[实用新型]一种低温太阳能驱动的有机朗肯‑闪蒸耦合发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及可再生能源高效利用技术领域，尤其涉及一种低温太阳能驱动的有机朗肯-闪蒸耦合发电系统。

背景技术

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，因其储量丰富、分布广泛以及清洁安全等诸多优点，受到世界各国的广泛关注。太阳能光热利用是目前我国新能源领域中自有技术含量最高、产业化发展最快、市场贡献最大的技术之一。平板型和真空管型集热器是我国现阶段技术最成熟、最经济且性能最可靠的太阳能热转换设备，然而，由于受到温度水平的限制，主要应用于热水和采暖领域，太阳能热利用率仅占我国一次能源供应的1％左右。将太阳能转化为高品质的电能是太阳能利用的优先发展方向。太阳能低温热发电技术，作为一种低成本、低风险的太阳能热发电技术，近年来得到了长足的发展，但由于其热效率偏低，目前仍然处于试验阶段。因此，开发新型高效的低温太阳能热发电系统，发展适合我国国情的太阳能热发电技术，对突破太阳能热利用瓶颈，促进我国可持续发展战略的实施具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的技术缺点，提供一种利用低温太阳能的有机朗肯闪蒸耦合发电系统，可以有效地拓宽太阳能低温热转换设备的应用范围，具有较高的技术经济性。

为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种低温太阳能驱动的有机朗肯-闪蒸耦合发电系统，包括太阳能集热器、气液分离器、闪蒸器、冷凝器、储液器、工质泵、膨胀机和发电机。

所述的太阳能集热器按其功能分为三个部分，一是太阳能集热预热器I，二是太阳能集热预热器II，三是太阳能集热发生器，其中太阳能集热预热器I的第一端口与工质泵I的第二端口相连，太阳能集热预热器I的第二端口与储液器II的第一端口相连，储液器II的第二端口与闪蒸器的第三端口相连，储液器II的第三端口与工质泵II的第一端口相连，工质泵II的第二端口与太阳能集热预热器II的第一端口相连，太阳能集热预热器II的第二端口与太阳能集热发生器的第一端口相连，太阳能集热发生器的第二端口与气液分离器的第一端口相连，气液分离器的第二端口与膨胀机的第一端口相连，气液分离器的第三端口与闪蒸器的第一端口相连，闪蒸器的第二端口与膨胀机的第二端口相连，膨胀机的第三端口与冷凝器的第一端口相连，冷凝器的第二端口与储液器I的第一端口相连，储液器I的第二端口与工质泵I的第一端口相连；发电机通过联轴器与膨胀机相连。

所述的闪蒸器位置低于气液分离器的位置，储液器I的位置低于冷凝器的位置，储液器II的位置低于闪蒸器的位置。

所述的低温太阳能驱动的有机朗肯-闪蒸耦合发电系统同时采用气液分离器和闪蒸器，耦合了Kalina循环和闪蒸发电系统的优点，该特征使得有机朗肯-闪蒸耦合发电系统在三个压力下运行，一为发生压力(高压)，二为闪蒸压力(中压)，三为冷凝压力(低压)；且系统的发生压力和闪蒸压力可以根据太阳辐射强度进行优化调节。

本实用新型中，储液器I中的液态有机工质经工质泵I升压至闪蒸压力后进入太阳能集热预热器I，在其中被加热至闪蒸压力对应的饱和温度，随后与闪蒸器流出的饱和液态有机工质一起进入储液器II；储液器II中的液态有机工质经工质泵II升压至发生压力后进入太阳能集热预热器II，在其中被加热至发生压力对应的饱和温度，随后进入太阳能集热发生器，在其中被加热至气液两相流态后进入气液分离器，气相工质从其顶部流出进入膨胀机做功，推动发电机发电，液相工质从其底部流出进入闪蒸器，在其中绝热闪蒸，形成相对低压的气液两相流，分离后，气相工质从其顶部流出进入膨胀机做功，液相工质从其底部流出进入储液器II。

与现有的低温太阳能有机朗肯循环发电系统相比，本实用新型具有如下优点：

(1)有效地减少了有机工质在低温下吸热对有机朗肯循环发电系统的不利影响，从而提高系统技术经济性；

(2)新循环的独立可调节参数增加(发生压力和闪蒸压力)，因而具有更大的操作柔性，适宜具有非稳态能流密度特点的太阳能热发电系统高效运行。

附图说明

图1为本实用新型的一种低温太阳能驱动的有机朗肯-闪蒸耦合发电系统的结构示意图。

附图标记说明：1、冷凝器；2、储液器I；3、工质泵I；4、太阳能集热预热器I；5、储液器II；6、工质泵II；7、太阳能集热预热器II；8、太阳能集热发生器；9、气液分离器；10、闪蒸器；11、膨胀机；12、发电机。

具体实施方式

实施例