏡聚焦，而反射鏡造價高，又只能利用太陽的直射光，太陽能利用效率低，經濟效益較差而未能大規模推廣應用；因此，還需找到更加科學有效的互補方式。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種太陽能與燃料互補發電系統，利用廉價的太陽能為發電廠節省大部分燃料，以降低發電廠的發電成本和減少發電廠的污染排放，增加可再生能源在一次能源應用中的比例。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的太陽能與燃料互補發電系統，包括燃料發電系統和太陽能低溫蒸汽生產系統，所述燃料發電系統包括燃料蒸汽鍋爐、氣輪發電機、凝汽器和水處理器，所述太陽能低溫蒸汽生產系統包括加熱集熱器和蒸汽發生器；所述加熱集熱器為太陽能低溫集熱器，所述加熱集熱器與所述蒸汽發生器連接，所述蒸汽發生器的出汽口連接蒸汽泵的進汽端，蒸汽泵的出汽端通過止回閥連接到所述燃料蒸汽鍋爐；所述燃料蒸汽鍋爐連接氣輪發電機，所述氣輪發電機連接所述凝汽器；所述凝汽器通過循環水泵與所述蒸汽發生器連接，所述循環水泵的進水端設置有電動閥，出水端設置有止回閥，所述凝汽器還與所述燃料蒸汽鍋爐連接，所述水處理器通過供水泵與所述蒸汽發生器連接，所述水處理器還與所述燃料蒸汽鍋爐連接，所述蒸汽發生器上設置有第一水位控制器，所述供水泵在所述第一水位控制器的控制下為所述蒸汽發生器補水。
[0006]進一步的，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括儲熱箱和換熱回路，所述儲熱箱設置在所述加熱集熱器和蒸汽發生器之間，所述儲熱箱與所述加熱集熱器通過導熱介質構成第一循環回路，所述儲熱箱通過所述換熱回路與所述蒸汽發生器連接。
[0007]進一步的，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括熱泵，所述熱泵設置在所述儲熱箱與所述蒸汽發生器之間，所述熱泵包括冷凝器、節流器、壓縮機和蒸發器，所述蒸發器的一端串接壓縮機后連接到冷凝器的一端，所述冷凝器的另一端串接節流器后連接到所述蒸發器的另一端，所述熱泵與換熱回路共同作用為所述蒸汽發生器提供熱能。
[0008]進一步的，所述換熱回路包括第一循環泵和換熱器；所述換熱器和熱泵的冷凝器設置在蒸汽發生器內，所述熱泵的蒸發器設置在儲熱箱內；所述儲熱箱經所述第一循環泵連接到設置在所述蒸汽發生器內的換熱器的一端，所述接換熱器的另一端回到儲熱箱；所述第一循環泵與熱泵的壓縮機的電源線均連接到電源控制器。
[0009]進一步的，所述換熱回路包括熱管，所述熱管包括蒸發段和冷凝段，所述熱管的冷凝段和熱泵的冷凝器設置在蒸汽發生器內，所述熱管的蒸發段和熱泵的蒸發器設置在儲熱箱內。
[0010]進一步的，所述換熱回路包括熱管、第二循環泵和換熱箱，所述熱管的冷凝段設置在蒸汽發生器內，所述熱管的蒸發段和熱泵的冷凝器設置在換熱箱內，所述熱泵的蒸發器設置在儲熱箱內，所述換熱箱與所述儲熱箱之間通過導熱介質構成第二循環回路，所述第二循環泵串接在所述第二循環回路的上回路中，所述第二循環泵與所述熱泵的壓縮機的電源均連接到電源控制器。
[0011]進一步的，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括預熱集熱器，所述預熱集熱器為太陽能低溫集熱器，所述預熱集熱器用于預熱所述蒸汽發生器的給水。
[0012]進一步的，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括熱水泵和水箱，所述凝汽器通過循環水泵與所述水箱連接，所述水處理器通過供水泵與所述水箱連接，所述預熱集熱器與所述水箱通過導熱介質構成第三循環回路，所述水箱通過熱水泵)與所述蒸汽發生器連接，所述水箱上設置有第二水位控制器。
[0013]進一步的，所述換熱箱與所述儲熱箱構成的第二循環回路的導熱介質為空氣，所述第二循環泵為氣泵。
[0014]進一步的，所述蒸汽發生器的設定溫度彡100°C。
[0015]本發明的有益效果是:利用廉價高效的低溫集熱器提供熱源，使水在蒸汽發生器中汽化成為含有大量汽化潛熱的低溫蒸汽后，進入燃料蒸汽鍋爐，再加熱成為過熱蒸汽用于發電。每一克水成為過熱蒸汽需約800多卡的熱量，水的汽化潛熱為每克540卡，太陽能給每克水蒸汽提供了 600多卡的熱能，約占蒸汽能耗的2/3，太陽能提供的熱能為燃料提供的熱能的兩倍，有效節省用煤；利用太陽能低溫集熱器與燃料蒸汽鍋爐互補的發電系統，可節省約2/3的燃料，而用太陽能低溫集熱器獲取熱能的成本只有燒煤的1/3，這既大大降低了企業的生產成本，又減少了污染排放，產生了雙重效果，既有巨大的經濟效益又有顯著的社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的第一種實施方式的結構示意圖；
[0017]圖2是本發明的第二種實施方式的結構示意圖；
[0018]圖3是本發明的換熱回路的第二種實施方式的示意圖；
[0019]圖4是本發明的換熱回路的第三種實施方式的示意圖；
[0020]圖中所示:加熱集熱器1、儲熱箱2、第一循環泵3、換熱器4、冷凝器5、蒸汽發生器
6、電源控制器7、節流器8、壓縮機9、蒸發器10、蒸汽泵11、止回閥12、燃料蒸汽鍋爐13、氣輪發電機14、凝汽器15、循環水泵16、供水泵17、水處理器18、預熱集熱器19、熱水泵20、水箱21、第一水位控制器22、熱管23、第二循環泵24、換熱箱25，第二水位控制器26。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0022]圖1和圖2中虛線的左邊部分為現有的燃料發電系統，右邊部分為與燃料發電系統互補的太陽能低溫蒸汽生產系統。燃料發電系統主要為燃煤發電、燃油發電或燃氣發電系統。
[0023]如圖1所示，太陽能與燃料互補發電系統，包括燃料發電系統和太陽能低溫蒸汽生產系統，所述燃料發電系統包括燃料蒸汽鍋爐13、氣輪發電機14、凝汽器15和水處理器18，所述太陽能低溫蒸汽生產系統包括加熱集熱器I和蒸汽發生器6 ;所述加熱集熱器I為太陽能低溫集熱器，所述加熱集熱器I與所述蒸汽發生器6連接，所述蒸汽發生器6的出汽口連接蒸汽泵11的進汽端，蒸汽泵11的出汽端通過止回閥12連接到所述燃料蒸汽鍋爐13 ;所述燃料蒸汽鍋爐13連接氣輪發電機14，所述氣輪發電機14連接所述凝汽器15 ;所述凝汽器15通過循環水泵16與所述蒸汽發生器6連接，所述循環水泵16的進水端設置有電動閥，出水端設置有止回閥，所述凝汽器15還與所述燃料蒸汽鍋爐13連接，所述水處理器18通過供水泵17與所述蒸汽發生器6連接，所述水處理器18還與所述燃料蒸汽鍋爐13連接，所述蒸汽發生器6上設置有第一水位控制器22，所述供水泵17在所述第一水位控制器22的控制下為所述蒸汽發生器6補水。
[0024]本發明的太陽能與燃料互補發電系統的工作原理:
[0025]加熱集熱器I為太陽能低溫集熱器，所述加熱集熱器I利用吸收的太陽能通過導熱介質為蒸汽發生器6提供熱能，使水在蒸汽發生器6里汽化成為含有大量汽化潛熱的低溫蒸汽，通過蒸汽泵11和止回閥12將低溫蒸汽注入燃料蒸汽鍋爐13，用燃料進一步加熱成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發電機14做功發電后變為乏汽，乏汽經凝汽器15冷凝后形成凝結水，一部分凝結水經循環水泵16送到蒸汽發生器6循環利用，其余部分凝結水被送到所述燃料蒸汽鍋爐13循環利用，水處理器18是電廠原有的設備，所述水處理器18的作用是將太陽能與燃料互補發電系統的給水進行過濾、凈化等處理，經水處理器18處理后的水一部分通過供水泵17在水位控制器22的控制下，向蒸汽發生器6補水，經水處理器18處理后的水還被輸送到燃料蒸汽鍋爐13為燃料蒸汽鍋爐13補水。利用廉價高效的加熱集熱器I吸收太能能提供熱源，使水在蒸汽發生器6中汽化成為含有大量汽化潛熱的低溫蒸汽后，進入燃料蒸汽鍋爐13，再加熱成為過熱蒸汽用于發電。每一克水成為過熱蒸汽需約800多卡的熱量，水的汽化潛熱為每克540卡，太陽能給每克水蒸汽提供了 600多卡的熱能，約占蒸汽能耗的2/3，太陽能提供的熱能為燃料提供的熱能的兩倍，有效節省用煤；利用太陽能低溫集熱器與燃料蒸汽鍋爐互補的發電系統，可節省約2/3的燃料，而用太陽能低溫集熱器獲取熱能的成本只有燒煤的1/3，這既大大降低了企業的生產成本，又減少了污染排放，產生了雙重效果，既有巨大的經濟效益又有顯著的社會效益。
[0026]如圖1所示，作為本發明的進一步改進，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括儲熱箱2和換熱回路，所述儲熱箱2設置在所述加熱集熱器I和蒸汽發生器6之間，所述儲熱箱2與所述加熱集熱器I通過導熱介質構成第一循環回路，該導熱介質可以為空氣，也可以為導熱油等，所述儲熱箱2通過所述換熱回路與所述蒸汽發生器6連接。加熱集熱器I連結儲熱箱2，加熱集熱器I與儲熱箱2之間通過導熱介質構成一個循環回路，該循環回路可以是自然循環，也可以加泵構成強制循環，儲熱箱2經換熱回路連接到蒸汽發生器6。加熱集熱器I利用吸收的太陽能加熱第一循環回路的導熱介質，第一循環回路的導熱介質將熱能傳遞給儲熱箱2并將熱能存儲在儲熱箱2內，儲熱箱2內的熱能通過換熱回路傳遞給蒸汽發生器6，使蒸汽發生器6內的水汽化成為含有大量汽化潛熱的低溫蒸汽。
[0027]如圖1所示，作為本發明的進一步改進，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括熱泵，所述熱泵設置在所述儲熱箱2與所述蒸汽發生器6之間，所述熱泵包括冷凝器5、節流器8、壓縮機9和蒸發器10，所述蒸發器10的一端串接壓縮機9后連接到冷凝器5的一端，所述冷凝器5的另一端串接節流器8后連接到所述蒸發器10的另一端，所述熱泵與換熱回路共同作用為所述蒸汽發生器6提供熱能。所述冷凝器5、節流器8、蒸發器10和壓縮機9串聯構成一個循環回路，當太陽照度強的時候，加熱集熱器I吸收的太陽能通過換熱回路為蒸汽發生器6供熱，當太陽能不足時，接通熱泵的壓縮機9的電源，通過熱泵為蒸汽發生器6供熱，保持蒸汽發生器6里面的溫度，維持蒸發量，這既充分利用太陽能，又能保證系統穩定運行。
[0028]如圖1所示，換熱回路的第一種實施方式:所述換熱回路包括第一循環泵3和換熱器4 ;所述換熱器4和熱泵的冷凝器5設置在蒸汽發生器6內，所述熱泵的蒸發器10設置在儲熱箱2內；所述儲熱箱2經所述第一循環泵3連接到設置在所述蒸汽發生器6內的換熱器4的一端，所述接換熱器4的另一端回到儲熱箱2 ;所述第一循環泵3與熱泵的壓縮機9的電源線均連接到電源控制器7。設置在儲熱箱2里面的蒸發器10的一端連接到壓縮機9，壓縮機9的另一端連接到設置在蒸汽發生器里面6的冷凝器5的一端，冷凝器5的另一端經節流器8回到蒸發器10的另一端；儲熱箱2經第一循環泵3連接到設置在蒸汽發生器6里面的換熱器4，換熱器4的另一端經管道回到儲熱箱2 ;第一循環泵3與熱泵壓縮機9的電源線均連接到電源控制器7 ;換熱回路與熱泵并聯為蒸汽發生器6提供熱能，當太陽照度強的時候，加熱集熱器I吸收的太陽能通過第一循環泵3為蒸汽發生器6供熱，當太陽能不足時，電源控制器7動作，切斷循環泵3的電源，接通壓縮機9的電源，通過熱泵為蒸汽發生器6供熱，保持蒸汽發生器6里面的溫度，維持蒸發量。
[0029]如圖3所示，換熱回路的第二種實施方式:所述換熱回路包括熱管23，所述熱管23包括蒸發段和冷凝段，所述熱管23的冷凝段和熱泵的冷凝器5設置在蒸汽發生器6內，所述熱管23的蒸發段和熱泵的蒸發器10設置在儲熱箱2內。采用熱管23將儲熱箱2連接到蒸汽發生器6，熱管23的蒸發段設置在儲熱箱2內，熱管23的冷凝段設置在蒸汽發生器6內；設置在儲熱箱2里面的蒸發器10的一端連接到壓縮機9，壓縮機9的另一端連接到設置在蒸汽發生器里面6的冷凝器5的一端，冷凝器5的另一端經節流器8回到蒸發器10的另一端；采用這種實施方式，可以簡述為熱泵與熱管23并聯，采用熱管23與熱泵并聯為蒸汽發生器6提供熱能，當太陽照度強的時候，加熱集熱器I吸收的太陽能通過熱管23為蒸汽發生器6供熱，當太陽能不足時，通過熱泵為蒸汽發生器6供熱，保持蒸汽發生器6里面的溫度，維持蒸發量。采用熱管換熱，其傳熱效果更好，且不耗電。
[0030]如圖4所示，換熱回路的第三種實施方式:所述換熱回路包括熱管23、第二循環泵24和換熱箱25，所述熱管23的冷凝段設置在蒸汽發生器6內，所述熱管23的蒸發段和熱泵的冷凝器5設置在換熱箱25內，所述熱泵的蒸發器10設置在儲熱箱2內，所述換熱箱25與所述儲熱箱2之間通過導熱介質構成第二循環回路，該導熱介質可以為空氣，也可以為導熱油等，所述第二循環泵24串接在所述第二循環回路的上回路中，所述第二循環泵24與所述熱泵的壓縮機9的電源均連接到電源控制器7。采用這種實施方式，可以簡述為熱泵與熱管23串聯為蒸汽發生器6供熱，即熱泵與熱管23之間設置一個換熱箱25，熱泵的冷凝器5和熱管的蒸發端設置均在換熱箱25內，熱泵與熱管23在換熱箱25內進行熱量交換；換熱箱25與儲熱箱2之間設置一個循環回路，在該循環回路的上回路中串接第二循環泵24，第二循環泵24與壓縮機9的電源均連接到電源控制器7。所述“上回路”是指導熱介質從儲熱箱2向換熱箱25輸送的那一段。當太陽照度強時，即換熱箱25里的導熱介質的溫度高于設定溫度時，電源控制器7切斷熱泵壓縮機9的電源，接通第二循環泵24的電源，導熱介質的熱能經熱管23傳遞給蒸汽發生器6;反之，當太陽照度弱時，即換熱箱25里面的導熱介質的溫度低于設定溫度時，換熱箱25里的導熱介質溫度偏低，電源控制器7切斷第二循環泵24的電源，接通壓縮機9的電源，利用熱泵提升換熱箱25里面的導熱介質的溫度，使換熱箱25里面的導熱介質的溫度始終保持設定值，使系統工作穩定，不隨太陽照度的變化而變化，并使弱時段的太陽能充分得到利用。作為優選的實施方式，所述換熱箱25與所述儲熱箱2構成的第二循環回路的導熱介質為空氣，所述第二循環泵24為氣泵。所述換熱箱25與儲熱箱2之間的導熱介質為空氣，用空氣作導熱介質，能降低安裝成本，同時，氣液換熱，能使熱管23的換熱效率更高。
[0031]如圖2所示，作為本發明的進一步改進，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括預熱集熱器19，所述預熱集熱器19為太陽能低溫集熱器，所述預熱集熱器19用于預熱所述蒸汽發生器6的給水。通過預熱集熱器19先給蒸汽發生器6的給水預熱。
[0032]如圖2所示，作為本發明的進一步改進，所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括熱水泵20和水箱21，所述凝汽器15通過循環水泵16與所述水箱21連接，所述水處理器18通過供水泵17與所述水箱21連接，所述預熱集熱器19與所述水箱21通過導熱介質構成第三循環回路，該導熱介質可以為空氣，也可以為導熱油等，所述水箱21通過熱水泵20與所述蒸汽發生器6連接，所述水箱21上設置有第二水位控制器26。預熱集熱器19連結水箱21，預熱集熱器19與水箱21之間通過導熱介質構成第三循環回路，此第三循環回路可以是自然循環，也可以加泵構成強制循環，水箱21經熱水泵20連接到蒸汽發生器6，預熱集熱器19通過導熱介質把水箱21中的冷水預熱后，通過熱水泵20為蒸汽發生器6提供熱水；作為優選的實施方式，熱水在換熱器4上可以為淋浴式，以便于充分換熱；加熱集熱器I利用吸收的太陽能為蒸汽發生器6提供熱能，使蒸汽發生器6里熱水汽化成為含有大量汽化潛熱的低溫蒸汽，通過蒸汽泵11和止回閥12將低溫蒸汽注入燃料蒸汽鍋爐13，用燃料進一步加熱成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發電機14做功發電后變為乏汽，乏汽經凝汽器15冷凝后形成凝結水，一部分凝結水經循環水泵16送到水箱21內循環利用，其余部分凝結水被送到所述燃料蒸汽鍋爐13循環利用，水處理器18是電廠原有的設備，所述水處理器18的作用是將太陽能與燃料互補發電系統的給水進行過濾、凈化等處理，經水處理器18處理后的水一部分通過供水泵17在第二水位控制器26的控制下，向水箱21補水，經水處理器18處理后的水還被輸送到燃料蒸汽鍋爐13為燃料蒸汽鍋爐13補水。
[0033]若把蒸汽發生器6的溫度設定為低于100°C，蒸汽發生器6內的水也可以被汽化，但此時，水是在負壓狀態下汽化，蒸汽泵11既要抽取也要加壓就會多耗電，且溫度越低越耗電，蒸汽發生器6的設定溫度適當低一點，如90°C以上也可以。作為優選的實施方式，所述蒸汽發生器6的設定溫度彡100°C;把蒸汽發生器6的溫度設定為彡100C，是為了使水在常壓狀態下汽化，這樣，蒸汽泵11就只需加壓而不用抽取，從而減少耗電。
[0034]上面各實施方式中的預熱集熱器19和加熱集熱器I均為太陽能低溫集熱器，太陽能低溫集熱器包括平板集熱器和真空管集熱器；平板集熱器包括金屬板芯平板集熱器、全玻璃真空平板集熱器、黑瓷太陽能平板集熱器等；真空管集熱器包括全玻璃真空管集熱器、真空管銅管集熱器和真空管熱管集熱器。
[0035]實施例
[0036]以燃煤電廠為例，在電廠附近，安裝太陽能低溫集熱器，例如，真空管集熱器或者平板集熱器，太陽能低溫集熱器以平方米作為單位，燃煤電廠的發電量以千瓦作為單位，太陽能低溫集熱器的平方米數約為燃煤電廠的千瓦數的1.2倍，預熱集熱器19與加熱集熱器I的平方米數之比為1:5。
[0037]如圖2和圖4所示，其中，換熱回路如圖4所示，太陽能與燃料互補發電系統，包括燃料發電系統和太陽能低溫蒸汽生產系統，所述燃料發電系統包括燃料蒸汽鍋爐13、氣輪發電機14、凝汽器15和水處理器18，所述太陽能低溫蒸汽生產系統包括加熱集熱器1、儲熱箱2、第一循環泵3、換熱器4、冷凝器5、蒸汽發生器6、電源控制器7、節流器8、壓縮機9、蒸發器10、蒸汽泵11、止回閥12、循環水泵16、供水泵17、預熱集熱器19、熱水泵20、水箱21、水位控制器22、熱管23、第二循環泵24、換熱箱25 ;所述熱泵包括冷凝器5、節流器8、蒸發器10和壓縮機9，它們串聯構成一個循環回路，即所述蒸發器10的一端串接壓縮機9后連接到冷凝器5的一端，所述冷凝器5的另一端串接節流器8后連接到所述蒸發器10的另一端；所述加熱集熱器I和蒸汽發生器6之間依次設置有儲熱箱2、換熱箱25，即所述儲熱箱2設置在所述加熱集熱器I和換熱箱25之間，所述換熱箱25設置在所述儲熱箱2和蒸汽發生器6之間；所述儲熱箱2與所述加熱集熱器I通過導熱介質構成第一循環回路，該導熱介質可以為空氣，也可以為導熱油等；如圖4所示，采用熱泵與熱管23串聯的方式為蒸汽發生器6供熱，所述熱管23的冷凝段設置在蒸汽發生器6內，所述熱管23的蒸發段和熱泵的冷凝器5設置在換熱箱25內，所述熱泵的蒸發器10設置在儲熱箱2內，所述換熱箱25與所述儲熱箱2之間通過導熱介質構成第二循環回路，該導熱介質可以為空氣，也可以為導熱油等，所述第二循環泵24串接在所述第二循環回路的上回路中，所述第二循環泵24與所述熱泵的壓縮機9的電源均連接到電源控制器7 ;所述預熱集熱器19與所述水箱21通過導熱介質構成第三循環回路，該導熱介質可以為空氣，也可以為導熱油等，所述水箱21通過熱水泵20與所述蒸汽發生器6連接，所述水箱21上設置有第二水位控制器26 ;所述蒸汽發生器6上設置有第一水位控制器22，所述蒸汽發生器6的出汽口連接蒸汽泵11的進汽端，蒸汽泵11的出汽端通過止回閥12連接到所述燃料蒸汽鍋爐13 ;所述燃料蒸汽鍋爐13連接氣輪發電機14，所述氣輪發電機14連接所述凝汽器15 ;所述凝汽器15通過循環水泵16與通過循環水泵16與所述水箱21連接，所述循環水泵16的進水端設置有電動閥，出水端設置有止回閥，所述凝汽器15還與所述燃料蒸汽鍋爐13連接，所述水處理器18通過供水泵17與所述水箱21連接，所述水處理器18還與所述燃料蒸汽鍋爐13連接，所述供水泵17在所述第二水位控制器26的控制下為水箱21補水。
【權利要求】
1.太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:包括燃料發電系統和太陽能低溫蒸汽生產系統，所述燃料發電系統包括燃料蒸汽鍋爐(13)、氣輪發電機(14)、凝汽器(15)和水處理器(18)，所述太陽能低溫蒸汽生產系統包括加熱集熱器(I)和蒸汽發生器￠);所述加熱集熱器(I)為太陽能低溫集熱器，所述加熱集熱器(I)與所述蒸汽發生器(6)連接，所述蒸汽發生器￠)的出汽口連接蒸汽泵(11)的進汽端，蒸汽泵(11)的出汽端通過止回閥(12)連接到所述燃料蒸汽鍋爐(13);所述燃料蒸汽鍋爐(13)連接氣輪發電機(14)，所述氣輪發電機(14)連接所述凝汽器(15);所述凝汽器(15)通過循環水泵(16)與所述蒸汽發生器(6)連接，所述循環水泵(16)的進水端設置有電動閥，出水端設置有止回閥，所述凝汽器(15)還與所述燃料蒸汽鍋爐(13)連接，所述水處理器(18)通過供水泵(17)與所述蒸汽發生器(6)連接，所述水處理器(18)還與所述燃料蒸汽鍋爐(13)連接，所述蒸汽發生器(6)上設置有第一水位控制器(22)，所述供水泵(17)在所述第一水位控制器(22)的控制下為所述蒸汽發生器(6)補水。
2.如權利要求1所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括儲熱箱(2)和換熱回路，所述儲熱箱(2)設置在所述加熱集熱器(I)和蒸汽發生器(6)之間，所述儲熱箱(2)與所述加熱集熱器(I)通過導熱介質構成第一循環回路，所述儲熱箱(2)通過所述換熱回路與所述蒸汽發生器(6)連接。
3.如權利要求2所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括熱泵，所述熱泵設置在所述儲熱箱(2)與所述蒸汽發生器(6)之間，所述熱泵包括冷凝器(5)、節流器(8)、壓縮機(9)和蒸發器(10)，所述蒸發器(10)的一端串接壓縮機(9)后連接到冷凝器(5)的一端，所述冷凝器(5)的另一端串接節流器(8)后連接到所述蒸發器(10)的另一端，所述熱泵與換熱回路共同作用為所述蒸汽發生器(6)提供熱倉泛。
4.如權利要求3所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述換熱回路包括第一循環泵(3)和換熱器(4);所述換熱器(4)和熱泵的冷凝器(5)設置在蒸汽發生器(6)內，所述熱泵的蒸發器(10)設置在儲熱箱(2)內；所述儲熱箱(2)經所述第一循環泵(3)連接到設置在所述蒸汽發生器出)內的換熱器(4)的一端，所述接換熱器(4)的另一端回到儲熱箱(2);所述第一循環泵(3)與熱泵的壓縮機(9)的電源線均連接到電源控制器(7)。
5.如權利要求3所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述換熱回路包括熱管(23)，所述熱管(23)包括蒸發段和冷凝段，所述熱管(23)的冷凝段和熱泵的冷凝器(5)設置在蒸汽發生器￠)內，所述熱管(23)的蒸發段和熱泵的蒸發器(10)設置在儲熱箱(2)內。
6.如權利要求3所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述換熱回路包括熱管(23)、第二循環泵(24)和換熱箱(25)，所述熱管(23)的冷凝段設置在蒸汽發生器(6)內，所述熱管(23)的蒸發段和熱泵的冷凝器(5)設置在換熱箱(25)內，所述熱泵的蒸發器(10)設置在儲熱箱(2)內，所述換熱箱(25)與所述儲熱箱(2)之間通過導熱介質構成第二循環回路，所述第二循環泵(24)串接在所述第二循環回路的上回路中，所述第二循環泵(24)與所述熱泵的壓縮機(9)的電源均連接到電源控制器(7)。
7.如權利要求1至6中任一項權利要求所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括預熱集熱器(19)，所述預熱集熱器(19)為太陽能低溫集熱器，所述預熱集熱器(19)用于預熱所述蒸汽發生器￠)的給水。
8.如權利要求7所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述太陽能低溫蒸汽生產系統還包括熱水泵(20)和水箱(21)，所述凝汽器(15)通過循環水泵(16)與所述水箱(21)連接，所述水處理器(18)通過供水泵(17)與所述水箱(21)連接，所述預熱集熱器(19)與所述水箱(21)通過導熱介質構成第三循環回路，所述水箱(21)通過熱水泵(20))與所述蒸汽發生器(6)連接，所述水箱(21)上設置有第二水位控制器(26)。
9.如權利要求6所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述換熱箱(25)與所述儲熱箱(2)構成的第二循環回路的導熱介質為空氣，所述第二循環泵(24)為氣泵。
10.如權利要求1至9中任一項權利要求所述的太陽能與燃料互補發電系統，其特征在于:所述蒸汽發生器(6)的設定溫度彡100°C。
【文檔編號】F03G6/06GK104373310SQ201410749471
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】黃雙華, 余華陽, 劉黔蜀, 張樹立, 吳恩輝, 徐眾 申請人:攀枝花學院