太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)、太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)、太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置、尾氣余熱回收換熱器和缸套水板式換熱器。利用本發(fā)明，采用的太陽能與替代燃料互補實現(xiàn)了太陽能向燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)化；使光轉(zhuǎn)化合成氣燃料儲存，且與內(nèi)燃機冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)耦合，不僅儲能密度高、儲能裝置容積小，而且同時達(dá)到低成本、高效的太陽能冷、熱、電聯(lián)供的多功能目的，而非單獨的高成本的太陽能發(fā)電、供冷、供熱，因此有效地解決了現(xiàn)有太陽能熱利用蓄能難、成本高和效率低的問題。
【專利說明】太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多能源互補及新能源和節(jié)能減排【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用太陽熱能發(fā)電、制冷和供熱，是實現(xiàn)我國2020年非化石能源占一次能源消費比重達(dá)到15%左右目標(biāo)的主要措施之一。但由于太陽能能量密度低、不連續(xù)和蓄能難，造成太陽能利用率低下，開發(fā)利用程度受到嚴(yán)重限制。特別是對于太陽能熱發(fā)電，無論采用槽式還是塔式的太陽能熱發(fā)電技術(shù)，高溫不穩(wěn)定的大熱流密度吸收器和發(fā)電工質(zhì)溫度低造成的成本高、效率低等技術(shù)瓶頸，是太陽能熱發(fā)電無法規(guī)?；瘧?yīng)用的主要根源。另外，當(dāng)單獨利用太陽熱能來供暖或制冷時，由于太陽能不穩(wěn)定、不連續(xù)性與采暖、制冷需求相對穩(wěn)定存在矛盾。
[0003]太陽能熱利用與其他資源互補，特別是太陽能與化石能源互補，是目前解決太陽能利用率低、不連續(xù)問題的一個主要途徑。國際上太陽熱能與化石能源互補多是在太陽能達(dá)不到所需溫度或無太陽能時，由化石燃料直接燃燒供給能量。這種簡單的太陽能集熱與化石燃料直接燃燒的互補技術(shù)在太陽能供熱、制冷以及太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中廣泛使用。但它沒有注重不同資源互補過程的能量品位對口和匹配，僅僅是一種不同資源的簡單疊加利用。
[0004]以內(nèi)燃機為動力核心的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是當(dāng)前具有較好應(yīng)用前景的分布式能源系統(tǒng)。相對燃?xì)廨啓C，內(nèi)燃機不僅裝置成本低，而且在低負(fù)荷運行工況下，具有相對好的部分負(fù)荷特性。但目前汽油或柴油內(nèi)燃機為動力核心的冷熱電系統(tǒng)大多存在嚴(yán)重污染物排放問題。另外，在冬季，過高溫度的排煙余熱(400-600°C)直接供暖，造成了大量余熱的浪費。因此，如何實現(xiàn)變工況下高效穩(wěn)定運行，即保證變工況下互補系統(tǒng)的發(fā)電功率穩(wěn)定且太陽能凈發(fā)電功率接近設(shè)計值，同時實現(xiàn)太陽能資源的充分有效利用，成為了太陽能與火電站互補技術(shù)的急需解決的重要技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有太陽能熱利用蓄能難、成本高和效率低的問題。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了 一種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100、太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200、太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15、尾氣余熱回收換熱器16和缸套水板式換熱器17，其中:
[0009]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100，采用槽式聚光鏡4將太陽能聚光投射到沿槽式聚光鏡4焦線布置的管式吸熱反應(yīng)器5上，驅(qū)動管式吸熱反應(yīng)器5中的替代燃料分解或重整為太陽能燃料；
[0010]太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200，包括燃?xì)鈨?nèi)燃機11和發(fā)電機12，
[0011]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100產(chǎn)生的太陽能燃料直接驅(qū)動內(nèi)燃機11發(fā)電，通過內(nèi)燃機11氣缸內(nèi)燃燒釋放高溫?zé)崃?，?jīng)發(fā)電機12轉(zhuǎn)化為電能并輸出；
[0012]太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300，包括煙氣換熱器13和蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14，太陽能燃料在內(nèi)燃機11中燃燒發(fā)電后的煙氣余熱，經(jīng)煙氣換熱器13產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14制冷并輸出；
[0013]煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，內(nèi)燃機11排出的煙氣和在太陽能輻照不足或陰天下雨時經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器3預(yù)熱的替代燃料均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機11，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器13和尾氣余熱回收換熱器16 ；
[0014]尾氣余熱回收換熱器16，煙氣換熱器13產(chǎn)生的蒸汽和煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中送來的煙氣經(jīng)尾氣余熱回收換熱器16加熱給水產(chǎn)生生活熱水；
[0015]缸套水板式換熱器17，內(nèi)燃機11的缸套水通過缸套水板式換熱器17加熱給水產(chǎn)生生活熱水，產(chǎn)生的生活熱水同時提供給預(yù)熱蒸發(fā)器3使用。
[0016]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，應(yīng)用于所述的系統(tǒng)，該方法包括:
[0017]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100采用槽式聚光鏡4將太陽能聚光投射到沿槽式聚光鏡4焦線布置的管式吸熱反應(yīng)器5上，驅(qū)動管式吸熱反應(yīng)器5中的替代燃料分解或重整為太陽能燃料；
[0018]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100產(chǎn)生的太陽能燃料直接驅(qū)動太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200中的內(nèi)燃機11發(fā)電，通過內(nèi)燃機11氣缸內(nèi)燃燒釋放高溫?zé)崃?，?jīng)太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200中的發(fā)電機12轉(zhuǎn)化為電能并輸出；
[0019]太陽能燃料在內(nèi)燃機11中燃燒發(fā)電后的煙氣余熱，經(jīng)太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300中的煙氣換熱器13產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300中的蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14制冷并輸出。
[0020](三)有益效果
[0021]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]1、本發(fā)明提供太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，采用的太陽能與替代燃料互補實現(xiàn)了太陽能向燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。內(nèi)燃機動力采用的是替代燃料二次轉(zhuǎn)化后的燃燒，不是替代燃料的直接燃燒。使光轉(zhuǎn)化合成氣燃料儲存，且與內(nèi)燃機冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)耦合，不僅儲能密度高、儲能裝置容積小，而且同時達(dá)到低成本、高效的太陽能冷、熱、電聯(lián)供的多功能目的；而且還可依據(jù)冷熱負(fù)荷變化，通過調(diào)節(jié)太陽能燃料燃燒煙氣量，既可太陽能熱電聯(lián)供、也可冷電聯(lián)供。本發(fā)明非單獨的高成本的太陽能發(fā)電、供冷、供熱，因此有效地解決了現(xiàn)有太陽能熱利用蓄能難、成本高和效率低的問題。
[0023]2、本發(fā)明提供太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，具有容量小、太陽能能源綜合利用率高及經(jīng)濟(jì)性好等特點。對于集熱面積325m2，集熱功率140kW的槽式太陽能吸收反應(yīng)系統(tǒng)與一臺額定功率為380kW的內(nèi)燃機的冷熱電相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。若設(shè)定太陽能年運行時間2500h，太陽輻照強度600W/m2，甲醇燃料2000元/噸。該互補系統(tǒng)年供電量可達(dá)到90.3萬kWh，年供冷量達(dá)到53.2萬kWh，年供熱量達(dá)到72.4萬kWh，年一次能源節(jié)能率達(dá)到30.2%，互補系統(tǒng)全年能量綜合利用效率達(dá)到70-80%。太陽能凈發(fā)電效率達(dá)到25-28 %，遠(yuǎn)超于太陽能單獨發(fā)電10-17 %的水平。若以冷價0.45元/kWh，熱價0.3元/kffh,電價1.08元/kWh計算，容量為380kW的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其單位裝置投資成本約5000元/kW，投資回收期在8年左右，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有太陽能熱發(fā)電技術(shù)投資成本。
[0024]3、本發(fā)明提供太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，如果與單一太陽能光伏發(fā)電、太陽能供熱、供冷的分產(chǎn)技術(shù)比較，保守考慮互補系統(tǒng)的太陽能集熱效率50%，太陽能供熱及制冷集熱效率70%，光伏發(fā)電效率15%。在輸出相同的冷、電、熱的情況下，該互補分布式供能系統(tǒng)可節(jié)約太陽能集熱面積24%，也就是說，太陽能鏡場占地面積和投資成本將比分產(chǎn)減少24%。
[0025]4、本發(fā)明提供太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，采用太陽能與替代燃料互補，通過內(nèi)燃機冷熱電實現(xiàn)中低溫太陽能高效、高質(zhì)利用，突破了太陽能單獨發(fā)電、制冷和供暖成本高、效率低的技術(shù)瓶頸。具有小型化、靈活、分散、和較好的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性特點，可廣泛應(yīng)用于荒漠、邊防哨所等偏僻地區(qū)的小規(guī)模供電、制冷及供熱，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明提供太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明提供的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法的流程圖。
[0028]附圖標(biāo)記:
[0029]100太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng):
[0030]I原料罐，2原料泵，3預(yù)熱蒸發(fā)器，4槽式聚光鏡，5管式吸熱反應(yīng)器，6冷凝器，7氣液分離器，8壓氣機，9儲氣罐，10循環(huán)泵；
[0031]200太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng):
[0032]11內(nèi)燃機，12發(fā)電機；
[0033]300太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng):
[0034]13煙氣換熱器，14蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組；
[0035]15煙氣余熱回收反應(yīng)裝置；
[0036]16尾氣余熱回收換熱器；
[0037]17缸套水板式換熱器。
【具體實施方式】
[0038]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039]本發(fā)明的核心思想是:首先通過集成太陽能與替代燃料轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)互補，取消太陽能熱利用的傳統(tǒng)蓄能裝置；再與內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)、吸收式制冷系統(tǒng)和供暖及熱水系統(tǒng)的集成，可以為用戶同時提供冷、熱、電，實現(xiàn)中低溫太陽能高效、低成本的綜合利用。
[0040]本發(fā)明首先通過互補式的管式吸熱反應(yīng)器，將聚集的150?300°C的太陽能通過替代燃料重整或裂解，被提升到高品位二次富氫燃料(h2、CO2, CO)化學(xué)能的形式。太陽能燃料經(jīng)壓縮機、儲氣罐進(jìn)入小型或中型內(nèi)燃機燃燒，推動發(fā)電機組發(fā)電，從而實現(xiàn)了中低溫太陽能的高效熱發(fā)電。夏季，太陽能燃料燃燒后的高溫?zé)煔庥酂幔?jīng)余熱鍋爐和溴化鋰余熱吸收式制冷系統(tǒng)，提供夏季的冷負(fù)荷，完成太陽能燃料余熱的制冷利用，尾氣及缸套冷卻水提供熱水負(fù)荷。冬季，缸套水余熱和尾氣部分余熱通過熱交換器提供供暖和生活熱水負(fù)荷。
[0041]如圖1所示，本發(fā)明提供的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，包括太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100，太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200、太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15、尾氣余熱回收換熱器16和缸套水板式換熱器17。
[0042]其主要連接方式是:太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100通過管道分別與太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15及缸套水板式換熱器17連接，太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200通過管道分別與太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100、太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15及缸套水板式換熱器17連接，太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300通過管道分別與太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15及尾氣余熱回收換熱器16連接。所有連接管道均設(shè)置有閥門進(jìn)行控制。
[0043]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100包括原料罐1、原料泵2、預(yù)熱蒸發(fā)器
3、槽式聚光鏡4、管式吸熱反應(yīng)器5、冷凝器6、氣液分離器7、壓氣機8、儲氣罐9和循環(huán)泵10。太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100采用槽式聚光鏡4將太陽能聚光投射到沿槽式聚光鏡4焦線布置的管式吸熱反應(yīng)器5上，驅(qū)動管式吸熱反應(yīng)器5中的替代燃料分解或重整為太陽能燃料。替代燃料是甲醇和二甲醚等。經(jīng)太陽能熱化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化并直接儲存為H2、CO2, CO等太陽能燃料。太陽能經(jīng)槽式聚光鏡4聚集，投射到沿槽式聚光鏡4的焦線布置的管式吸收反應(yīng)器5 ;原料罐I中的替代燃料經(jīng)混合后，由原料泵2送至預(yù)熱蒸發(fā)器3中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器5，在管式吸熱反應(yīng)器5內(nèi)吸收150°C?300°C太陽熱能，進(jìn)行分解或重整反應(yīng)；自管式吸熱反應(yīng)器5出口的產(chǎn)物，包括H2, CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器6中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器7實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器7生成的燃料經(jīng)壓氣機8進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐9。
[0044]太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200包括燃?xì)鈨?nèi)燃機11和發(fā)電機12。在所述太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200中，太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100產(chǎn)生的太陽能燃料與來自外部的空氣經(jīng)空氣混合器和氣體壓縮機后進(jìn)入內(nèi)燃機11燃燒，釋放高溫?zé)崃?，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)發(fā)電機組12發(fā)電，實現(xiàn)電力輸出。其中，高溫?zé)煔庵泻蠬20、N2, O2,以及少量的C02。內(nèi)燃機11內(nèi)燃燒的是太陽能燃料，排出的煙氣進(jìn)入到煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15。
[0045]太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300包括煙氣換熱器13和蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14。在所述太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300中，煙氣換熱器13將內(nèi)燃機11排出的煙氣轉(zhuǎn)化為蒸汽，在夏季制冷季節(jié)驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14實現(xiàn)制冷，完成內(nèi)燃機排煙余熱的制冷利用；在冬季供暖季節(jié)產(chǎn)生供暖熱水，經(jīng)尾氣余熱回收換熱器16加熱給水產(chǎn)生生活熱水，完成內(nèi)燃機排煙余熱的供暖利用。
[0046]所述缸套水板式換熱器17利用所述內(nèi)燃機11的缸套水加熱給水產(chǎn)生生活熱水，產(chǎn)生的生活熱水同時提供給預(yù)熱蒸發(fā)器3來滿足燃料的預(yù)熱和蒸發(fā)的熱量需求。
[0047]煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15與太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100并行。在太陽能輻照不足或陰天下雨時，啟動煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器3預(yù)熱的替代燃料與內(nèi)燃機11排出的煙氣均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機11，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器13和尾氣余熱回收換熱器16，在煙氣換熱器13產(chǎn)生蒸汽，在夏季制冷季節(jié)驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14實現(xiàn)制冷；在尾氣余熱回收換熱器16中加熱給水產(chǎn)生生活熱水。在煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中，甲醇可以轉(zhuǎn)換為合成氣，以保證內(nèi)燃機工作過程中的燃料供應(yīng)。
[0048]在煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中，內(nèi)燃機11排出的煙氣和在太陽能輻照不足或陰天下雨時經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器3預(yù)熱的替代燃料均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機11，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器13和尾氣余熱回收換熱器16。
[0049]在煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中，煙氣余熱提供甲醇燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換，以保證進(jìn)入內(nèi)燃機11的燃料燃燒是富氫燃料的燃燒，而非替代燃料的直接燃燒。
[0050]煙氣換熱器13產(chǎn)生的蒸汽和煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中送來的煙氣經(jīng)尾氣余熱回收換熱器16加熱給水產(chǎn)生生活熱水。
[0051 ] 本發(fā)明提供的這種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，可以在不同負(fù)荷、不同場合下，通過控制系統(tǒng)采用不同方式運行，具有共同實現(xiàn)中低溫太陽能高效、高質(zhì)的發(fā)電、制冷、供熱的功能。
[0052]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)具有蓄能作用，但不需要設(shè)置蓄熱裝置。在太陽能充足時，甲醇燃料預(yù)熱、蒸發(fā)過程由太陽能提供熱量；陰天和冬天由內(nèi)燃機尾氣及缸套冷卻水等余熱提供。太陽能驅(qū)動替代燃料是通過物料循環(huán)的反應(yīng)過程，不是物料一次通過反應(yīng)過程。在太陽能輻照高于設(shè)計輻照強度時，可用燃料氣罐，將多余生產(chǎn)的合成氣儲存。
[0053]根據(jù)冷熱負(fù)荷變化，本發(fā)明提供的這種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)煙氣換熱器13產(chǎn)生的蒸汽量，既可熱電聯(lián)供也可冷電聯(lián)供。沒有冷熱負(fù)荷時，可以通過控制裝置，解耦制冷和供熱子系統(tǒng)，進(jìn)行太陽能與替代燃料互補的內(nèi)燃機單獨發(fā)電。
[0054]在太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100中，管式吸熱反應(yīng)器5采用一次通過反應(yīng)和物料循環(huán)反應(yīng)兩種方式。在控制策略上，滿足太陽能利用份額最大化和物料流量最大條件下，根據(jù)太陽能輻照變化，通過關(guān)啟原料循環(huán)泵10，可以采用一次通過反應(yīng)和物料循環(huán)反應(yīng)兩種模式。當(dāng)太陽輻照強度很大，能滿足替代燃料完全反應(yīng)需要溫度，關(guān)閉循環(huán)泵10，采用一次通過轉(zhuǎn)化運行方式；自管式吸熱反應(yīng)器5出口的產(chǎn)物，包括H2、CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器6中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器7實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器7生成的燃料經(jīng)壓氣機8進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐9。當(dāng)太陽輻照強度不能保證物料最大流量下的完全轉(zhuǎn)化，開啟循環(huán)泵10，采用物料循環(huán)和物料部分反應(yīng)的方式；未反應(yīng)物料從氣液分離器7進(jìn)入原料罐I，與原料罐I中的替代燃料混合后，經(jīng)原料泵2送至預(yù)熱蒸發(fā)器3中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器5，進(jìn)行循環(huán)使用。
[0055]管式吸熱反應(yīng)器5出口的反應(yīng)產(chǎn)物主要是H2、CO、CO2和未參加反應(yīng)的甲醇燃料。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝器6冷卻和氣液分離器7分離，以H2、CO、CO2為主要成分的太陽能燃料被壓縮進(jìn)入儲氣罐9。未反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入原料罐1，通過原料泵2、預(yù)熱蒸發(fā)器3和管式吸熱反應(yīng)器5，進(jìn)行循環(huán)使用。
[0056]太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100的儲氣罐9出口管道與內(nèi)燃機11燃料進(jìn)口管道相連。太陽能燃料在內(nèi)燃機11汽缸內(nèi)燃燒，釋放高溫?zé)崃?，?qū)動內(nèi)燃機，轉(zhuǎn)化為高質(zhì)電能利用。內(nèi)燃機11燃燒的是太陽能燃料，是太陽能驅(qū)動替代燃料重整或熱解帶來組分發(fā)生變化和熱值增加的二次燃料的燃燒。
[0057]甲醇燃料預(yù)熱、蒸發(fā)過程可以由太陽能提供熱量，陰天和冬天，可以采用由缸套水板式換熱器17冷卻水的余熱提供。
[0058]基于圖1所示的系統(tǒng)，圖2示出了本發(fā)明提供的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法的流程圖，該方法包括:
[0059]步驟1:太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100采用槽式聚光鏡4將太陽能聚光投射到沿槽式聚光鏡4焦線布置的管式吸熱反應(yīng)器5上，驅(qū)動管式吸熱反應(yīng)器5中的替代燃料分解或重整為太陽能燃料；
[0060]步驟2:太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100產(chǎn)生的太陽能燃料直接驅(qū)動太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200中的內(nèi)燃機11發(fā)電，通過內(nèi)燃機11氣缸內(nèi)燃燒釋放高溫?zé)崃?，?jīng)太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)200中的發(fā)電機12轉(zhuǎn)化為電能并輸出；
[0061]步驟3:太陽能燃料在內(nèi)燃機11中燃燒發(fā)電后的煙氣余熱，經(jīng)太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300中的煙氣換熱器13產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)300中的蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14制冷并輸出。
[0062]在步驟I中，所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100包括原料罐1、原料泵2、預(yù)熱蒸發(fā)器3、槽式聚光鏡4、管式吸熱反應(yīng)器5、冷凝器6、氣液分離器7、壓氣機8和儲氣罐9，其中:太陽能經(jīng)槽式聚光鏡4聚集，投射到沿槽式聚光鏡4的焦線布置的管式吸收反應(yīng)器5 ;原料罐I中的替代燃料經(jīng)混合后，由原料泵2送至預(yù)熱蒸發(fā)器3中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器5，在管式吸熱反應(yīng)器5內(nèi)吸收150°C?300°C太陽熱能，進(jìn)行分解或重整反應(yīng)；自管式吸熱反應(yīng)器5出口的產(chǎn)物，包括H2、CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器6中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器7實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器7生成的燃料經(jīng)壓氣機8進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐9。
[0063]進(jìn)一步地，所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)100還包括循環(huán)泵10，連接于氣液分離器7與原料罐I之間，當(dāng)太陽輻照強度不能保證物料最大流量下的完全轉(zhuǎn)化，開啟循環(huán)泵10，采用物料循環(huán)和物料部分反應(yīng)的方式；未反應(yīng)物料從氣液分離器7進(jìn)入原料罐1，與原料罐I中的替代燃料混合后，經(jīng)原料泵2送至預(yù)熱蒸發(fā)器3中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器5，進(jìn)行循環(huán)使用。當(dāng)太陽輻照強度很大，能滿足替代燃料完全反應(yīng)需要溫度，關(guān)閉循環(huán)泵10，采用一次通過轉(zhuǎn)化運行方式；自管式吸熱反應(yīng)器5出口的產(chǎn)物，包括H2、CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器6中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器7實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器7生成的燃料經(jīng)壓氣機8進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐9。
[0064]在圖2所示的方法中，在太陽能輻照不足或陰天下雨時，啟動煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器3預(yù)熱的替代燃料與內(nèi)燃機11排出的煙氣均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機11，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器13和尾氣余熱回收換熱器16，在煙氣換熱器13產(chǎn)生蒸汽，在夏季制冷季節(jié)驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組14實現(xiàn)制冷；在尾氣余熱回收換熱器16中加熱給水產(chǎn)生生活熱水。在所述煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中，內(nèi)燃機11排出的煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換，以保證進(jìn)入內(nèi)燃機11的燃料燃燒是富氫燃料的燃燒，而非替代燃料的直接燃燒。
[0065]內(nèi)燃機11排出的煙氣和在太陽能輻照不足或陰天下雨時經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器3預(yù)熱的替代燃料均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機11，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器13和尾氣余熱回收換熱器16。內(nèi)燃機11的缸套水通過缸套水板式換熱器17加熱給水產(chǎn)生生活熱水，產(chǎn)生的生活熱水同時提供給預(yù)熱蒸發(fā)器3使用。煙氣換熱器13產(chǎn)生的蒸汽和煙氣余熱回收反應(yīng)裝置15中送來的煙氣經(jīng)尾氣余熱回收換熱器16加熱給水產(chǎn)生生活熱水。
[0066]下面以一個具體例子來說明。西部某邊防哨所地區(qū)，需要有電力、供暖、生活熱水和制冷需求。該地區(qū)太陽能可利用的時間段內(nèi)年平均輻照強度約為400W/m2。年均電力負(fù)荷(全年)為IlOkW,年均生活熱水負(fù)荷為70kW，制冷負(fù)荷為IOOkW (制冷季節(jié))，供暖負(fù)荷為80kW(供暖季節(jié))。
[0067]若采用本發(fā)明提出的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)荷情況，可采用方案的主要設(shè)備及參數(shù)如表I所示。
[0068]表I主要設(shè)備及參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)、太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)(200)、太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)(300)、煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)、尾氣余熱回收換熱器(16)和缸套水板式換熱器(17),其中: 太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)，采用槽式聚光鏡(4)將太陽能聚光投射到沿槽式聚光鏡(4)焦線布置的管式吸熱反應(yīng)器(5)上，驅(qū)動管式吸熱反應(yīng)器(5)中的替代燃料分解或重整為太陽能燃料； 太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)(200)，包括燃?xì)鈨?nèi)燃機(11)和發(fā)電機(12)，太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)產(chǎn)生的太陽能燃料直接驅(qū)動內(nèi)燃機(11)發(fā)電，通過內(nèi)燃機(11)氣缸內(nèi)燃燒釋放高溫?zé)崃?，?jīng)發(fā)電機(12)轉(zhuǎn)化為電能并輸出； 太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)(300)，包括煙氣換熱器(13)和蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組(14)，太陽能燃料在內(nèi)燃機(11)中燃燒發(fā)電后的煙氣余熱，經(jīng)煙氣換熱器(13)產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組(14)制冷并輸出； 煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，內(nèi)燃機(11)排出的煙氣和在太陽能輻照不足或陰天下雨時經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器(3)預(yù)熱的替代燃料均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機(11)，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器(13)和尾氣余熱回收換熱器(16)； 尾氣余熱回收換熱器(16)，煙氣換熱器(13)產(chǎn)生的蒸汽和煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)中送來的煙氣經(jīng)尾氣余熱回收換熱器(16)加熱給水產(chǎn)生生活熱水； 缸套水板式換熱器(17)，內(nèi)燃機(11)的缸套水通過缸套水板式換熱器(17)加熱給水產(chǎn)生生活熱水，產(chǎn)生的生活熱水同時提供給預(yù)熱蒸發(fā)器(3)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)包括原料罐(I)、原料泵(2)、預(yù)熱蒸發(fā)器(3)、槽式聚光鏡(4)、管式吸熱反應(yīng)器(5)、冷凝器(6)、氣液分離器(7)、壓氣機(8)和儲氣罐(9)，其中: 太陽能經(jīng)槽式聚光鏡(4)聚集，投射到沿槽式聚光鏡(4)的焦線布置的管式吸收反應(yīng)器(5);原料罐(I)中的替代燃料經(jīng)混合后，由原料泵(2)送至預(yù)熱蒸發(fā)器(3)中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器(5)，在管式吸熱反應(yīng)器(5)內(nèi)吸收150°C~300°C太陽熱能，進(jìn)行分解或重整反應(yīng)；自管式吸熱反應(yīng)器(5)出口的產(chǎn)物，包括H2、CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器(6)中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器(7)實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器(7)生成的燃料經(jīng)壓氣機(8)進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)還包括循環(huán)泵(10)，連接于氣液分離器(7)與原料罐(I)之間，當(dāng)太陽輻照強度不能保證物料最大流量下的完全轉(zhuǎn)化，開啟循環(huán)泵(10)，采用物料循環(huán)和物料部分反應(yīng)的方式；未反應(yīng)物料從氣液分離器(7)進(jìn)入原料罐(1)，與原料罐(I)中的替代燃料混合后，經(jīng)原料泵(2)送至預(yù)熱蒸發(fā)器(3)中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器(5)，進(jìn)行循環(huán)使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)太陽輻照強度很大，能滿足替代燃料完全反應(yīng)需要溫度，關(guān)閉循環(huán)泵(10)，采用一次通過轉(zhuǎn)化運行方式；自管式吸熱反應(yīng)器(5)出口的產(chǎn)物，包括H2、CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器(6)中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器(7)實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器(7)生成的燃料經(jīng)壓氣機(8)進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述替代燃料是甲醇和二甲醚，經(jīng)太陽能熱化學(xué)分解或重整反應(yīng)，轉(zhuǎn)化并直接儲存為太陽能燃料h2、CO2和CO。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，在所述太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)(200)中，太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)產(chǎn)生的太陽能燃料與來自外部的空氣經(jīng)空氣混合器和氣體壓縮機后進(jìn)入內(nèi)燃機(11)燃燒，釋放高溫?zé)崃?，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)發(fā)電機組(12)發(fā)電，實現(xiàn)電力輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫?zé)煔庵泻蠬20、N2、O2，以及少量的co2。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機(11)內(nèi)燃燒的是太陽能燃料，排出的煙氣進(jìn)入到煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，在所述太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)(300)中，煙氣換熱器(13)將內(nèi)燃機(11)排出的煙氣 轉(zhuǎn)化為蒸汽，在夏季制冷季節(jié)驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組(14)實現(xiàn)制冷，完成內(nèi)燃機排煙余熱的制冷利用；在冬季供暖季節(jié)產(chǎn)生供暖熱水，經(jīng)尾氣余熱回收換熱器(16)加熱給水產(chǎn)生生活熱水，完成內(nèi)燃機排煙余熱的供暖利用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述缸套水板式換熱器(17)利用所述內(nèi)燃機(11)的缸套水加熱給水產(chǎn)生生活熱水，產(chǎn)生的生活熱水同時提供給預(yù)熱蒸發(fā)器(3)來滿足燃料的預(yù)熱和蒸發(fā)的熱量需求。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣余熱回收反應(yīng)裝置與所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)并行，在太陽能輻照不足或陰天下雨時，啟動煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器(3)預(yù)熱的替代燃料與內(nèi)燃機(11)排出的煙氣均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機(11)，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器(13)和尾氣余熱回收換熱器(16)，在煙氣換熱器(13)產(chǎn)生蒸汽，在夏季制冷季節(jié)驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組(14)實現(xiàn)制冷；在尾氣余熱回收換熱器(16)中加熱給水產(chǎn)生生活熱水。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電系統(tǒng)，其特征在于，在所述煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)中，內(nèi)燃機(11)排出的煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換，以保證進(jìn)入內(nèi)燃機(11)的燃料燃燒是富氫燃料的燃燒，而非替代燃料的直接燃燒。
13.—種太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該方法包括: 太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)采用槽式聚光鏡(4)將太陽能聚光投射到沿槽式聚光鏡(4)焦線布置的管式吸熱反應(yīng)器(5)上，驅(qū)動管式吸熱反應(yīng)器(5)中的替代燃料分解或重整為太陽能燃料； 太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)產(chǎn)生的太陽能燃料直接驅(qū)動太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)(200)中的內(nèi)燃機(11)發(fā)電，通過內(nèi)燃機(11)氣缸內(nèi)燃燒釋放高溫?zé)崃?，?jīng)太陽能燃料內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)(200)中的發(fā)電機(12)轉(zhuǎn)化為電能并輸出； 太陽能燃料在內(nèi)燃機(11)中燃燒發(fā)電后的煙氣余熱，經(jīng)太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)(300)中的煙氣換熱器(13)產(chǎn)生蒸汽， 驅(qū)動太陽能燃料煙氣余熱吸收式溴化鋰制冷系統(tǒng)(300)中的蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組(14)制冷并輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)包括原料罐(I)、原料泵(2)、預(yù)熱蒸發(fā)器(3)、槽式聚光鏡(4)、 管式吸熱反應(yīng)器(5)、冷凝器(6)、氣液分離器(7)、壓氣機(8)和儲氣罐(9)，其中: 太陽能經(jīng)槽式聚光鏡(4)聚集，投射到沿槽式聚光鏡(4)的焦線布置的管式吸收反應(yīng)器(5);原料罐(I)中的替代燃料經(jīng)混合后，由原料泵(2)送至預(yù)熱蒸發(fā)器(3)中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器(5)，在管式吸熱反應(yīng)器(5)內(nèi)吸收150°C~300°C太陽熱能，進(jìn)行分解或重整反應(yīng)；自管式吸熱反應(yīng)器(5)出口的產(chǎn)物，包括H2、CO、CO2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器(6)中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器(7)實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器(7)生成的燃料經(jīng)壓氣機(8)進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐(9)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，所述太陽能與替代燃料互補反應(yīng)的蓄能系統(tǒng)(100)還包括循環(huán)泵(10)，連接于氣液分離器(7)與原料罐(I)之 間，當(dāng)太陽輻照強度不能保證物料最大流量下的完全轉(zhuǎn)化，開啟循環(huán)泵(10)，采用物料循環(huán)和物料部分反應(yīng)的方式；未反應(yīng)物料從氣液分離器(7)進(jìn)入原料罐(1)，與原料罐(I)中的替代燃料混合后，經(jīng)原料泵(2)送至預(yù)熱蒸發(fā)器(3)中進(jìn)行預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱，形成的原料氣進(jìn)入管式吸熱反應(yīng)器(5)，進(jìn)行循環(huán)使用。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，當(dāng)太陽輻照強度很大，能滿足替代燃料完全反應(yīng)需要溫度，關(guān)閉循環(huán)泵(10)，采用一次通過轉(zhuǎn)化運行方式；自管式吸熱反應(yīng)器(5)出口的產(chǎn)物，包括氏、0)、0)2及未反應(yīng)物料，進(jìn)入冷凝器(6)中冷卻降溫，產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入氣液分離器(7)實現(xiàn)氣液分離，氣液分離器(7)生成的燃料經(jīng)壓氣機(8)進(jìn)入太陽能燃料儲氣罐(9)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，在太陽能輻照不足或陰天下雨時，啟動煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器(3)預(yù)熱的替代燃料與內(nèi)燃機(11)排出的煙氣均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機(11)，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器(13)和尾氣余熱回收換熱器(16)，在煙氣換熱器(13)產(chǎn)生蒸汽，在夏季制冷季節(jié)驅(qū)動蒸汽型雙效溴化鋰制冷機組(14)實現(xiàn)制冷；在尾氣余熱回收換熱器(16)中加熱給水產(chǎn)生生活熱水。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，在所述煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)中，內(nèi)燃機(11)排出的煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換，以保證進(jìn)入內(nèi)燃機(11)的燃料燃燒是富氫燃料的燃燒，而非替代燃料的直接燃燒。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，該方法還包括: 內(nèi)燃機(11)排出的煙氣和在太陽能輻照不足或陰天下雨時經(jīng)預(yù)熱蒸發(fā)器(3)預(yù)熱的替代燃料均進(jìn)入煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)，煙氣余熱提供替代燃料轉(zhuǎn)換為富氫燃料需要的反應(yīng)熱，使替代燃料全部轉(zhuǎn)換為富氫燃料進(jìn)入內(nèi)燃機(11)，剩余的煙氣余熱分別進(jìn)入煙氣換熱器(13)和尾氣余熱回收換熱器(16)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，該方法還包括: 內(nèi)燃機(11)的缸套水通過缸套水板式換熱器(17)加熱給水產(chǎn)生生活熱水，產(chǎn)生的生活熱水同時提供給預(yù)熱蒸發(fā)器(3)使用。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能與替代燃料互補的分布式內(nèi)燃機冷熱電方法，其特征在于，該方 法還包括: 煙氣換熱器(13)產(chǎn)生的蒸汽和煙氣余熱回收反應(yīng)裝置(15)中送來的煙氣經(jīng)尾氣余熱回收換熱器(16)加熱給水產(chǎn)生生活熱水。
【文檔編號】F02B43/10GK103807009SQ201210455075
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】金紅光, 洪慧, 劉啟斌, 韓巍, 隋軍 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所