專利名稱：一種高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及新能源利用的技術(shù)領域，尤其涉及一種高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在海島、海岸以及偏遠地區(qū)，輸送電成本高，淡水資源貧乏，極大制約生產(chǎn)、 生活以及國防建設。在海島，如果采用運輸方式，包括運輸?shù)⑷加偷确绞?，成本高昂，時間花費長，人員、船只等風險較高；在人煙稀少的海岸和偏遠地區(qū)，安裝輸送線路成本高，維護費用、折舊費用等也相對昂貴，影響因素(天氣、環(huán)境、生物等)多。因而有必要提出一種能夠利用新能源獨立產(chǎn)生電力和淡水的解決方案，為生產(chǎn)、生活和海防建設作出貢獻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，能夠有效利用新能源，實現(xiàn)獨立發(fā)電、制淡和制冷，提高使用效率，減少裝機容量從而減少初期投資。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，包括新能源產(chǎn)出單元和能源轉(zhuǎn)化利用單元，還包括高溫蓄熱鍋爐；所述新能源產(chǎn)出單元，包括風力發(fā)電系統(tǒng)；所述高溫蓄熱鍋爐，其鍋爐內(nèi)裝有高溫相變介質(zhì)，包括安裝于鍋爐內(nèi)上部位置的蒸汽發(fā)生器和安裝于鍋爐內(nèi)下部位置的電加熱元件，該鍋爐內(nèi)部還設有隔離層將所述上部位置和下部位置進行傾斜隔離，且所述隔離層的上部和下部均設有出口 ；所述風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出端與所述電加熱元件相連接，所述蒸汽發(fā)生器的輸出端與能源轉(zhuǎn)化利用單元的輸入端相連接。優(yōu)選地，所述新能源產(chǎn)出單元還包括太陽能集熱系統(tǒng)，所述高溫蓄熱鍋爐內(nèi)部的下部位置還設有換熱器，所述太陽能集熱系統(tǒng)的輸出端與換熱器相連接。優(yōu)選地，所述太陽能集熱系統(tǒng)采用槽式聚光系統(tǒng)、塔式或者菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述能源轉(zhuǎn)化利用單元中包括多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)，該多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)通過開關閥與所述蒸汽發(fā)生器連接。優(yōu)選地，所述能源轉(zhuǎn)化利用單元中包括多效吸收式制冷機，該多效吸收式制冷機通過開關閥與所述蒸汽發(fā)生器連接。優(yōu)選地，所述能源轉(zhuǎn)化利用單元中包括汽輪機，以及與汽輪機連接的發(fā)電機和/ 或多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)；所述汽輪機通過開關閥與所述蒸汽發(fā)生器連接。優(yōu)選地，所述高溫蓄熱鍋爐內(nèi)的上部位置還安裝有過熱器，該過熱器連接于所述蒸汽發(fā)生器和能源轉(zhuǎn)化利用單元之間。優(yōu)選地，所述高溫蓄熱鍋爐的外部還設有流量控制閥，該流量控制閥與所述高溫蓄熱鍋爐內(nèi)部的蒸汽發(fā)生器相連接。本發(fā)明的有益效果是
采用本發(fā)明，可以減小風電裝機量，降低投資成本，有利于推廣使用；在空載使用時的風電富余部分轉(zhuǎn)化為熱能，進一步換熱進行高溫海水淡化進行儲存，對比蓄電、蓄熱擴容，其建造或者安裝成本、維護成本都大幅度降低，安全穩(wěn)定性提高；將電加熱、蒸汽發(fā)生單元、過熱單元等集成在一個爐體內(nèi)，系統(tǒng)效率提高，成本降低；采用相變蓄熱方式，其蓄能密度增加，延長惡劣天氣時的生產(chǎn)、生活和國防建設獨自供能時間，有效減少能源運輸量和成本。本次發(fā)明最大有益使用地為海島地區(qū)、海岸和偏遠地區(qū)。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1為本發(fā)明實施例提供的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖號說明1、能源產(chǎn)出部分；3、能源轉(zhuǎn)化利用部分；5、換熱器；7、隔離層；9、汽輪機；11、發(fā)電機；13、多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)；15、風力發(fā)電系統(tǒng)；17、流量控制閥
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參閱圖1，本實施例中高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)分為三個部分，分別為能源產(chǎn)出單元1、高溫蓄熱鍋爐2、能源轉(zhuǎn)化利用單元3。各個部分分別如下所述能源產(chǎn)出單元1 包括風力發(fā)電系統(tǒng)15，還可以包括太陽能集熱系統(tǒng)4 ；風力發(fā)電系統(tǒng)15利用風能發(fā)電，產(chǎn)生的電力一部分被儲存，富余的部分送入高溫蓄熱鍋爐2以加熱爐內(nèi)的高溫相變介質(zhì)；太陽能集熱系統(tǒng)4用于收集太陽能并將其送入高溫蓄熱鍋爐2以加熱爐內(nèi)的高溫相變介質(zhì)，太陽能集熱系統(tǒng)4可以為槽式聚光系統(tǒng)，也可以為塔式或者菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)；高溫蓄熱鍋爐2 內(nèi)裝有高溫相變介質(zhì)，該高溫相變介質(zhì)用于收集富余風電甚至太陽能并進行儲存；爐內(nèi)集成有換熱器5、電加熱元件6、蒸汽發(fā)生器8，也可集成有過熱器 14 (如果有需要)，其中的蒸汽發(fā)生器8管路產(chǎn)生高溫蒸汽，通過流量控制閥17對蒸汽溫度進行調(diào)節(jié)，且蒸汽發(fā)生器8、過熱器5位于鍋爐內(nèi)的較上位置，電加熱元件6、換熱器5 (如果有太陽能熱源)位于鍋爐內(nèi)的較下位置，高溫蓄熱鍋爐2內(nèi)部還設有隔離層7將以上兩個部分進行傾斜隔離；能源利用轉(zhuǎn)化單元3，可以包括多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)13、多效吸收式制冷機12、
2、高溫蓄熱鍋爐；
4、太陽能集熱系統(tǒng)；
6、電加熱元件；
8、蒸汽發(fā)生器；
10、多級閃蒸海水淡化系統(tǒng);
12、多效吸收式制冷機；
14、過熱器;
16、開關閥汽輪機9以及分別與汽輪機9連接的發(fā)電機11和多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)10 ；上述系統(tǒng)在工作過程中，在風電充足時，電力的富余部分在高蓄熱鍋爐2中通過電加熱元件6將電能轉(zhuǎn)化為熱能進行儲存；在天氣晴好時，利用太陽能集熱系統(tǒng)4收集太陽能并在高蓄熱鍋爐2中通過換熱器5將太陽能換熱存儲。在鍋爐內(nèi)部，蒸汽發(fā)生器8產(chǎn)生蒸汽(如果需要也可以增加過熱器)推動汽輪機9發(fā)電；通常運行時，高溫蓄熱鍋爐2產(chǎn)生的蒸汽送入能源轉(zhuǎn)化利用單元3中，由其發(fā)電、制淡和制冷。因為鍋爐內(nèi)介質(zhì)為高溫相變介質(zhì)，儲存相變潛熱容量大，結(jié)構(gòu)簡單、安全、穩(wěn)定，可以保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，保證長期惡劣天氣下的生產(chǎn)、生活和海防需要。下面將詳細描述本實施例中高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)的工作過程如圖1所示，能源產(chǎn)出單元1中風力發(fā)電系統(tǒng)15產(chǎn)生的電力，一部分儲存和直接使用，富余部分進入高溫蓄熱鍋爐2并通過電加熱元件6加熱鍋爐2中裝有的高溫相變介質(zhì)。能源產(chǎn)出單元1中也可以添加太陽能集熱系統(tǒng)4，通過換熱器5加熱鍋爐2中的高溫相變介質(zhì)。高溫相變介質(zhì)升溫后通過隔層7上面出口加熱蒸汽發(fā)生器8中的水(具有流量控制)，按照需求可以添加過熱器14對蒸汽發(fā)生器流出的蒸汽進行加熱，高溫相變介質(zhì)加熱蒸汽發(fā)生器8、過熱器14后溫度降低密度增加介質(zhì)向下流動(或者凝固下降)并通過隔層 7下面出口沉降。流出的高壓蒸汽按照需求和要求可以進入多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)13進行制淡并儲存；高壓蒸汽也可以進入汽輪機9連接發(fā)電機11進行發(fā)電提高生產(chǎn)生活需要，汽輪機9產(chǎn)生的乏汽進入多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)10進行制淡，高壓蒸汽也可以進入多效吸收式制冷機12作為高溫熱源進行制冷。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明。本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，包括新能源產(chǎn)出單元和能源轉(zhuǎn)化利用單元，其特征在于，還包括高溫蓄熱鍋爐；所述新能源產(chǎn)出單元，包括風力發(fā)電系統(tǒng)；所述高溫蓄熱鍋爐，其鍋爐內(nèi)裝有高溫相變介質(zhì)，包括安裝于鍋爐內(nèi)上部位置的蒸汽發(fā)生器和安裝于鍋爐內(nèi)下部位置的電加熱元件，該鍋爐內(nèi)部還設有隔離層將所述上部位置和下部位置進行傾斜隔離，且所述隔離層的上部和下部均設有出口 ；所述風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出端與所述電加熱元件相連接，所述蒸汽發(fā)生器的輸出端與能源轉(zhuǎn)化利用單元的輸入端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述新能源產(chǎn)出單元還包括太陽能集熱系統(tǒng)，所述高溫蓄熱鍋爐內(nèi)部的下部位置還設有換熱器，所述太陽能集熱系統(tǒng)的輸出端與換熱器相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能集熱系統(tǒng)采用槽式聚光系統(tǒng)、塔式或者菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述能源轉(zhuǎn)化利用單元中包括多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)，該多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)通過開關閥與所述蒸汽發(fā)生器連接。
5.如權(quán)利要求1所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述能源轉(zhuǎn)化利用單元中包括多效吸收式制冷機，該多效吸收式制冷機通過開關閥與所述蒸汽發(fā)生器連接。
6.如權(quán)利要求1所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述能源轉(zhuǎn)化利用單元中包括汽輪機，以及與汽輪機連接的發(fā)電機和/或多級閃蒸海水淡化系統(tǒng)；所述汽輪機通過開關閥與所述蒸汽發(fā)生器連接。
7.如權(quán)利要求1、4、5或者6所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫蓄熱鍋爐內(nèi)的上部位置還安裝有過熱器，該過熱器連接于所述蒸汽發(fā)生器和能源轉(zhuǎn)化利用單元之間。
8.如權(quán)利要求1所述的高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫蓄熱鍋爐的外部還設有流量控制閥，該流量控制閥與所述高溫蓄熱鍋爐內(nèi)部的蒸汽發(fā)生器相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫蓄熱型新能源利用系統(tǒng)，包括新能源產(chǎn)出單元、能源轉(zhuǎn)化利用單元和高溫蓄熱鍋爐；所述新能源產(chǎn)出單元，包括風力發(fā)電系統(tǒng)；所述高溫蓄熱鍋爐，其鍋爐內(nèi)裝有高溫相變介質(zhì)，包括安裝于鍋爐內(nèi)上部位置的蒸汽發(fā)生器和安裝于鍋爐內(nèi)下部位置的電加熱元件，該鍋爐內(nèi)部還設有隔離層將所述上部位置和下部位置進行傾斜隔離，且所述隔離層的上部和下部均設有出口；所述風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出端與所述電加熱元件相連接，所述蒸汽發(fā)生器的輸出端與能源轉(zhuǎn)化利用單元的輸入端相連接。本發(fā)明為一種適用于獨立發(fā)電、制淡和制冷的新能源系統(tǒng)，能有效解決風能、太陽能的不穩(wěn)定輸出和受天氣影響問題，減少裝機容量從而減少初期投資，提高使用效率。
文檔編號F01K11/02GK102278285SQ201110186930
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者廉永旺, 李華山, 王顯龍, 馬偉斌 申請人:中國科學院廣州能源研究所