[发明专利]一种采用导热油传热的储能式太阳能蒸汽锅炉及其制备蒸汽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术，特别是一种采用导热油传热的储能式太阳能蒸汽锅炉及其制备蒸汽的方法。

背景技术

蒸汽在生活及工业生产中用途非常广泛。目前蒸汽锅炉一般采用天然气、燃油，电加热来提供热量，但是燃料成本太高，并且产生环境污染。太阳能锅炉成为工业蒸汽制备的首选。但是目前的太阳能锅炉存在一些待解决的缺陷，例如只能白天工作，使得设备利用率降低。为解决这一问题，有些太阳能锅炉在夜间结合采用电加热的方式提高锅炉运行效率；另一方面，目前的太阳能锅炉产品对于环境要求较高，在有些环境下效率低导致运行成本高。但是尽管存在这些问题，但是由于其取之不尽的特点，如何高效开发利用太阳能，保证锅炉供热的持续性和经济性仍然值得人们去探索。

发明内容

本发明根据上述领域存在的空白和需求，本发明提供一种储能式太阳能蒸汽锅炉，能够在不同的环境下保证持续提供蒸汽，运行成本低，不容易造成管道堵塞，具体方案如下：

一种采用导热油传热的储能式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于：

包括由传热介质输送管道依次连接呈循环回路的以下几部分：供热装置，传热介质缓冲容器，储热装置和输出装置；

所述供热装置用于收集太阳能并加热传热介质；

所述传热介质输送管道用于向储热装置和输出装置输送携带热能的传热介质；

所述储热装置用于盛装储热介质；

所述传热介质缓冲容器用于盛装所述循环回路中传热介质；

所述传热介质输送管道上设置有循环泵，所述循环泵用于为所述传热介质在所述传热介质输送管道中循环流动提供动力；

所述传热介质输送管道用于将传热介质从所述供热装置输送至所述储热装置和所述输出装置，使得所述储热介质被加热，并使得输出装置输出热水或蒸汽，最后将释放热能之后的传热介质输送回到供热装置或者所述输出装置中；

所述传热介质为导热油；

所述输出装置包括通过所述传热介质输送管道依次相连的蒸汽发生器和预热器；使用状态下传热介质经蒸汽发生器流出后进入所述预热器，最后回到供热装置或者传热介质缓冲容器中；所述蒸汽发生器用于吸收所述传热介质携带的热量后将被提供的热水加热成水蒸汽并输出；所述预热器用于向所述蒸汽发生器提供热水；所述预热器预热热水的热量部分或全部来源于流经的传热介质中的余热。

本发明的锅炉系统中，设置了传热介质缓冲容器，用于缓冲系统压力波动，起到稳压卸荷的作用，在系统内导热油压轻微变化时，能保证系统的压力稳定，使得泵不会因压力的改变而频繁的开启，提高系统的安全性和设备的使用寿命。传热介质采用导热油，还设置了储热装置，用于盛装储热介质。用于本发明的储热介质可以是具有储热功能的熔盐、导热油或其它相变材料。导热油在循环回路中流动并依次与供热装置、储热装置、输出装置发生热交换；阳光充足时，导热油从供热装置获得热能后，流经储热装置使其中的储热介质获得热能并储存下来，流经携热产物输出装置使得其中的水加热成热水；导热油凝固点低，不容易凝固堵塞。夜间或阳光弱时，储热装置中储热介质储存的热量可在相当时间段内向导热油提供热量从而保证导热油持续在循环回路中流动并加热热水。在循环回路中的管道上还装有数量充足的循环泵，为导热油提供循环动力。

本发明利用熔盐储存热量，保证在没有阳光的时候也能持续的供热水，经济效益好，环保节能。熔盐在传热介质的价格及使用寿命方面具有绝对的优势；熔盐比热大，储热密度大，前期设备投资成本低；对储热设备的要求低。同时采用导热油进行传热，可以在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、冷却的工艺需求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求。即可以降低系统和操作的复杂性；省略了水处理系统和设备，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量。即可以减少加热系统的初投资和操作费用；简而言之，可在低压下进行传热，提高系统的安全性。

本发明的锅炉中，所述输出装置中，包括蒸汽发生器和预热器，预热器预热热水的热量来源与本锅炉的循环回路中的传热介质，也可以部分地来源与本锅炉循环回路中的传热介质的预热，或同时配备另外一套与本发明类似的锅炉循环回路系统，该另外一套系统中的输出装置简单地为一个换热器，专门用于提供热水。

优选所述供热装置选自槽式、塔式、线性菲涅尔式太阳能光热发电聚集太阳能的装置。可以在不同环境下选择不同的供热装置，使得本发明的锅炉不受使用环境的限制。