[发明专利]一种太阳能热力驱动的二氧化碳卫星站冷能利用的装置

说明书

本发明公开了一种太阳能热力驱动的二氧化碳卫星站冷能利用的装置，涉及液体二氧化碳冷能高效利用装置技术领域，包括液体二氧化碳管道、二氧化碳蒸发器、二氧化碳透平膨胀机、1#发电机、有机工质预冷器、二氧化碳气体管道、有机工质透平膨胀机、2#发电机、有机工质蒸发器、有机工质循环泵、冷水储罐、水循环泵、太阳能集热器和热水储罐。本发明提供的太阳能热力驱动的二氧化碳卫星站冷能利用的装置，该装置结构设计巧妙，具有流程简单，可操作性强，工艺设备投资少等优点，大大提高了卫星站点液体二氧化碳利用的经济性。

技术领域

本发明涉及液体二氧化碳冷能高效利用装置技术领域，尤其是涉及一种太阳能热力驱动的液体二氧化碳卫星站冷能利用的装置。

背景技术

近年来，随着全球极端天气的日益增多，气候变化问题已经越来越被大家所认识，而其中引起气候变化的一个主要因素就是人为的大量排放二氧化碳造成温室效应。同时，作为废气的二氧化碳同时也是一种宝贵的碳、氧资源，它在地球的储量比天然气、石油和煤的总和还多数倍，回收的二氧化碳可以通过不同的化学或生物途径生成重要的含碳产品，具有重要的经济和环境效益。

因此，把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，循环再利用，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。但是，考虑到二氧化碳气体管网基础建设落后或者输气管线不易到达的二氧化碳气体应用的卫星站点，为了节省运费和方便等原因，绝大多数二氧化碳气体的终端用户目前只能接收液体二氧化碳作为原料。因此，液体二氧化碳卫星站冷能回收利用潜力巨大。一般来说，根据下游卫星站终端用户需求的不同，液体二氧化碳气化的温度和压力的变化范围，分别处在-78-30℃和0.1-7.0MPa之间，可见其能量品位很高。

为此，如何利用液体二氧化碳气化的高品位低温冷能，提高卫星站点液体二氧化碳利用的经济性成为急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种太阳能热力驱动的二氧化碳卫星站冷能利用的装置，解决了现有技术中心中液体二氧化碳气化的高品位低温冷能利用率低的问题，利用液体二氧化碳气化的高品位低温冷能，并结合太阳的热能来共同驱动有机朗肯循环发电，同时，二氧化碳气体的压力势能也能通过驱动二氧化碳透平膨胀机来发电。该装置结构设计巧妙，具有流程简单，可操作性强，工艺设备投资少等优点，大大提高了卫星站点液体二氧化碳利用的经济性。

本发明提供一种太阳能热力驱动的二氧化碳卫星站冷能利用的装置，包括液体二氧化碳管道、二氧化碳蒸发器、二氧化碳透平膨胀机、1#发电机、有机工质预冷器、二氧化碳气体管道、有机工质透平膨胀机、2#发电机、有机工质蒸发器、有机工质循环泵、冷水储罐、水循环泵、太阳能集热器和热水储罐；

液体二氧化碳管道连接二氧化碳蒸发器的二氧化碳通道入口通过管道，二氧化碳蒸发器的出口通过管道依次与二氧化碳透平膨胀机、有机工质预冷器和二氧化碳气体管道管道连接，二氧化碳透平膨胀机通过转轴与1#发电机连接；

二氧化碳蒸发器的有机工质通道通过管道依次与有机工质循环泵、有机工质蒸发器的有机工质通道入口、有机工质透平膨胀机及有机工质预冷器的管程的入口连接，有机工质预冷器的管程的出口通过管道与二氧化碳蒸发器连接，有机工质透平膨胀机通过转轴与2#发电机连接；

有机工质蒸发器的底部热水通道出口通过管道依次与冷水储罐、水循环泵、太阳能集热器和热水储罐连接，热水储罐的出口与有机工质蒸发器的热水通道连通。

本发明太阳能热力驱动的二氧化碳卫星站冷能利用的装置，具有以下显著优点：

1、将太阳热能作为有机朗肯循环发电的热源，以清洁能源替代传统的蒸汽，充分利用了可再生能源的清洁性和易得性，有效提高了过程的经济性和环境友好性；

2、将液体二氧化碳气化所产生的高品位冷能作为有机朗肯循环发电的冷源，极大提高了有机朗肯循环发电的效率；