[实用新型]超导RT有机郎肯循环太阳能综合发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体讲是一种高效环保节能的超导RT有机郎肯循环太阳能综合发电系统

背景技术

有机郎肯循环太阳能发电是利用低品位地太阳能辐射热为动力源发出高品位电能的新型发电技术。

随着化石能源的紧缺、环境压力的加大，人们对于清洁可再生绿色能源越来越重视，太阳能发电是利用清结可再生绿色能源发电的最理想形式。但太阳能发电在我国热利用技术发展中处于严重失衡状态，我国太阳能相当丰富，单位面积年辐照量高于5016MJ/m²，而国内低温发电热利用的关键技术却甚缺，特别是低温发电有机郎肯循环技术，国外向我国严格保密，致使我国低温发电30多年来徘徊不前，至今也无ORC装置的专业设计和制造单位。美国联合技术公司(UTC)掌握全球中低温利用的先进技术，与我国的某油田进行技术合作，但技术上最终还必须依赖美国人，甚至连掉棵螺丝钉都得打电话让美国方面来人解决，一年要价30万美金。

发明内容

本发明是为打破国外技术封锁，采用有机朗肯循环(ORC)原理，以高效安全低沸点TR液体为工质，设计成的一种超导RT有机郎肯循环太阳能综合发电系统，它用新研制的与环境友好的低沸点有机物TR工质在流动系统中从超导太阳能集热器中获得热量，产生有机工质蒸汽，进入透平膨胀机推动汽轮机旋转，带动发电机发电，透平膨胀机排出的热TR工质蒸汽经热聚变发电器再进行二次发电，其方案如下：

一种超导RT有机郎肯循环太阳能综合发电系统，由集热蒸发器、透平膨胀机、发电机、冷凝器、回热器、储液罐、工质加压泵、热泵、冷水泵、循环工质管、热聚变发电器、超导太阳能集热器、冷却塔及各种管道构成，其特征是集热蒸发器由过热气热交换器和过工质热交换器组成，过气热交换器通过输热管道、热泵与超导太阳能集热器连接，超导太阳能集热器中的工质蒸汽经输热管道进入集热蒸发器的过气热交换器，将太阳辐射热能传导给过工质热交换器，使流经过工质热交换器中的TR液体工质迅速蒸发为工质蒸汽。过工质热交换器的出口通过循环工质管道与透平膨胀机连接，工质蒸汽由循环工质管道进入透平膨胀机内做功，带动发电机发电。透平膨胀机排出的热TR工质蒸汽经热聚变发电器再进行二次发电，热聚变发电器通过循环工质管道与回热器的入口连通，回热器的出口通过循环工质管道与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出液口与储液罐进口连通，储液罐的出口通过工质加压泵与回热器的进液口连通，回热器的出液口与集热蒸发器的过工质热交换器的进口连通。由透平膨胀机膨胀后的排气进入热聚变发电器、再进入回热器、再进入冷凝器凝结成液体进入储液罐，再被工质加压泵加压进入回热器预热后又进入集热蒸发器的过工质热交换器，汲取过气热交换器传导来的太阳辐射热能继续蒸发，完成一个回路循环，周而复始，发电机和热聚变发电器连续发电。

整个工质循环回路为密闭状态，TR液体工质装在整个工质循环回路中进行气液变化。

所述的装在整个工质循环回路的TR液体介质是新研制的高效安全低沸点无CFCs的有机液体工质，外观无色透明，易流动，极易挥发，冰点-150℃，临界温度260℃，临界压力460Kpa，其换热能力强，对于传热温差小、换热面积大的低温地热发电有机郎肯循环回路而言，是一关键物质。

所述的冷凝器由两组热交换器组成，一组为过气热交换器，一组为过液热交换器，在冷凝器中冷却介质为冷却水或者空气，冷却介质经过过液热交换器可以将透平排气流经热聚变发电器的热量带走送入冷却塔进行冷却待用；为了提高冷凝器的工作效率冷凝器中装有超导散热装置。采用冷却水冷却的特点是水温低，在冷凝器中换热系数高，可使动力循环在比较低的凝结温度下运行，同时冷凝器的传热面积也可做小。在有河流的地方还可利用河水进行工质气体冷却凝结。

所述的回热器由两组热交换器组成，一组为过气热交换器，一组为过液热交换器，在回热器中透平排气将从工质加压泵来的液态工质加热后进入集热蒸发器，这样可以降低集热蒸发器的加热负荷和冷凝器的冷却负荷，提高系统的热效率。

所述的储液罐上安装有超导散热装置，可以将储液罐中TR液体工质的热量散发，降低集热蒸发器的加热负荷和冷凝器的冷却负荷，提高系统的热效率。

所述的透平膨胀机也可以是螺杆膨胀机，或者向心透平机，或者滚动转子膨胀机，或者涡旋式膨胀机。