Солнечная комбинированная электрическая станция

 

Изобретение относится к гелиоустановкам , которые используются для выработки электроэнергии и теплоснабжения потребителя . С целью повышения эффективности и обеспечения экологической чистоты солнечная комбинированная электростанция содержит два контура 1 и 2, первый из которых с теплопередающей жидкостью состоит из расположенных последовательно системы приемников 4 модульного параболоцилинд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0

I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794789/06 (22) 23.02.90 (46) 15.04.92. 6юл. N. 14 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им.

Г.М.Кржижановского (72) Э.П.Волков, B,È.Êàáàêoâ, М.М.Колтун, И.И.Кохова, А.И.Рзаев и Г.В.Циклаури (53) 621.311(088.8) (56) Webb С,М. SEGS Plant design and

operation. LUZ project to ENlN. LUZ

Development and Financial Corporation, 0ct, 1989.

SU 1726922 А1 (я)5 F 24 J 2/14, F 01 К 13/00 (54) СОЛНЕЧНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (57) Изобретение относится к гелиоустановкам, которые используются для выработки электроэнергии и теплоснабжения потребителя. С целью повышения эффективности и обеспечения экологической чистоты солнечная комбинированная электростанция содержит два контура 1 и 2, первый из которых с теплопередающей жидкостью состоит из расположенных последовательно системы приемников 4 модульного параболоцилиндрического концентратора 3 солнечной энергии с системой 24 слежения за солнцем, пароперегревателя 5, парогенератора 6, циркуляционного насоса 7 и включенной за ним параллельно теплоприемнику 4 котельной установки 8 с вводом 10 природного газа. Второй контур 2 с пароводяной средой содержит экономайзер, выполненный в виде приемников 11 модульного параболоцилиндрического концентратора 3 с установленными на них фотоэлектрическими элементами, дополнительный циркуляционный насос 13, низкотемпературные части указанных парогенератора 6 и пароперегревателя 5, турбину 14 с генератором 15 электроэнергии, конденсатор 16 и циркуляцион ный насос 18. Установка содержит также систему 12 теплоснабжения, включенную в схему установки до насоса 18 после экономайзера 11, а также подключенный к фотоэлектрическим элементам электролизер 19 разложения воды на водород и кислород, соединенный по выходу водорода с входом в котельную установку 8. Вышеуказанное выполнение экономайзера позволяет повысить эффективность электростанции за счетдополнительного получения электроэнергии и подогрева теплоносителя.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к установкам для преобразования солнечной энергии в электрическую, и для теплоснабжения.

Цель изобретения — повышение эффективности использования солнечной энергии и обеспечение экологической чистоты.

На чертеже приведена схема солнечной комбинированной электростанции.

Электростанция содержит два контура; один контур 1 с теплопередающей и второй контур 2 с рабочей жидкостью, а также поле 3 параболоцилиндрических концентрирующих модулей. Система приемников 4 основной части модульного параболоцилиндрического концентратора 3 солнечной энергии соединена по теплопередающей жидкости с пароперегревателем

5, а тот, в свою очередь, — с парогенератором 6, В пером контуре имеется циркулирующий насос 7 и соединенная параллельно модульному полю 3 котельная установка 8 с подводом 9 водорода и вводом 10 газового топлива. В поле 3 концентраторов солнечной энергии имеется часть модулей, приемники 11 которых являются экономайзером во втором контуре 2 пароводяной рабочей жидкости. На приемниках 11 установлены фотоэлектрические элементы. Выход из приемников 11 соединен с системой 12 теплоснабжения и с циркулирующим насосом

13, выход из которого соединен последовательно с низкотемпературными частями парогенератора 6 и пароперегревателя 5.

Выход пара из пароперегревателя 5 соединен с турбиной 14, имеющей на своем валу генератор электрической энергии.

Выход из турбины 14 соединен с конденсатором 16, имеющем охлаждение 17. Выход из конденсатора 16 соединен с выходом системы 12 теплоснабжения, а оба этих выхо5

40 да — с циркулирующим насосом 18 второго контура 2 и через этот насос — с входом в приемник 11 части концентрирующих модулей 3. Фотоэлементы, установленные на приемниках 11, соединены друг с другом, а также с электролизером 19 для получения водорода и кислорода, инвертором 20 и электроаккумулятором 21.

Электролизер 19 имеет вход 22 питательной воды. Выход из электролизера по водороду соединен с входом 9 в топку котельной установки 8. Имеется и второй выход 23 вЂ, по кислороду. Инвертор 20 по переменному току подключен к насосам 7, 13 и 18 и к приводам 24 системы слежения модульных концентраторов за солнцем .

Для компенсации потерь рабочей жидкости в контуре 2 предусмотрен ее ввод 25.

Солнечная комбинированная электростанция работает следующим образом.

В приемниках 4 основной части параболоцилиндрических модулей происходит нагрев теплопередающей жидкости, циркулирующей в первом контуре 1, поддействием концентрированного солнечного излучения. Теплопередающая жидкость (масло) характеризуется такими свойствами, что она не кипит при температурах, до которых ее нагревают (т.е. 400-500 С) и не затвердевает при температуре окружающей среды т.е. в периоды, когда станция не работает. Нагретая теплопередающая среда направляется к пароперегревателю 5 (теплообменнику), передающему тепло этой жидкости образовавшемуся в парогенераторе

6 пару во втором контуре 2, доводя параметры в низкотемпературных частях указанных теплообменников 5 и 6 до параметров, необходимых для работы турбины 14.

Для поддержания параметров перегретого пара на одном уровне при переменном

1726922

25 количестве поступающей от солнца энергии в течение дня или вообще при ее отсутствии, производится дополнительный нагрев теплопередающей жидкости в котельной установке 8, работающей на водороде (ввод 9) и газовом топливе (ввод 10). Жидкость после котельной установки 8, так же как и после системы приемников 4 модульного концентратора 3, подводится к пароперегревателю

5. Далее после парогенератора 6 теплопередающая жидкость циркуляционным насосом 7 направляется к системе приемников 3 и к котельной установке 8. Во втором контуре 2 сработавший в турбине 14 пар поступает в конденсатор 16.

Установленный на валу турбины 14 генератор 15 вырабатывает электрическую энергию, а конденсатор 16 имеет охлаждение 17. В конденсаторе пар коденсируется, и жидкость циркуляционным насосом второго контура 18 направляется на вход в приемники 11 части модульных параболоцилиндров 3. Здесь происходит предварительный нагрев воды во втором контуре, затем она частично поступает в систему 12 теплоснабжения, откуда тем же насосом 18 снова подается в приемники 11, и частично — на вход в парогенератор 6.

Перед входом в парогенератор установлен дополнительный насос 13, поднимающий давление воды во втором контуре до значения, необходимого для эффективности работы турбины 14. Давление, создаваемое насосом 18, определяется гидравлическими потерями в приемниках

11, системе 12 теплоснабжения и трубопроводах, соединяющих конденсатор 16, приемник 11, насос 18 и систему 12 теплоснабжения. Нагреваемая в приемнике 11 жидкость выполняет роль охладителя фотоэлектрических элементов, устанавливаемых на приемниках 11 части поля модульных параболоцилиндрических концентраторов 3.

Соединеннне между собой фотоэлементы питают электролизер 19, инвертор 20 и электроаккумулятор 21.

Водородное топливо из электролизера поступает на вход 9 котельной установки 8.

Для дополнительного повышения эффективности в работе электролизера и всей системы в электролизер 19 можно через ввод

22 добавлять нагретую в приемниках 11 жидкость. Кислород после выхода 23 из электролизера 19 может быть использован, например, как товарный продукт. Для дальнейшего повышения эффективности установки целесообразно также испольэовать тепло уходящих из котельной установки 8 газов.

Инвертор подключен к всем насосам (7, 13 и 18) и приводом 24 системы слежения модульных параболоцилиндрических концентраторов за солнцем.

Электролизер, обеспечивающий получение водородного топлива для котельной установки, куда поступает также газ, позволяет устранить вредные выбросы, что делает всю солнечную комбинированную электростанцию экологически чистой. При наличии сборника-аккумулятора водорода (не показан) возможна работа с водородом и в периоды недостаточной солнечной радиации или при ее отсутствии. Покрытие приемников 11 экономайзера солнечными элементами повышает способность преобразовывать солнечное излучение в тепловую энергию (что аналогично селективным покрытиям). Такое устройство экономайзера позволяет без увеличения площади, занимаемой элементами станции, не только эффективно подогревать теплоноситель, но и получать электрическую энергии, а следовательно, повысить эффективность всей электростанции. Общий КПД электростанции значительно увеличивается.

Формула изобретения

Солнечная комбинированная электрическая станция, содержащая два контура, первый из которых с теплопередающей жидкостью состоит из расположенных последовательно системы приемников модульного параболоцилиндрического концентратора солнечной энергии с системой слежения за солнцем, парогенератора, пароперегревателя, циркуляционного насоса, соединенного одним своим выходом с входом в систему приемников модульного концентратора солнечной энергии, а вторым выходом через котельную установку соединенного с входом в указанный пароперегреватель, и второй контур с пароводяной средой, состоящий из последовательно размещенных экономайзера, низкотемпературных частей указанных парогенератора и пароперегревателя, турбины с генератором электроэнергии, конденсатора и циркуляционного насоса, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности и обеспечения экологической чистоты, она дополнительно содержит электролизер разложения воды на водород и кислород, циркуляционный насос и систему теплоснабжения, при этом экономайзер выполнен в виде приемников модульного параболоцилиндрического концентратора солнечной энергии и размещенных на последнем фотоэлектрических элементов, которые подключены к электро1726922

15

25

40

50

Составитель Г.Петров

Техред М.Моргентал

Редактор С.Лисина

Корректор А.Осауленко

Заказ 1269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лизеру, причем выход по водороду последнего соединен с входом в котельную установку, а дополнительный циркуляционный насос размещен во втором контуре между парогенератором и зкономайзером, причем выход последнего дополнительно соединен через систему теплоснабжения к циркуляционному насосу второго контура.