集成熔盐蓄热的多级单螺杆线聚焦太阳能热电联供系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型的槽式太阳能热电联供系统，属于太阳能热利用领域。
【背景技术】
[0002]我国的电力负荷主要分布在东部地区，而电力资源主要分布在西部与北部地区。在结构和空间布局上，我国电力资源面临一系列问题:如电源结构不合理、开发力度不匹配以及电网互联进展缓慢等，电力产业亟待调整优化。目前，我国尚有7656万无电人口，16个无电县，828个无电乡和29783个无电村。这些县城、村镇及散居牧户地处边远，远离电网，用电负荷小而且分散。许多地区仍然以烧柴为主，致使生物质能利用量超出合理利用量，荒漠化面积逐步扩大，草场面积不断减少，部分地区森林采育失调，灾害频繁，生态环境面临严重威胁。
[0003]太阳能作为一种重要的可再生能源，在未来社会发展中将会得到大规模的开发和利用。太阳能具有资源分布普遍的优势，尤其对于我国西部地区正好处于资源丰富地区，采用分布式太阳能热电联供技术是最现实的选择。太阳能热发电由于可以采用低成本大规模的蓄热技术，因此与太阳能光伏发电相比，太阳能热发电可通过蓄热解决太阳能资源与需求不匹配的矛盾，更适合分布式能源的需求。
[0004]发电单元是太阳能热电联供系统的关键技术之一。国外的太阳能热发电系统一般采用传统蒸汽轮机作为发电单元，但是蒸汽轮机单机很难做小，对于我国来说，最小蒸汽轮机的发电功率是800kW，无法适应我国分布式太阳能发电的需求。单螺杆膨胀机技术是一种能利用余热发电的热机的技术，其原理是蒸汽进入机内齿槽，推动螺杆转动。随着螺杆转动，齿槽间的容积逐渐增大，介质降压降温膨胀做功，最后从齿槽末端排出。功率从主轴螺杆输出，驱动发电机发电。单螺杆膨胀机的功率可以在3kW?2000kW之间，正好弥补了蒸汽轮机单机功率很难做小的缺陷。蒸汽轮机的蒸汽只能是过热蒸汽或饱和蒸汽，而单螺杆膨胀机可以是过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液两相流体或热液。另外，单螺杆膨胀机可以通过采用不同沸点的工质，其使用温度范围可从70°C到250°C，因此单螺杆膨胀机是一种中低温发电设备，特别适合上述分布式太阳能热电联供系统适用。与传统的蒸汽轮机相比，单螺杆膨胀机具有以下优点:1、结构简单，运动部件少；2、受力平衡，易于维修；3、运转平稳，噪音低；4、部分负荷下的效率高；5、可靠性高，维护费用低；6、适用于饱和蒸汽或者过热蒸汽状态，并且对给水的品质要求不高。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是设计一套适用于分布式热电联供的高效、环保、稳定可靠的太阳能热电联供系统，采用带回热的两级单螺杆膨胀机有机朗肯循环，并通过熔盐蓄热解决太阳能资源与需求不匹配的矛盾。该系统的特点在于:1、采用单螺杆膨胀机，效率高、结构简单、噪声低、寿命长、工质适应性强，适用于中低温的太阳能分布式发电系统；2、采用熔盐作为传热蓄热工质，将槽式聚光器聚集的热量传递和储存，具有运行温度宽、运行压力低的特点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为集成熔盐蓄热的多级单螺杆线聚焦太阳能热电联供系统，该系统包括镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)、热储盐罐(2)、冷储盐罐(3)、蒸发器(4)、单螺杆膨胀机(5)、发电机(6)、回热器(7)、热水交换器(8)、工质循环栗(9);各组镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)并联，镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)内部流动有熔盐；各组镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)并联的公共输出端与蒸发器(4) 一端连接，蒸发器(4)的另一端与各组镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)并联的公共输入端连接；各组镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)并联的公共输出端与蒸发器(4) 一端之间设有热储盐罐
(2)，蒸发器(4)的另一端与各组镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)并联的公共输入端中间设有冷储盐罐(3)。
[0007]蒸发器(4)与各级单螺杆膨胀机(5)连接，各级单螺杆膨胀机(5)与回热器(7)的输入端连接，回热器(7)的输出端与热水交换器(8) —端连接，热水交换器(8)的另一端与工质循环栗(9)连接，循环工质经工质循环栗(9)加压后重新经过回热器(7)加热并进入蒸发器⑷。
[0008]所述各级单螺杆膨胀机(5)为单级或多级结构，其连接方式为并联或串联或混耳关。
[0009]所述单螺杆膨胀机(5)与发动机(6)连接。
[0010]所述单螺杆膨胀机(5)为非金属一金属螺杆星轮转子副结构。
[0011]该系统的工作流程如下:太阳辐射经过一组或者多组并联同程安装的镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)聚焦加热内部流动的熔盐，加热后的熔盐一部分储存在热储盐罐(2)用于夜间和阴雨天的发电和供热，另一部分进入蒸发器(4)加热循环工质，降温后的熔盐一部分储存在冷储盐罐(3)，一部分返回镀膜铝新型槽式聚光集热器(1)。循环工质被加热后变成蒸汽，前后进入各级单螺杆膨胀机(5)膨胀做功，带动发动机(6)发电。
[0012]膨胀后的乏汽进入回热器(7)预热进入热水换热器(8)冷凝为液态，液态工质通过工质循环栗(9)加压进入回热器(7)并返回蒸发器(4)进行下一次循环。热水换热器
(8)内被加热后的热水通过管道进入住户，向其提供采暖、生活热水等生活所需。
[0013]本实用新型设计的太阳能热电联供系统中，熔盐作为高温的传热蓄热工质吸收槽式太阳能聚光镜汇集的热量，工作温度在200?500°C，热容量大、储热密度可以达到1000MJ/m3;单螺杆膨胀机作为动力机，结构简单、工作可靠、适应性广，循环工质可以采用有机工质，也可以采用水。该系统总效率根据蓄热规模、供热形式和供热温度，热利用效率可达到80%?90%，具有体积小、效率