一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统及运行方法

本发明实施例涉及中低品位余热能利用领域，具体涉及一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统及运行方法。

背景技术：

1、太阳能以其“取之不尽，用之不竭”的特点被认为是21世纪最有潜力的新能源之一。目前太阳能的利用包括光热转换和光电转换两种方式。我国的能源利用效率偏低，在“碳中和”、“碳达峰”的背景下，积极推进太阳能资源的开发和太阳能利用技术具有广阔的应用前景。

2、我国的工业余热资源十分丰富，在依靠工业炉窑、热能动力装置、热能利用设备的钢铁、化工、石油、煤炭等行业中存在大量的余热资源，目前常用的技术手段采用热泵、蒸汽引射器回收余热，需要电驱动或蒸汽驱动，有的在热功转换设备抽出蒸汽会导致做功工质减少，或者需要消耗燃料产生高压蒸汽。耦合可再生能源作为动力的蒸汽引射系统少有涉及。基于比较成熟、应用较广的光热利用技术回收低品位蒸汽余热能，可以进一步提高一次能源利用率、节能降耗。本发明开发的绿色驱动新型余热利用系统，具有可观的环境、经济和社会效益，对我国双碳目标的实现亦具有重大意义。

技术实现思路

1、为此，本发明提出一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统及运行方法，充分利用低品位热能和可再生能源以获得更高的环境、经济效益。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、根据本发明实施例的第一方面，提出了一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，所述系统中包括太阳能集热器1、蓄热罐2、第一油泵3、第二油泵4、换热器5、水泵6、蒸汽引射器7、用热设备8。

4、进一步地，所述太阳能集热器1出口连接所述蓄热罐2，所述太阳能集热器1入口连接第一油泵3。

5、进一步地，所述蓄热罐2热流体入口处连接所述太阳能集热器1，所述蓄热罐2热流体出口处连接所述第一油泵3，所述蓄热罐2冷流体入口处连接第二油泵4，所述蓄热罐2冷流体出口处连接所述换热器5。

6、进一步地，所述换热器5热流体入口处连接所述蓄热罐2冷流体出口，所述换热器5热流体出口处连接第二油泵4，所述换热器5冷流体入口处连接水泵6，所述换热器5冷流体出口处连接所述蒸汽引射器7。

7、进一步地，所述蒸汽引射器7被引蒸汽入口连接低品位蒸汽管道，所述蒸汽引射器7动力蒸汽入口连接所述换热器5冷流体出口，所述蒸汽引射器7出口连接所述用热设备8。

8、进一步地，所述用热设备8入口连接所述蒸汽引射器7出口。

9、根据本发明实施例的第二方面，提出了一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统的运行方法，所述方法包括：

10、所述太阳能集热器1加热传热介质并将热量储存在所述蓄热罐2中，传热介质由所述蓄热罐2出口流出并由第一油泵3加压以克服太阳能集热器1的压损，加压之后的传热介质流入太阳能集热器1继续吸收热量。

11、所述蓄热罐2储存来自所述太阳能集热器1的热量，并将具有一定热量的传热介质送入所述加热器作为热源，在所述换热器5交换热量之后的传热介质由第二油泵4加压，克服换热器5的压损后回到所述蓄热罐2储存。

12、所述换热器5将来自所述蓄热罐2传热工质的热量传递到给水，加热给水至过热蒸汽状态，来自采用该方法系统的给水经水泵6加压至合适压力后进入所述换热器5吸收热量，完成预热、蒸发、过热后进入所述蒸汽引射器7的动力蒸汽入口。

13、所述蒸汽引射器7有两个入口，被引蒸汽入口连接低品位蒸汽管道，动力蒸汽入口连接换热器5过热蒸汽出口，所述蒸汽引射器7的出口为混合蒸汽，并连接用热设备8作为驱动热源。

14、所述用热设备8热流体入口连接蒸汽引射器7出口，热流体出口为换热后的混合蒸汽。

15、进一步地，所述方法还包括：

16、所述蓄热罐2储存来自所述太阳能集热器1的热量，并根据低品位蒸汽的流量调整所述换热器5的传热介质的流量，用于减小太阳辐射强度的波动对该方法性能的影响并提高该方法的普适性。

17、本发明具有如下优点：

18、本发明提出的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统及运行方法，包括太阳能集热器、蒸汽引射器、蓄热罐、换热器等设备；太阳能集热器作为动力蒸汽的热源，通过蓄热罐调整传热工质流量的稳定性，并提供给水预热、相变、过热过程所需的热量；蒸汽引射器将动力蒸汽和低品位蒸汽混合，通过提高低品位蒸汽的压力达到利用蒸汽相变热的目的以提高能源利用程度，减少低品位蒸汽无法利用所带来的热损失；蓄热罐用于储存太阳能集热器接收的热量，并将热量提供给换热器提高系统的实用性和稳定性。本发明方法利用了低品位蒸汽的余热和太阳能的热量，具有环境友好、资源节约的优点。

技术特征：

1.一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述系统由太阳能光热驱动，用于低温低压蒸汽余热的回收利用。

2.根据权利要求1所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述系统中包括太阳能集热器(1)、蓄热罐(2)、第一油泵(3)、第二油泵(4)、换热器(5)、水泵(6)、蒸汽引射器(7)、用热设备(8)。

3.根据权利要求1所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述太阳能集热器(1)出口连接所述蓄热罐(2)，所述太阳能集热器(1)入口连接第一油泵(3)。

4.根据权利要求1所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述蓄热罐(2)热流体入口处连接所述太阳能集热器(1)，所述蓄热罐(2)热流体出口处连接所述第一油泵(3)，所述蓄热罐(2)冷流体入口处连接第二油泵(4)，所述蓄热罐(2)冷流体出口处连接所述换热器(5)。

5.根据权利要求1所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述换热器(5)热流体入口处连接所述蓄热罐(2)冷流体出口，所述换热器(5)热流体出口处连接第二油泵(4)，所述换热器(5)冷流体入口处连接水泵(6)，所述换热器(5)冷流体出口处连接所述蒸汽引射器(7)。

6.根据权利要求1所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述蒸汽引射器(7)被引蒸汽入口连接低品位余热蒸汽管道，所述蒸汽引射器(7)动力蒸汽入口连接所述换热器(5)冷流体出口，所述蒸汽引射器(7)出口连接所述用热设备(8)。

7.根据权利要求1所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统，其特征在于，所述用热设备(8)入口连接所述蒸汽引射器(7)出口。

8.一种基于权利要求1-7中任一项所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统的运行方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统的运行方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本发明公开了一种聚光太阳能热的新型蒸汽引射系统及运行方法，具体实施方法包括太阳能集热器、蓄热罐、换热器、蒸汽引射器等设备。太阳能集热器作为动力蒸汽的热源，通过蓄热罐调整传热工质流量的稳定性，并提供给水预热、相变、过热过程所需的热量，蒸汽引射器将动力蒸汽和低品位余热蒸汽混合，获得的混合蒸汽可用于采暖、工业用热、食品、干燥等多场合，本发明利用了低品位蒸汽余热和太阳能的热量，解决了低品位蒸汽余热难以利用的问题，具有环境友好、资源节约的优点。技术研发人员：戈志华,崔跃龙,张尤俊,张艺晨,李元浩,杜小泽,杨勇平受保护的技术使用者：华北电力大学技术研发日：技术公布日：2024/1/14