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一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):5163583閱讀:257來源:國知局
一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備,包括天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元、水蒸汽循環(huán)單元和有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元;天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元與水蒸汽循環(huán)單元相連,水蒸汽循環(huán)單元還與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元相連。該設(shè)備利用天然氣與太陽能進(jìn)行聯(lián)合循環(huán),減少燃?xì)獾氖褂茫岣咛柲艿睦寐?;以水蒸汽與有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)建立供能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用。
【專利說明】一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天然氣分布式能源與太陽能光熱領(lǐng)域,特別是涉及一種天然氣分布式(燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī))能源與太陽能光熱的聯(lián)合循環(huán)裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)夥植际侥茉词且詿犭娎渎?lián)產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ),與大電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)相連接的,向一定區(qū)域的用戶同時(shí)提供電力、蒸汽、熱水和空調(diào)冷水(或風(fēng))等能源服務(wù)的系統(tǒng)。它是20世紀(jì)70年代在國外發(fā)展起來的潔凈高效、小型分散為主的第二代能源技術(shù)。因其負(fù)荷變化靈活,初投資較低,供電性能可靠,輸電損失小、環(huán)保清潔等特點(diǎn)在世界能源領(lǐng)域越來越受到重視。
[0003]太陽能對(duì)于地球來講是取之不盡、用之不竭的清潔健康能源,是應(yīng)用前景最廣闊的替代能源,它必將成為今后的主導(dǎo)能源,開發(fā)利用太陽能,對(duì)于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、減緩氣候變化等,都具有極其重大的意義。
[0004]由于太陽能熱利用設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用存在無日照、陰冷天氣時(shí)無法使用等弊端,不能滿足建筑連續(xù)供熱的需求;而目前燃?xì)鈨r(jià)格又較高,三聯(lián)供運(yùn)營成本較高。因此如何能夠建立天然氣與太陽能聯(lián)合循環(huán),實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用,減少燃?xì)獾氖褂?,提高太陽能的利用率。成為亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備,該設(shè)備利用天然氣與太陽能進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)、減少燃?xì)獾氖褂?、提高太陽能的利用率,以水蒸汽與有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)建立供能系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備,包括天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元、水蒸汽循環(huán)單元和有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元;天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元與水蒸汽循環(huán)單元相連,水蒸汽循環(huán)單元還與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元均相連。
[0007]所述的設(shè)備,天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元包括依次相連的燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)、余熱回收裝置和分流裝置,分流裝置還通過制熱裝置和制冷裝置與排煙裝置相連;余熱回收裝置還與水蒸汽循環(huán)單元相連,燃?xì)廨啓C(jī)上還接有第一發(fā)電機(jī)。
[0008]所述的設(shè)備,水蒸汽循環(huán)單元包括依次相連的蒸汽輪機(jī)、換熱器、升壓泵、除氧器和太陽能集熱器,太陽能集熱器的出口還與余熱回收裝置相連,蒸汽輪機(jī)上接有第二發(fā)電機(jī);換熱器還與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元相連。
[0009]所述的設(shè)備,有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元包括依次相連的有機(jī)透平、凝汽器和有機(jī)工質(zhì)升壓泵,有機(jī)工質(zhì)升壓泵還通過換熱器與有機(jī)透平相連,有機(jī)透平上還接有第三發(fā)電機(jī)。
[0010]所述的設(shè)備,太陽能集熱器包含用于產(chǎn)生高溫蒸汽的太陽能復(fù)合拋物面集熱器真空管,該真空管帶有涂鍍金屬層和金屬翅片。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、利用天然氣與太陽能的進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)、減少燃?xì)獾氖褂?、提高太陽能的利用率?br> [0013]2、以水蒸汽與有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)建立供能系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(以燃?xì)廨啓C(jī)為例);
[0015]圖2是本實(shí)用新型的能量梯級(jí)利用流程圖;
[0016]圖中:1_燃燒室;2_燃?xì)廨啓C(jī);3_發(fā)電機(jī)I ;4_余熱回收裝置;5_分流裝置;6-制熱裝置;7_制冷裝置;8_排煙裝置;9_蒸汽輪機(jī);10_發(fā)電機(jī)2 ;11-換熱器;12_升壓泵;13-除氧器;14-太陽能集熱器;15-有機(jī)透平;16-發(fā)電機(jī)3 ; 17-凝汽器;18-有機(jī)工質(zhì)升壓栗。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型研究采用天然氣和太陽能作為能源,以水蒸汽與有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)的建立供能系統(tǒng),其特點(diǎn)在于能源,即一種是低碳能源,另一種是零碳能源,符合我國的低碳發(fā)展模式;工質(zhì)采用水蒸汽與有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行聯(lián)合循環(huán),水蒸汽中含有大量的氣化潛熱,有機(jī)工質(zhì)可能較好利用水蒸汽的氣化潛熱,在聯(lián)合循環(huán)能量梯級(jí)利用中具有重要意義。
[0018]一種天然氣與太陽能的進(jìn)行聯(lián)合循環(huán),是由煙氣循環(huán)、水蒸汽循環(huán)、有機(jī)工質(zhì)循環(huán)組成,其中煙氣循環(huán)是由壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)1、余熱回收裝置、分流裝置、制熱裝置、制冷裝置、排煙裝置組成;水蒸汽循環(huán)是由蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)2、換熱器、升壓泵、除氧器、太陽能集熱器、余熱回收裝置組成;有機(jī)工質(zhì)循環(huán)是由有機(jī)透平、發(fā)電機(jī)3、凝汽器、有機(jī)工質(zhì)升壓泵組成。
[0019]水蒸汽循環(huán)中的余熱回收裝置可以根據(jù)太陽能集熱器的集熱情況,恰當(dāng)分配進(jìn)入分流裝置的煙氣熱量;用于產(chǎn)生高溫蒸汽的太陽能CPC(復(fù)合拋物面集熱器)真空管,帶有涂鍍金屬層和金屬翅片。
[0020]本實(shí)用新型涉及一種天然氣與太陽能的進(jìn)行聯(lián)合循環(huán),特別是涉及一種天然氣分布式(燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī))能源與太陽能光熱的聯(lián)合循環(huán)裝置及方法,它包含煙氣循環(huán)、水蒸汽循環(huán)、有機(jī)工質(zhì)循環(huán),循環(huán)流程如下:
[0021]1、天然氣燃燒煙氣循環(huán):燃?xì)膺M(jìn)入燃燒室,通過燃燒變?yōu)楦邷馗邏簾煔?,?qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,尾氣進(jìn)入余熱回收裝置,一部分進(jìn)入分流裝置,為制熱裝置和制冷裝置提供熱量;
[0022]2、水蒸汽循環(huán):通過太陽能集熱器對(duì)經(jīng)過升壓、除氧的水進(jìn)行加熱,加熱后進(jìn)入余熱回收裝置,與燃?xì)廨啓C(jī)的尾氣進(jìn)行換熱,提高水蒸汽溫度,使其達(dá)到過熱狀態(tài),過熱蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電,發(fā)電尾氣進(jìn)入換熱器;
[0023]3、有機(jī)工質(zhì)循環(huán):利用有機(jī)工質(zhì)在低溫低壓下可以迅速氣化的特性,吸收換熱器的熱量,使有機(jī)工質(zhì)發(fā)生汽化,進(jìn)入有機(jī)透平(有機(jī)工質(zhì)汽輪機(jī))拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,尾氣進(jìn)入凝汽器。
[0024]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有“太陽能熱利用設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用存在無日照、陰冷天氣時(shí)無法使用等弊端,不能滿足建筑連續(xù)供熱的需求;而目前燃?xì)鈨r(jià)格又較高,三聯(lián)供運(yùn)營成本較高”的問題,建立天然氣與太陽能聯(lián)合循環(huán),利用天然氣與太陽能進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)、減少燃?xì)獾氖褂?、提高太陽能的利用率,以水蒸汽與有機(jī)工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)建立供能系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用。
[0025]以下通過【具體實(shí)施方式】的描述對(duì)本實(shí)用新型專利作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,但這不能用于限定本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)用新型專利的基本思想,可以做出各種修改或改進(jìn),但是只要不脫離本實(shí)用新型專利的基本思想,均在本實(shí)用新型專利的范圍之內(nèi)。
[0026]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0027]如圖1所示,本實(shí)用新型包括天然氣燃燒煙氣循環(huán)、水蒸汽循環(huán)、有機(jī)工質(zhì)循環(huán)組成,天然氣進(jìn)入燃燒室,燃燒后,變?yōu)楦邷馗邏簾煔?,進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,發(fā)電尾氣進(jìn)入余熱回收裝置,一部分余熱沿?zé)煔庋h(huán)進(jìn)入分流裝置,提供冷量和熱量,尾氣經(jīng)由排煙裝置排出;另一部分余熱對(duì)水蒸汽循環(huán)單元中太陽能集熱器產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行加熱,過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電;尾氣進(jìn)入換熱器,與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行換熱,有機(jī)工質(zhì)在換熱器中氣化后進(jìn)入有機(jī)透平發(fā)電,尾氣進(jìn)入凝汽器。
[0028]其中天然氣燃燒煙氣循環(huán)是由壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)1、余熱回收裝置、分流裝置、換熱器、制冷裝置、排煙裝置組成;水蒸汽循環(huán)是由蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)2、換熱器、升壓泵、除氧器、太陽能集熱器、余熱回收裝置組成;有機(jī)工質(zhì)循環(huán)是由有機(jī)透平、發(fā)電機(jī)3、凝汽器、有機(jī)工質(zhì)升壓泵組成。水蒸汽循環(huán)中的余熱回收裝置可以根據(jù)太陽能集熱器的集熱情況,恰當(dāng)分配進(jìn)入分流裝置的煙氣熱量。
[0029]形成以燃?xì)夂吞柲転槟茉?,以燃燒室,太陽能集熱裝置為能量系統(tǒng),以煙氣循環(huán)、蒸汽循環(huán)、有機(jī)工質(zhì)循環(huán)來實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)利用的熱力系統(tǒng),以燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、有機(jī)透平為動(dòng)力系統(tǒng),為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力,以煙氣制冷機(jī)、制熱裝置為外界提供冷量和熱量的需求。
【權(quán)利要求】
1.一種采用天然氣和太陽能聯(lián)合循環(huán)的分布式供能設(shè)備,其特征在于:包括天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元、水蒸汽循環(huán)單元和有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元;天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元與水蒸汽循環(huán)單元相連,水蒸汽循環(huán)單元還與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于:天然氣燃燒煙氣循環(huán)單元包括依次相連的燃燒室(I)、燃?xì)廨啓C(jī)(2)、余熱回收裝置(4)和分流裝置(5),分流裝置(5)還通過制熱裝置(6)和制冷裝置(7)與排煙裝置(8)相連;余熱回收裝置(4)還與水蒸汽循環(huán)單元相連,燃?xì)廨啓C(jī)(2)上還接有第一發(fā)電機(jī)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備,其特征在于:水蒸汽循環(huán)單元包括依次相連的蒸汽輪機(jī)(9)、換熱器(11)、升壓泵(12)、除氧器(13)和太陽能集熱器(14),太陽能集熱器(14)的出口還與余熱回收裝置(4)相連,蒸汽輪機(jī)(9)上接有第二發(fā)電機(jī)(10);換熱器(11)還與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備,其特征在于:有機(jī)工質(zhì)循環(huán)單元包括依次相連的有機(jī)透平(15)、凝汽器(17)和有機(jī)工質(zhì)升壓泵(18),有機(jī)工質(zhì)升壓泵(18)還通過換熱器(11)與有機(jī)透平(15)相連,有機(jī)透平(15)上還接有第三發(fā)電機(jī)(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的設(shè)備,其特征在于:太陽能集熱器(14)包含用于產(chǎn)生高溫蒸汽的太陽能復(fù)合拋物面集熱器真空管,該真空管帶有涂鍍金屬層和金屬翅片。
【文檔編號(hào)】F02C6/18GK204003103SQ201420377034
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】吳凱檳, 邱澤晶, 彭旭東 申請人:南瑞(武漢)電氣設(shè)備與工程能效測評(píng)中心, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
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