基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统及工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统及工作方法，所述系统包括：太阳能集热板、第一发生器、分离器、汽轮机、第一回热器、第二回热器、混合器、第一冷凝器、喷射器、第二冷凝器和蒸发器。本发明专利技术提供的新型海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，主要由两个子系统组成，其中一个是Kalina循环发电系统，另一个是喷射制冷系统；通过将Kalina循环系统与喷射制冷循环有机结合起来，以太阳能为辅热热源，利用海洋温差能发电技术，能够在实现发电的同时提供冷量。在实现发电的同时提供冷量。在实现发电的同时提供冷量。

【技术实现步骤摘要】
基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统及工作方法


[0001]本专利技术属于新型余热发电
，特别涉及一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统及工作方法。

技术介绍

[0002]如今，随着能源需求的日益增加，在实现绿色低碳经济转型的需求推动下，开发利用可再生能源逐渐成为我国乃至全球的焦点。海洋是地球上巨大的可再生能源储存体，覆盖地球约70％的海洋所吸收的太阳能相当于2500亿桶石油，海洋蕴藏着丰富的热能、动能、化学能及生物质能；其中，海洋温差能具有绿色无污染、能量储存量大、性能稳定的特点，相比潮汐能以及波浪能，它的开发潜力更大，如果可以开发出低温度梯度、高性能的换热材料，海洋温差能的自身潜力将得到最大化利用。
[0003]海洋温差能利用的一种重要方式就是温差能发电(Ocean Thermal Energy Conversion，简称OTEC)，它主要利用热力循环系统完成，低沸点工质吸收温海水的热量汽化，汽化后的工质进入汽轮机中膨胀做功，汽轮机出口的乏汽在冷凝器中与冷海水换热并冷凝为液态工质，经工质泵送回蒸发器中完成一次循环。每年海洋温差能的发电潜力大约是87600TWh，而每年全球的电力需求大约为16000TWh。OTEC发电系统由最初的朗肯循环到如今应用较广的Kalina循环。
[0004]虽然海上温差能发电理论上具有可行性，但实际上仍存在一些技术难题，包括：
[0005](1)循环热效率较低：由于海洋表层海水与深层海水之间的温差较小，只有15℃～25℃，因此理论上朗肯循环的热效率还不到7％；
[0006](2)系统的管路排管较困难；
[0007](3)由于所需抽吸的海水量较大，海水泵耗功也较大；
[0008](4)换热器的换热系数目前仍较低。
[0009]通常，冷、热海水之间的温差每增加1℃，可利用的能量就会相对增加15％，为了进一步提高热源利用率，越来越多的相关研究关注了联合循环，即Kalina循环与其他循环的联合。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统及工作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术构建的冷电联供循环将Kalina循环系统与喷射制冷循环有机结合，以太阳能为辅热热源，利用海洋温差能发电技术，实现发电的同时可以提供冷量的目的。
[0011]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]本专利技术提供的一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，其特征在于，包括：太阳能集热板、第一发生器、分离器、汽轮机、第一回热器、第二回热器、混合器、第一冷凝器、喷射器、第二冷凝器和蒸发器；
[0013]所述太阳能集热板的工质出口经所述第一发生器的热源通道与所述太阳能集热板的工质进口相连通；
[0014]所述分离器的液体出口经所述第一回热器的热源通道与所述混合器的第一进口相连通；所述分离器的气体出口依次经所述汽轮机、所述第二回热器的热源通道与所述混合器的第二进口相连通；所述混合器的出口依次经所述第一冷凝器的热源通道、所述第一回热器的冷源通道、所述第一发生器的冷源通道与所述分离器的进口相连通；
[0015]所述喷射器的出口依次经所述第二冷凝器的热源通道、所述蒸发器的冷源通道与所述喷射器的第一进口相连通；所述喷射器的出口还依次经所述第二冷凝器的热源通道、所述第二回热器的冷源通道与所述喷射器的第二进口相连通；
[0016]其中，所述太阳能集热板输入的工质为海水，所述第一发生器的冷源通道输入的工质为基本氨水溶液，所述第二回热器的冷源通道输入的工质为制冷剂。
[0017]本专利技术系统的进一步改进在于，还包括：储水罐；
[0018]所述储水罐设置于所述太阳能集热板的工质出口与所述第一发生器的热源通道之间。
[0019]本专利技术系统的进一步改进在于，还包括：旁通管道；
[0020]所述旁通管道的一端与所述分离器的气体出口相连通，另一端与所述第二回热器的热源通道的进口相连通；
[0021]所述旁通管道设置有第一节流阀。
[0022]本专利技术系统的进一步改进在于，还包括：第二节流阀；
[0023]所述第二节流阀设置于所述第一回热器的热源通道的出口与所述混合器的第一进口之间的连通管道上。
[0024]本专利技术系统的进一步改进在于，还包括：第三节流阀；
[0025]所述第三节流阀设置于所述蒸发器的冷源通道的进口与所述第二冷凝器的热流通道的出口之间的连通管道上。
[0026]本专利技术系统的进一步改进在于，所述第一冷凝器的冷源通道的进口用于输入海水，出口与所述太阳能集热板的工质进口相连通。
[0027]本专利技术系统的进一步改进在于，所述第二冷凝器的冷源通道的进口用于输入海水，出口与所述太阳能集热板的工质进口相连通。
[0028]本专利技术系统的进一步改进在于，所述制冷剂为R600a。
[0029]本专利技术系统的进一步改进在于，还包括：储冷罐；
[0030]所述储冷罐的工质出口经所述蒸发器的热源通道与所述储冷罐的工质进口相连通。
[0031]本专利技术提供的一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统的工作方法，包括以下步骤：
[0032]太阳能集热板的工质进口输入海水并通过太阳能加热，工质出口输出加热后的海水；
[0033]第一发生器的热源通道输入加热后的海水，输出换热后的海水；第一发生器的冷源通道输入第一回热器预热后的基本氨水溶液，输出升温后的两相区的基本氨水溶液；
[0034]分离器输入两相区的基本氨水溶液，分离输出饱和富氨蒸汽和贫氨溶液；
[0035]汽轮机输入饱和富氨蒸汽进行膨胀做功后输出乏汽；第二回热器的热源通道通入汽轮机输出的乏汽，输出换热后的乏汽；第二回热器的冷源通道通入制冷剂工质，输出换热后的饱和蒸汽；
[0036]第一回热器的热源通道输入贫氨溶液，输出换热后的贫氨溶液；混合器输入换热后的贫氨溶液和换热后的乏汽，等压混合成基本氨水溶液并输出；第一冷凝器的热源通道输入混合器输出的基本氨水溶液，输出换热后的基本氨水溶液；第一回热器的冷源通道输入换热后的基本氨水溶液，输出预热后的基本氨水溶液；
[0037]喷射器输入第二回热器输出的饱和蒸汽和蒸发器输出的低压蒸汽，输出升压后的蒸汽；第二冷凝器的热源通道输入升压后的蒸汽，输出换热后的制冷剂工质；蒸发器的冷源通道输入换热后的冷流工质，输出低压蒸汽，蒸发器的热源通道用于输出冷量。
[0038]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0039]本专利技术提供的新型海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，主要由两个子系统组成，其中一个是Kalina循环发电系统，另一个是喷射制冷系统；通过将Kalina循环系统与喷射制冷循环有机结合起来，以太阳能为辅热热源，利用海洋温差能发电技术，能够在实现发电的同时提供冷量。具体解释性的，喷射制冷循环由Kalina循环发电系统中的汽轮机出口的乏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，其特征在于，包括：太阳能集热板(1)、第一发生器(4)、分离器(5)、汽轮机(7)、第一回热器(8)、第二回热器(10)、混合器(11)、第一冷凝器(12)、喷射器(15)、第二冷凝器(16)和蒸发器(18)；所述太阳能集热板(1)的工质出口经所述第一发生器(4)的热源通道与所述太阳能集热板(1)的工质进口相连通；所述分离器(5)的液体出口经所述第一回热器(8)的热源通道与所述混合器(11)的第一进口相连通；所述分离器(5)的气体出口依次经所述汽轮机(7)、所述第二回热器(10)的热源通道与所述混合器(11)的第二进口相连通；所述混合器(11)的出口依次经所述第一冷凝器(12)的热源通道、所述第一回热器(8)的冷源通道、所述第一发生器(4)的冷源通道与所述分离器(5)的进口相连通；所述喷射器(15)的出口依次经所述第二冷凝器(16)的热源通道、所述蒸发器(18)的冷源通道与所述喷射器(15)的第一进口相连通；所述喷射器(15)的出口还依次经所述第二冷凝器(16)的热源通道、所述第二回热器(10)的冷源通道与所述喷射器(15)的第二进口相连通；其中，所述太阳能集热板(1)输入的工质为海水，所述第一发生器(4)的冷源通道输入的工质为基本氨水溶液，所述第二回热器(10)的冷源通道输入的工质为制冷剂。2.根据权利要求1所述的一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，其特征在于，还包括：储水罐(2)；所述储水罐(2)设置于所述太阳能集热板(1)的工质出口与所述第一发生器(4)的热源通道之间。3.根据权利要求1所述的一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，其特征在于，还包括：旁通管道；所述旁通管道的一端与所述分离器(5)的气体出口相连通，另一端与所述第二回热器(10)的热源通道的进口相连通；所述旁通管道设置有第一节流阀(6)。4.根据权利要求1所述的一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，其特征在于，还包括：第二节流阀(9)；所述第二节流阀(9)设置于所述第一回热器(8)的热源通道的出口与所述混合器(11)的第一进口之间的连通管道上。5.根据权利要求1所述的一种基于海洋能及太阳能余热驱动的冷电联供系统，其特征在于，还包括：第三节流阀(17)；所述第三节流阀(17)设置于所述蒸发器...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑少雄，赵鹏程，张朋飞，薛志恒，赵杰，吴涛，孟勇，王伟锋，赵永坚，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：