Устройство генерации солнечной энергии и внешний паровой источник дополнительной электроэнергии



Устройство генерации солнечной энергии и внешний паровой источник дополнительной электроэнергии
Устройство генерации солнечной энергии и внешний паровой источник дополнительной электроэнергии
Устройство генерации солнечной энергии и внешний паровой источник дополнительной электроэнергии
Устройство генерации солнечной энергии и внешний паровой источник дополнительной электроэнергии
Устройство генерации солнечной энергии и внешний паровой источник дополнительной электроэнергии

 


Владельцы патента RU 2602708:

УХАНЬ КАЙДИ ИНДЖИНИРИНГ ТЕКНОЛОДЖИ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к системе генерации электроэнергии, использующей экологически чистую энергию - солнечную и внешнюю паровую гибридную систему генерации электроэнергии. Система содержит солнечный парогенератор, выходной конец которого соединен с входом (3) пара высокого давления турбоагрегата (2) через первый регулирующий клапан (18), выходной конец для пара внешнего регулятора (15) пара соединен с входом (3) пара высокого давления турбоагрегата (2) через второй регулирующий клапан (20) и второй переключающий клапан (19), выход (4) пара низкого давления турбоагрегата (2) соединен с входным концом конденсационного аппарата (5), а его выходной конец соединен с входным концом деаэратора (6), его выходной конец соединен с входным концом насоса (7) подачи воды, его выходной конец соединен с входным концом оборотной воды солнечного парогенератора через первый переключающий клапан (16), а выходной конец насоса (7) дополнительно соединен с байпасом (11) оборотной воды внешнего пара через четвертый переключающий клапан (23). Система дополнительно содержит резервуар (9) для хранения мягкой воды. Изобретение позволит использовать отработанное тепло промышленного производства для исключения зависимости от погоды и нестабильной и прерывистой концентрации теплового солнечного излучения. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к системе генерации электроэнергии, использующей экологически чистую энергию, а более конкретно к солнечной и внешней паровой гибридной системе генерации электроэнергии.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] С уменьшением запасов традиционных ископаемых видов топлива (угля, нефти, природного газа), в центре внимания находится широко распространенная проблема поиска чистой и возобновляемой энергии. Кроме того, так как загрязнение окружающей среды, вызванное использованием ископаемых видов топлива, непосредственно угрожает выживанию и развитию человечества, это стало всемирным единодушием, чтобы придать особое значение и разработать чистый и возобновляемый источник энергии и уменьшить выбросы SO2 и CO2. Солнечная энергия является предпочтительной в ее широком распространении, неограниченных резервах, чистоте собирания и использования, и нулевом выбросе SO2 и CO2. Тем не менее, масштабное развитие и использование концентрированной солнечной энергии (КСЭ) было в значительной степени ограничено в течение длительного времени из-за проблем, таких как децентрализация солнечной энергии, сильная зависимость от погоды, и нестабильность и прерывистость концентрации теплового излучения. В современном крупномасштабном промышленном производстве образуется большое количество отработанного парового побочного продукта, который имеет очень низкий коэффициент использования. Таким образом, как совместить отработанный пар с КСЭ, является актуальной проблемой, которую необходимо решить исследователям в области технического применения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] С учетом вышеописанных проблем, одной задачей изобретения является обеспечение солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии, которая может полностью использовать отработанное тепло, полученное путем крупномасштабного промышленного производства, для преодоления недостатков обычных солнечных тепловых электростанций, таких как зависимость от погоды и нестабильной и прерывистой концентрации теплового излучения.

[0004] Для достижения вышеприведенной задачи в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, предусмотрена солнечная и внешняя паровая гибридная система генерации электроэнергии, содержащая солнечный парогенератор, внешний регулятор пара, турбоагрегат и генератор мощности, соединенный с турбоагрегатом. Выходной конец для пара солнечного парогенератора соединен с впускным отверстием для пара высокого давления турбоагрегата через первый регулирующий клапан. Выходной конец для пара внешнего регулятора пара также соединен с впускным отверстием для пара высокого давления турбоагрегата через второй регулирующий клапан и второй переключающий клапан. Выходное отверстие для пара низкого давления турбоагрегата подключено к входному концу конденсационного аппарата, а выходной конец конденсационного аппарата подключен к входному концу деаэратора. Выходной конец деаэратора соединен с входным концом насоса подачи воды. Выходной конец насоса подачи воды соединен с входным концом для оборотной воды солнечного парогенератора через первый переключающий клапан. Выходной конец насоса подачи воды дополнительно соединен с байпасом возвратной воды внешнего пара через четвертый переключающий клапан, посредством чего образовывается циркуляционный контур для работы внешнего пара. Регулятор внешнего пара выполнен с возможностью регулировки рабочих условий внешнего пара так, что давление и температура внешнего пара могут соответствовать техническим требованиям турбоагрегата. Основываясь на различных рабочих условиях, внешний регулятор пара является низкотемпературным регулятором давления или подогревателем. Деаэратор выполнен с возможностью удаления кислорода в оборотной воде, таким образом, предотвращая устройства и трубопроводы от окисления и коррозии.

[0005] Предпочтительно, система дополнительно содержит резервуар для хранения мягкой воды. Выход для воды из резервуара для хранения мягкой воды соединен с входом для воды в деаэратор через насос водоподачи, а первый трубопровод, соединяющий выход для воды из резервуара для хранения мягкой воды и вход для воды деаэратора, обеспечен третьим регулирующим клапаном и третьим переключающим клапаном. Следовательно, образована система хранения и пополнения для оборотной воды солнечного парогенератора. Резервуар для хранения мягкой воды выполнен с возможностью хранения мягкой воды, полученной устройством химической обработки воды, где ионы кальция и магния удаляются, что может эффективно предотвратить внутреннее загрязнение. Третий регулирующий клапан и третий переключающий клапан управляют подачей и скоростью потока мягкой воды для пополнения оборотной воды в соответствии с фактическими потерями.

[0006] Предпочтительно, второй трубопровод, ближе к входу пара высокого давления турбоагрегата, обеспечен манометром давления и термометром. Расположение манометра давления и термометра является полезным для контроля давления и температуры пара, вводимого в турбоагрегат, таким образом, удовлетворения требований эксплуатации турбоагрегата.

[0007] В качестве первого усовершенствования изобретения, солнечный парогенератор содержит надземный гелиотермический котел и множество ориентируемых зеркал, согласующихся с ним; выходной конец теплового трубопровода от надземного гелиотермического котла подключен к входу пара высокого давления турбоагрегата через первый регулирующий клапан; а входной конец теплового трубопровода надземного гелиотермического котла подключен к выходному концу насоса подачи воды через первый переключающий клапан. Теплоносителем в надземном гелиотермическом котле является вода, не вовлеченная теплообменником, и вода непосредственно испаряется для получения пара высокой температуры и высокого давления для приведения в действие турбоагрегата. Таким образом, система генерации электроэнергии имеет простую структуру и низкую стоимость производства.

[0008] В качестве второго усовершенствования изобретения, солнечный парогенератор содержит надземный гелиотермический котел и множество ориентируемых зеркал, согласующихся с ним; выходной конец теплового трубопровода от надземного гелиотермического котла подключен к входу теплоносителя регенеративного теплообменника через пятый переключающий клапан, а выход теплоносителя из регенеративного теплообменника соединен с входным концом теплового трубопровода надземного гелиотермического котла через тепловой насос; выход для пара из регенеративного теплообменника соединен с входом для пара высокого давления турбоагрегата через первый регулирующий клапан; а вход для оборотной воды регенеративного теплообменника соединен с выходным концом насоса подачи воды через первый переключающий клапан. Надземный гелиотермический котел использует теплопроводную нефть высокой температуры в качестве теплоносителя, такую как тяжелая нефть, парафин, расплав солей, жидкость, или другую известную теплопроводящую жидкую смесь. Например, температура нагрева смеси бифенила и окиси дифенила может достигать 400°C. Высокотемпературная тепловая среда поглощает солнечную энергию и передает тепловую энергию на воду посредством регенеративного теплообменника. Вода испаряется для получения пара высокой температуры и высокого давления для приведения в действие турбоагрегата для работы стабильно, безопасно и надежно.

[0009] В качестве третьего усовершенствования изобретения, солнечный парогенератор содержит множество солнечных вакуумных тепловых трубопроводов, и множество желобчатого типа параболических рефлекторов, соответствующих им; выходные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов соединены с входом для пара высокого давления турбоагрегата через первый регулирующий клапан; а входные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов соединены с выходным концом насоса для подачи воды через первый переключающий клапан. Теплоносителем в надземном гелиотермическом котле является вода, не вовлеченная теплообменником, и вода непосредственно испаряется для получения пара высокой температуры и высокого давления для приведения в действие турбоагрегата. Таким образом, система генерации электроэнергии имеет простую структуру и низкую стоимость производства.

[0010] В качестве четвертого усовершенствования изобретения, солнечный парогенератор содержит множество солнечных вакуумных тепловых трубопроводов, и множество параболических рефлекторов желобчатого типа, соответствующих им; выходные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов соединены с входом для теплоносителя регенеративного теплообменника через пятый переключающий клапан, а выход для теплоносителя из регенеративного теплообменника соединен с входными концами солнечных вакуумных тепловых трубопроводов через тепловой насос; выход для пара регенеративного теплообменника соединен с входом для пара высокого давления турбоагрегата через первый регулирующий клапан; а вход для оборотной воды регенеративного теплообменника соединен с выходным концом насоса для подачи воды через первый переключающий клапан. Надземный гелиотермический котел использует теплопроводную нефть высокой температуры в качестве теплоносителя, такую как тяжелая нефть, парафин, расплав солей, жидкость, или другую известную теплопроводящую жидкую смесь. Например, температура нагрева смеси бифенила и окиси дифенила передает тепловую энергию к воде посредством регенеративного теплообменника. Вода испаряется для получения пара высокой температуры и высокого давления для приведения в действие турбоагрегата для работы стабильно, безопасно и надежно.

[0011] Принцип работы солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии описывается следующим образом. В дневное время, когда солнечный свет в изобилии, второй переключающий клапан и четвертый переключающий клапан закрыты, первый переключающий клапан открыт, и солнечный парогенератор работает для выработки пара высокой температуры и высокого давления. Пар высокой температуры и высокого давления регулируется первым регулирующим клапаном для достижения номинального давления и расчетной температуры и транспортируется к турбоагрегату для работы по генерации электроэнергии. Пар после выполнения работы охлаждается в конденсационном аппарате для образования воды нормального давления и низкой температуры, которая транспортируется в деаэратор для удаления растворенного кислорода, а затем транспортируется обратно к солнечному парогенератору через насос подачи воды и первый переключающий клапан для следующего оборота. Когда требуется подать оборотную воду, третий переключающий клапан открывается и мягкая вода, хранимая в резервуаре для хранения мягкой воды, всасывается насосом для водоподачи и транспортируется в деаэратор. Скорость потока оборотной воды регулируется третьим регулирующим клапаном.

[0012] В ночное время или дождливые и пасмурные дни, первый переключающий клапан закрывается, первый регулирующий клапан остается в нулевом положении, второй переключающий клапан и четвертый переключающий клапан открываются и, таким образом, подается внешний пар. Отработанный пар от крупномасштабного промышленного производства регулируется внешним регулятором пара и вторым регулирующим клапаном для достижения номинального давления и номинальной температуры, а затем транспортируется к турбоагрегату через второй переключающий клапан для выполнения работы. Пар после выполнения работы охлаждается в конденсационном аппарате для образования воды нормального давления и низкой температуры, которая транспортируется в деаэратор для удаления растворенного кислорода, а затем транспортируется обратно в байпас возвратной воды внешнего пара через насос подачи воды и четвертый переключающий клапан, посредством чего достигается выполнение работы циркуляцией внешнего пара.

[0013] По сравнению с известным уровнем техники, преимущества изобретения можно подытожить следующим образом: паровая энергия для спроектированной системы генерации электроэнергии поступает от чистого и возобновляемого источника энергии, а также как отработанный пар современного крупномасштабного промышленного побочного продукта. По сравнению с генерацией электроэнергии с использованием традиционного ископаемого топлива, устраняются не только выбросы SO2 и CO2, загрязняющие атмосферу, но также и возможности отходящего тепла полностью сохраняются и используются. Кроме того, влияние колебания климата на солнечную энергию смягчается. Таким образом, в любое время дня и ночи, в любой солнечный день и пасмурный день, турбоагрегат способен стабильно работать для генерации электроэнергии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в соответствии с примером 1 изобретения, в котором надземный гелиотермический котел, согласующийся с ориентируемыми зеркалами, непосредственно подает пар для турбоагрегата;

[0015] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в соответствии с примером 2 изобретения, в котором надземный гелиотермический котел, согласующийся с ориентируемыми зеркалами, косвенно подает пар для турбоагрегата через теплообмен;

[0016] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в соответствии с примером 3 изобретения, в котором солнечные вакуумные тепловые трубопроводы, соответствующие желобчатого типа параболическим рефлекторам, непосредственно подают пар для турбоагрегата; и

[0017] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в соответствии с примером 4 изобретения, в котором солнечные вакуумные тепловые трубопроводы, соответствующие желобчатого типа параболическим рефлекторам, косвенно подают пар для турбоагрегата через теплообмен.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0018] Для дополнительной иллюстрации изобретения, эксперименты с подробной солнечной и внешней паровой гибридной системой генерации электроэнергии описаны ниже. Следует отметить, что следующие примеры предназначены для описания, а не для ограничения изобретения.

Пример 1

[0019] Как представлено на Фиг. 1, солнечная и внешняя паровая гибридная система генерации электроэнергии в основном содержит: солнечный парогенератор, внешний паровой регулятор 15, турбоагрегат 2 и генератор 1 мощности, соединенный с турбоагрегатом 2, конденсационный аппарат 5, деаэратор 6, насос 7 подачи воды, резервуар 9 для хранения мягкой воды и насос 8 водоподачи, которые собраны с помощью трубопроводов и клапанов. Клапаны содержат первый переключающий клапан 16, второй переключающий клапан 19, третий переключающий клапан 21, четвертый переключающий клапан 23, и пятый переключающий клапан 17 для управления подключением и отключением трубопроводов, и первый регулирующий клапан 18, второй регулирующий клапан 20, и третий регулирующий клапан 22 для регулирования скорости потока в трубопроводах.

[0020] Солнечный парогенератор дополнительно содержит надземный гелиотермический котел 13 и множество ориентируемых зеркал 14, согласующихся с ним. Ориентируемые зеркала 14 способны следить за солнцем для того, чтобы солнечный свет всегда концентрировался на тепловом трубопроводе надземного гелиотермического котла 13. Выходной конец теплового трубопровода от надземного гелиотермического котла 13 соединен с входом 3 для пара высокого давления турбоагрегата 2 через пятый переключающий клапан 17 и первый регулирующий клапан 18. Выходной конец для пара внешнего парового регулятора 15 также соединен с входом 3 для пара высокого давления турбоагрегата 2 через второй регулирующий клапан 20 и второй переключающий клапан 19. Второй трубопровод ближе к входу 3 для пара высокого давления турбоагрегата 2 снабжен манометром давления Р и термометром T для непосредственного отображения параметров давления и температуры пара.

[0021] Выход 4 для пара низкого давления турбоагрегата 2 соединен с входным концом конденсационного аппарата 5, а выходной конец конденсационного аппарата 5 соединен с входным концом деаэратора 6. Выход для воды резервуара 9 для хранения мягкой воды соединен с входом для воды деаэратора 6 через водоподающий насос 8. Третий регулирующий клапан 22 и третий переключающий клапан 21 расположены на первом трубопроводе, соединяющем выход для воды резервуара 9 для хранения мягкой воды 9 и вход для воды деаэратора 6 для управления открытием и закрытием трубопровода водоподачи и объемом подаваемой воды. Выходной конец деаэратора 6 соединен с входным концом насоса 7 подачи воды; а выходной конец насоса 7 подачи воды соединен с входным концом теплового трубопровода надземного гелиотермического котла 13 через первый переключающий клапан 16, тем самым образовывая циркуляционный контур солнечного парогенератора. Выходной конец насоса 7 подачи воды дополнительно соединен с байпасом 11 возвратной воды внешнего пара через четвертый переключающий клапан 23, тем самым образовывая циркуляционный контур для работы внешнего пара.

[0022] Рабочий процесс солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в примере 1 выглядит следующим образом: в дневное время, когда солнечный свет в изобилии, второй переключающий клапан 19 и четвертый переключающий клапан 23 закрыты, первый переключающий клапан 16, третий переключающий клапан 21 и пятый переключающий клапан 17 открыты, и система работает в состоянии генерации электроэнергии от концентрированного солнечного тепла. В это время ориентируемые зеркала 14 следят за солнечным светом и концентрируют тепловую энергию солнечного света на тепловом трубопроводе надземного гелиотермического котла 13 для нагрева оборотной воды в нем для образования пара высокой температуры и высокого давления. Пар высокой температуры и высокого давления выводится из теплового трубопровода надземного гелиотермического котла 13, регулируется посредством первого регулирующего клапана 18 для достижения номинального давления и номинальной температуры, и транспортируется к турбоагрегату 2 для выполнения работы по генерации электроэнергии. Пар, после выполнения работы охлаждается в конденсационном аппарате 5 для образования воды нормального давления и низкой температуры приблизительно 40°С, которая транспортируется в деаэратор 6 для удаления растворенного кислорода, а затем транспортируется обратно в тепловой трубопровод надземного гелиотермического котла 13 через насос 7 подачи воды для следующего оборота. Тем временем, накопленная поверхностная вода или же вода из скважины предварительно очищается, обрабатывается с помощью установки для химической обработки воды для удаления из нее ионов кальция и магния, и транспортируется и хранится в резервуаре 9 для мягкой воды. Когда необходимая вода должна быть поставлена, мягкая вода всасывается насосом 8 водоподачи, скорость потока воды затем регулируется третьим регулирующим клапаном 22, и мягкая вода транспортируется в деаэратор 6 для пополнения потери воды.

[0023] В ночное время или в дождливые и пасмурные дни, первый переключающий клапан 16, третий переключающий клапан 21, и пятый клапан 17 закрываются, первый регулирующий клапан 18 и третий регулирующий клапан 22 остаются при нулевом положении, второй переключающий клапан 19 и четвертый переключающий клапан 23 открыты, и система работает в состоянии генерации электроэнергии от внешнего пара. Внешний отработанный пар вводится во внешний регулятор 15 пара для уменьшения давления и температуры или увеличения давления и температуры в соответствии с практическим рабочим состоянием отработанного пара, затем точно регулируется вторым регулирующим клапаном для достижения номинального давления и номинальной температуры и транспортируется в турбоагрегат 2 для выполнения работы. Пар после выполнения работы охлаждается в конденсационном аппарате 5 для образования воды нормального давления и низкой температуры приблизительно 40°С, которая транспортируется в деаэратор 6 для удаления растворенного кислорода, а затем транспортируется обратно к внешнему источнику отработанного пара через насос 7 подачи воды и байпас 11 возвратной воды внешнего пара или транспортируется и хранится в резервуаре 9 для хранения мягкой воды.

Пример 2

[0024] Как представлено на Фиг. 2, солнечная и внешняя паровая гибридная система генерации электроэнергии, прежде всего, содержит: солнечный парогенератор, внешний регулятор 15 пара, турбоагрегат 2 и генератор 1 мощности, соединенный с турбоагрегатом 2, конденсационный аппарат 5 , деаэратор 6, насос 7 подачи воды, резервуар 9 для хранения мягкой воды, и насос 8 водоподачи, которые собраны с помощью трубопроводов и клапанов. Клапаны содержат первый переключающий клапан 16, второй переключающий клапан 19, третий переключающий клапан 21, четвертый переключающий клапан 23, и пятый переключающий клапан 17 для управления подключением и отключением трубопроводов, и первый регулирующий клапан 18, второй регулирующий клапан 20, и третий регулирующий клапан 22 для регулирования скорости потока в трубопроводах.

[0025] Солнечный парогенератор дополнительно содержит надземный гелиотермический котел 13 и множество ориентируемых зеркал 14, согласующихся с ним. Ориентируемые зеркала 14 способны следить за солнцем для того, чтобы солнечный свет всегда концентрировался на тепловом трубопроводе надземного гелиотермического котла 13. Выходной конец теплового трубопровода надземного гелиотермического котла 13 соединен с входом для теплоносителя регенеративного теплообменника 12 через пятый переключающий клапан 17, а выход теплоносителя из регенеративного теплообменника 12 соединен с входным концом теплового трубопровода надземного гелиотермического котла 13, через тепловой насос 10. Теплоносителем является смешанный раствор, содержащий бифенил и окись дифенила, заполненный в регенеративный теплообменник 12, снабженный теплоизоляционным слоем. Когда теплоноситель поглощает тепло, его температура увеличивается примерно до 400°С, чего достаточно для того, чтобы быть использованным для теплообмена для получения пара высокой температуры и высокого давления. Выход пара из регенеративного теплообменника 12 соединен с входом 3 для пара высокого давления турбоагрегата 2 через первый регулирующий клапан 18. Выходной конец для пара внешнего парового регулятора 15 также соединен с входом 3 для пара высокого давления турбоагрегата 2 через второй регулирующий клапан 20 и второй переключающий клапан 19. Второй трубопровод ближе к входу 3 для пара высокого давления турбоагрегата 2 снабжен манометром давления Р и термометром T для непосредственного отображения параметров давления и температуры пара.

[0026] Выход 4 для пара низкого давления турбоагрегата 2 соединен с входным концом конденсационного аппарата 5, а выходной конец конденсационного аппарата 5 соединен с входным концом деаэратора 6. Выход для воды резервуара 9 для хранения мягкой воды соединен с входом для воды деаэратора 6 через насос 8 водоподачи. Третий регулирующий клапан 22 и третий переключающий клапан 21 расположены на первом трубопроводе, соединяющем выход для воды резервуара 9 для хранения мягкой воды 9 и вход для воды деаэратора 6, для управления открытием и закрытием трубопровода водоподачи и объемом подаваемой воды. Выходной конец деаэратора 6 соединен с входным концом насоса 7 подачи воды; а выходной конец насоса 7 подачи воды соединен с входом оборотной воды регенеративного теплообменника 12 через первый переключающий клапан 16, тем самым образовывая циркуляционный контур солнечного парогенератора. Выходной конец насоса 7 подачи воды дополнительно соединяется с байпасом 11 возвратной воды внешнего пара через четвертый переключающий клапан 23, тем самым образовывая циркуляционный контур для работы внешнего пара.

[0027] Рабочий процесс солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в примере 2 выглядит следующим образом: в дневное время, когда солнечный свет в изобилии, второй переключающий клапан 19 и четвертый переключающий клапан 23 закрыты, первый переключающий клапан 16, третий переключающий клапан 21 и пятый переключающий клапан 17 открыты, и система работает в состоянии генерации электроэнергии от концентрированного солнечного тепла. В это время, ориентируемые зеркала 14 следят за солнечным светом и концентрируют тепловую энергию солнечного света на тепловом трубопроводе надземного гелиотермического котла 13, чтобы дать возможность теплоносителю в нем, смешанному раствору, содержащему бифенил и окись дифенила, поглощать тепло. Смешанный раствор, содержащий бифенил и окись дифенила, нагревается приблизительно до 400°С, поступает в регенеративный теплообменник 12 через пятый переключающий клапан 17 и обменивается теплом с оборотной водой в другом трубопроводе регенеративного теплообменника 12. Таким образом, температура смешанного раствора, содержащего бифенил и окись дифенила постепенно уменьшается, приблизительно до 245°С после вытекания из регенеративного теплообменника 12. Смешанный раствор, содержащий бифенил и окись дифенила, транспортируется обратно к тепловому трубопроводу надземного гелиотермического котла 13, приводом теплового насоса 10, для следующего оборота поглощения солнечной энергии. Оборотная вода в регенеративном теплообменнике 12 преобразуется в пар высокой температуры и высокого давления после теплообмена с высокотемпературным смешанным раствором, содержащим бифенил и окись дифенила. Пар высокой температуры и высокого давления выводится из регенеративного теплообменника 12, регулируется посредством первого регулирующего клапана 18 для достижения номинального давления и номинальной температуры, а затем транспортируется в турбоагрегат 2, для выполнения работы. Пар после выполнения работы охлаждается в конденсационном аппарате 5 для образования воды нормального давления и низкой температуры приблизительно 40°С, которая транспортируется в деаэратор 6 для удаления растворенного кислорода, а затем транспортируется обратно в регенеративный теплообменник 12 для теплообмена через насос 7 подачи воды, тем самым образования снова пара высокой температуры и высокого давления. Тем временем, накопленная поверхностная вода или же вода из скважины предварительно очищается, обрабатывается с помощью установки для химической обработки воды для удаления из нее ионов кальция и магния, и транспортируется и хранится в резервуаре 9 для мягкой воды. Когда необходимая вода должна быть подана, мягкая вода всасывается насосом 8 водоподачи, скорость потока воды затем регулируется третьим регулирующим клапаном 22, и мягкая вода транспортируется в деаэратор 6 для пополнения потери воды.

[0028] В ночное время или в дождливые и пасмурные дни, первый переключающий клапан 16, третий переключающий клапан 21, и пятый клапан 17 закрываются, первый регулирующий клапан 18 и третий регулирующий клапан 22 остаются в нулевом положении, второй переключающий клапан 19 и четвертый переключающий клапан 23 открываются, и система работает в состоянии генерации электроэнергии от внешнего пара. Внешний отработанный пар вводится во внешний регулятор 15 пара для уменьшения давления и температуры или увеличения давления и температуры в соответствии с практическим рабочим состоянием отработанного пара, затем точно регулируется вторым регулирующим клапаном для достижения номинального давления и номинальной температуры и транспортируется в турбоагрегат 2 для выполнения работы. Пар после выполнения работы охлаждается в конденсационном аппарате 5 для образования воды нормального давления и низкой температуры приблизительно 40°С, которая транспортируется в деаэратор 6 для удаления растворенного кислорода, а затем транспортируется обратно к внешнему источнику отработанного пара через насос 7 подачи воды и байпас 11 возвратной воды внешнего пара или транспортируется и хранится в резервуаре 9 для хранения мягкой воды.

Пример 3

[0029] Как представлено на Фиг. 3, структура солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в основном такая же, как представлено на Фиг. 1 за исключением некоторых незначительных изменений, где солнечный парогенератор содержит множество солнечных вакуумных тепловых трубопроводов 13′ и множество желобчатого типа параболических рефлекторов 14′, согласующихся с ними. Выходные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов 13′ соединены с входом 3 пара высокого давления 3 турбоагрегата 2 через пятый переключающий клапан 17 и первый регулирующий клапан 18. Входные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов 13′ соединены к выходному концу насоса 7 подачи воды через первый переключающий клапан 16. Рабочие процессы двух, солнечной и внешней паровой гибридной систем генерации электроэнергии, в основном те же самые, так что они не будут повторно поясняться здесь.

Пример 4

[0030] Как представлено на Фиг. 4, структура солнечной и внешней паровой гибридной системы генерации электроэнергии в основном та же самая, что и на Фиг. 2 за исключением некоторых незначительных изменений, где солнечный парогенератор содержит множество солнечных вакуумных тепловых трубопроводов 13′ и множество желобчатого типа параболических рефлекторов 14′, согласующихся с ними. Выходные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов соединены к входу для теплоносителя регенеративного теплообменника 12 через первый переключающий клапан 17. Выход для теплоносителя из регенеративного теплообменника 12 соединен с входными концами солнечных вакуумных тепловых трубопроводов 13′ через тепловой насос 10. Выход пара регенеративного теплообменника 12 соединен с входом 3 пара высокого давления турбоагрегата 2 через первый регулирующий клапан 18. Вход оборотной воды регенеративного теплообменника 12 подключен к выходному концу насоса 7 подачи воды через первый переключающий клапан 16. Рабочие процессы двух, солнечной и внешней паровой гибридной систем генерации электроэнергии, в основном те же самые, так что они не будут повторно поясняться здесь.

1. Солнечная и внешняя паровая гибридная система генерации электроэнергии, содержащая солнечный парогенератор, внешний регулятор пара (15), турбоагрегат (2), и генератор (1) мощности, соединенный с турбоагрегатом (2), отличающаяся тем, что выходной конец солнечного парогенератора соединен с входом (3) пара высокого давления турбоагрегата (2) через первый регулирующий клапан (18); выходной конец для пара внешнего регулятора (15) пара также соединен с входом (3) пара высокого давления турбоагрегата (2) через второй регулирующий клапан (20) и второй переключающий клапан (19); выход (4) пара низкого давления турбоагрегата (2) соединен с входным концом конденсационного аппарата (5), а выходной конец конденсационного аппарата (5) соединен с входным концом деаэратора (6); выходной конец деаэратора (6) соединен с входным концом насоса (7) подачи воды; выходной конец насоса (7) подачи воды соединен с входным концом оборотной воды солнечного парогенератора через первый переключающий клапан (16); а выходной конец насоса (7) подачи воды дополнительно соединен с байпасом (11) оборотной воды внешнего пара через четвертый переключающий клапан (23),
причем система дополнительно содержит резервуар (9) для хранения мягкой воды, при этом выход для воды из резервуара (9) для хранения мягкой воды соединен входом для воды деаэратора (6) через насос (8) водоподачи, а первый трубопровод, соединяющий выход для воды из резервуара (9) для хранения мягкой воды и вход для воды деаэратора (6), снабжен третьим регулирующим клапаном (22) и третьим переключающим клапаном (21).

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второй трубопровод вблизи входа (3) для пара высокого давления турбоагрегата (2) снабжен манометром (Р) давления и термометром (Т).

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что солнечный парогенератор содержит надземный гелиотермический котел (13) и множество ориентируемых зеркал (14), согласующихся с ним; выходной конец теплового трубопровода надземного гелиотермического котла (13) присоединен к входу (3) пара высокого давления турбоагрегата (2) через первый регулирующий клапан
(18); а входной конец теплового трубопровода надземного гелиотермического котла (13) присоединен к выходному концу насоса (7) подачи воды через первый переключающий клапан (16).

4. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что солнечный парогенератор содержит надземный гелиотермический котел (13) и множество ориентируемых зеркал (14), согласующихся с ним; выходной конец теплового трубопровода надземного гелиотермического котла (13) соединен с входом для теплоносителя регенеративного теплообменника (12) через пятый переключающий клапан (17), а выход для теплоносителя регенеративного теплообменника (12) соединен с входным концом теплового трубопровода надземного гелиотермического котла (13) через тепловой насос (10); выход для пара из регенеративного теплообменника (12) соединен с входом (3) для пара высокого давления турбоагрегата (2) через первый регулирующий клапан (18); а вход для оборотной воды регенеративного теплообменника (12) соединен с выходным концом насоса (7) подачи воды через первый переключающий клапан (16).

5. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что солнечный парогенератор содержит множество солнечных вакуумных тепловых трубопроводов (13') и множество параболических рефлекторов (14') желобчатого типа, согласующихся с ними; выходные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов (13') соединены с входом (3) для пара высокого давления турбоагрегата (2) через первый регулирующий клапан (18); а входные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов (13') присоединены к выходному концу насоса (7) подачи воды через первый переключающий клапан (16).

6. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что солнечный парогенератор содержит множество солнечных вакуумных тепловых трубопроводов (13') и множество параболических рефлекторов (14') желобчатого типа, согласующихся с ними; выходные концы солнечных вакуумных тепловых трубопроводов (13') соединены с входом для теплоносителя регенеративного теплообменника (12) через пятый переключающий клапан (17), а выход для теплоносителя из регенеративного теплообменника (12) соединен с входными концами солнечных вакуумных тепловых трубопроводов (13') через тепловой насос (10); выход для пара из регенеративного теплообменника (12) соединен с входом (3) для пара высокого давления турбоагрегата (2) через первый регулирующий клапан (18); а вход для оборотной воды регенеративного теплообменника (12) соединен с выходным концом насоса (7) подачи воды через первый переключающий клапан (16).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к альтернативной (солнечной) энергетике и может быть использовано для преобразования энергии солнца в электрическую. Технический результат заключается в увеличении поверхностной плотности солнечной энергии, воздействующей на поверхность солнечных батарей или на спаи термоэлектрического генератора, которая происходит за счет суммарного отражения солнечных лучей от отражающих поверхностей, облучаемых лучевой энергией, проходящей через оптические линзы.

Комплементарная система подачи тепловой энергии с использованием солнечной энергии и биомассы принадлежит к области использования чистой энергии. Система содержит устройство, концентрирующее солнечные лучи, емкость (1) для хранения солнечного тепла, энергоустановку на биомассе, устройство охлаждения и замораживания для охлаждения и систему нагревания воды для центрального нагревания.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами солнечного излучения для получения электричества и тепла. В солнечном модуле, содержащем концентратор и приемник излучения и имеющем рабочую поверхность, на которую падает солнечное излучение и на которой установлена отклоняющая оптическая система, выполненная в виде жалюзи из зеркальных фацет, имеющая поверхности входа и выхода лучей, согласно изобретению зеркальные фацеты выполнены в виде цилиндрических зеркальных отражателей с радиусом кривизны R и плоскостью входа лучей шириной d, угол выхода лучей β1 для цилиндрических зеркальных отражателей, угол φ0 наклона плоскости входа лучей цилиндрических зеркальных отражателей и их радиус кривизны R при нормальном падении лучей на рабочую поверхность модуля связаны соотношениями, указанными в формуле изобретения.

Изобретение относится к энергетике, а именно к энергетике преобразования солнечного излучения в электричество с помощью тепловых машин, и может быть использовано, в частности, в солнечных электрических станциях башенного типа.
Изобретение относится к гибридным энергетическим системам. Комплексная электростанция на дирижабле с подъемной силой пара состоит из ветреной и солнечной частей.

Изобретение относится к гелиотехнике и может использоваться в системах управления солнечным концентраторным модулем для получения электрической и тепловой энергии.

Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике и касается создания солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками и концентраторами солнечного излучения в виде параболоцилиндров.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и гелиотехники. Система автономного энергообеспечения потребителей электроэнергии башни сетчатой конструкции содержит, по крайней мере, один ветромодуль, связанный с башней сетчатой конструкции, аккумуляторные батареи и систему преобразования и управления электропитанием.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к комбинированным концентраторным солнечным энергетическим установкам с охлаждаемыми двухсторонними фотоэлектрическими солнечными модулями (ФСМ) для преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую.

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, а именно к ветроэнергетике. Солнечно-конвективная электростанция содержит один или несколько воздуховодов, один или несколько электрогенераторов, коллектор, в котором установлена либо не установлена система нагрева воздуха, установлена либо не установлена система тепловых насосов, одну или несколько турбин, систему тросов, систему шлангов и газовый комплекс.

Комплементарная система подачи тепловой энергии с использованием солнечной энергии и биомассы принадлежит к области использования чистой энергии. Система содержит устройство, концентрирующее солнечные лучи, емкость (1) для хранения солнечного тепла, энергоустановку на биомассе, устройство охлаждения и замораживания для охлаждения и систему нагревания воды для центрального нагревания.

Изобретение относится к способу генерации электроэнергии, использующему природную энергию, на основе накопления и хранения энергии и соответствующей системе генерации электроэнергии.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ производства энергии, заключающийся в том, что выработку энергии производят за счет вращения рабочих лопаток ветром, ускоренным сооружением, выполненным в виде сопла Лаваля в верхней части, а в нижней - представляющей из себя плоскость, и за счет солнечных батарей, а также за счет солнечных лучей, которые попадают на батарею, за счет их отражения от внутренней плоскости сопла Лаваля.

Изобретение относится к энергетике по выработке электроэнергии с использованием солнечной лучистой энергии. .

Изобретение относится к области гелиоэнергетики. .

Изобретение относится к солнечным теплоэлектростанциям. .

Изобретение относится к области солнечных теплоэлектростанций. .

Изобретение относится к космической технике и предназначено, в основном, для производства электроэнергии на Луне. .

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано при создании аэродинамических гелиостанций. .

Изобретение относится к области промышленной и корабельной энергетики, преимущественно к транспортным и стационарным паротурбинным установкам. .
Наверх