槽式與塔式太陽能混合發電系統的製作方法

2023-05-06 17:03:36 2

專利名稱：槽式與塔式太陽能混合發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電系統，特別是一種太陽能熱發電系統。
背景技術：
現有技術中，關於槽式太陽能熱發電技術與塔式太陽能發電技術概述如下。I、槽式太陽能熱發電技術。槽式太陽能熱發電全稱為「槽式拋物面聚光太陽能熱發電」，其裝置是一種藉助槽式拋物面反光鏡將太陽光反射並聚焦到集熱管上，加熱集熱管中的導熱流體，管中導熱流 體通過換熱系統將水加熱成水蒸汽，驅動汽輪發電機組發電的清潔能源利用裝置。槽式太陽能熱發電系統主要包括以下五個子系統。(I)集熱子系統，是系統的核心，由槽式拋物面反光鏡、接收器和跟蹤裝置構成。熱接收器採用真空管式；跟蹤方式採用一維跟蹤，南北向布置方式。(2)蒸汽發生子系統，由預熱器、蒸汽發生器、過熱器和再熱器組成。工質為導熱油，採用雙迴路，即接收器中導熱油被加熱後，進入蒸汽發生子系統中產生過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發電機組發電。(3)發電子系統，基本組成與常規發電設備類似，但需要配置一種專用控制裝置，用於太陽能加熱系統與輔助能源系統之間的切換，或用於太陽能加熱系統與輔助能源加熱系統混合工作。(4)儲熱子系統，在夜間情況下，太陽能熱發電系統可以依靠熱儲能系統儲存的能量維持系統正常運行一定的時間。(5)輔助能源子系統。在夜間、陰天或其他無太陽光照射的情況下，可以採用輔助能源系統提供熱源。 槽式太陽能熱發電技術是目前世界上最成熟的，也是目前唯一實現商業化運行的太陽能熱發電技術。槽式太陽能熱發電技術的優勢在於系統結構緊湊，其太陽能熱輻射收集裝置佔地面積比塔式和碟式系統的要小30%左右；槽式拋物面集熱裝置的製造所需的構件形式不多，容易實現標準化，適合批量生產；用於聚焦太陽光的槽式拋物面聚光器加工簡單，製造成本較低；太陽能槽式發電不需太高的建築，其跟蹤系統只需一維同軸跟蹤即可實現多個集熱器的實時跟蹤，減少跟蹤系統難度和費用。目前，槽式太陽能熱發電技術的主要技術制約難點是集熱工質(導熱油)受材料特性限制，只能加熱至390°C左右，產生的蒸汽溫度為370°C左右，發電子系統熱效率較低；此夕卜，導熱油還存在高溫分解、腐蝕，低溫凝固等問題。2、塔式太陽能發電技術。塔式太陽能發電也稱作集中式太陽能熱發電，其基本形式是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡群，將太陽光聚集到固定在塔頂部的接收器上產生高溫，加熱工質產生過熱蒸汽，驅動汽輪機發電機組發電，從而將太陽能轉換為電能。塔式太陽能熱發電系統，主要由定日鏡陣列、高塔、吸熱器、傳熱介質、換熱器、蓄熱系統、控制系統及汽輪發電機組等部分組成。塔式太陽能熱發電系統中，吸熱器位於高塔上，定日鏡群以高塔為中心，呈扇形或圓周狀分布，將太陽光聚焦到吸熱器上，集中加熱吸熱器中的傳熱介質，介質溫度上升，存入高溫蓄熱罐，然後用泵送入蒸汽發生器加熱水產生蒸汽，利用蒸汽驅動汽輪機組發電，汽輪機乏汽經冷凝器冷凝後送入蒸汽發生器循環使用。在蒸汽發生器中放出熱量的傳熱介質重新回到低溫蓄熱罐中，再送回吸熱器加熱。塔式太陽能熱發電系統聚光比通常在20(Γ700之間，系統最高運行溫度可達150(rc，但其控制系統較為複雜，目前塔式太陽能熱發電系統多為示範階段，未商業化運行。目前，塔式太陽能熱發電系統的主要技術制約點是，當定日鏡場的聚光集熱功率增大時，即單塔太陽能熱發電系統大型化後，定日鏡場的集熱效率隨之降低。隨著聚光功率 的增加，集熱效率減小的趨勢加快。因此，塔式太陽能熱發電系統單塔容量不宜過大。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種槽式與塔式太陽能混合發電系統，將槽式太陽能熱發電技術與塔式太陽能熱發電技術相結合，充分發揮各自的特長，互為補充，將槽式太陽能熱發電系統產生的蒸汽經塔式太陽能熱發電系統進一步過熱，過熱至常規汽輪機所需高溫高壓參數，系統熱效率提高。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案。一種槽式與塔式太陽能混合發電系統，包含相互連接的槽式太陽能熱發電系統和塔式太陽能熱發電系統，槽式太陽能熱發電系統和塔式太陽能熱發電系統，與汽輪發電機組連接。該槽式太陽能熱發電系統包含集熱子系統，集熱子系統連接槽式太陽能儲熱子系統；集熱子系統還連接蒸汽發生系統；該塔式太陽能熱發電系統包含吸熱塔、定日鏡場，吸熱塔連接塔式太陽能儲熱子系統；塔式太陽能儲熱子系統連接塔式太陽能換熱系統；塔式太陽能換熱系統連接過熱系統；過熱系統連接汽輪發電機組。集熱子系統與槽式太陽能儲熱子系統通過第一導熱油管和第一導熱油回油管連接；集熱子系統與蒸汽發生系統通過第二導熱油管和第二導熱油回油管連接；吸熱塔與塔式太陽能儲熱子系統過第一導熱介質管和第一導熱介質回流管連接；塔式太陽能儲熱子系統與塔式太陽能換熱系統通過第二熱介質管和第二導熱介質回流管連接蒸汽發生系統通過第一蒸汽管連接塔式太陽能過熱系統；塔式太陽能過熱系統通過第二蒸汽管連接汽輪發電機組；汽輪發電機組通過第一給水管連接蒸汽發生系統本實用新型的有益效果是槽式太陽能熱發電與塔式太陽能熱發電相結合，蒸汽可加熱至高溫高壓參數。與純槽式太陽能熱發電相比，熱效率顯著提高，且汽輪機主機及其他輔機可選擇常規機組配置，設備造價較低；與純塔式太陽能熱發電相比，因槽式太陽能熱發電承擔了汽水系統的預熱段、蒸發段和部分過熱段，塔式太陽能熱發電承擔後續過熱段，太陽能熱發電塔式所需的定日鏡數量減少，佔地面積減少。

[0025]圖I是本實用新型系統的結構示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型一種槽式與塔式太陽能混合發電系統，其包含槽式太陽能熱發電系統和塔式太陽能熱發電系統；槽式太陽能熱發電系統和塔式太陽能熱發電系統，與蒸汽輪發電機組9連接。其中，該槽式太陽能熱發電系統包含集熱子系統I，集熱子系統I連接槽式太陽能儲熱子系統2 ;集熱子系統I還連接蒸汽發生系統3 ;該塔式太陽能熱發電系統包含吸熱塔5和定日鏡場4，吸熱塔5連接塔式太陽能儲熱子系統6 ;塔式太陽能儲熱子系統6連接塔式太陽能換熱系統7 ;塔式太陽能換熱系統7連接塔式太陽能過熱系統8 ;塔式太陽能過熱系統8連接蒸汽輪發電機組9。集熱子系統I與蒸汽發生系統3通過第二導熱油管12和第二導熱油回油管22連接；蒸汽發生系統3通過第一蒸汽管13連接塔式太陽能過熱系統8 ;塔式太陽能過熱系統8通過第二蒸汽管16連接蒸汽輪發電機組9 ;蒸汽輪發電機組9通過第第一給水管23連接·蒸汽發生系統3 ;吸熱塔5與塔式太陽能儲熱子系統6通過第一導熱介質管14和第一導熱介質回流管24連接；塔式太陽能換熱系統7與塔式太陽能過熱系統8通過第二導熱介質管15和第二導熱介質回流管25連接。根據槽式與塔式傳熱工質溫度高低不同，槽式太陽能熱發電系統可將給承擔預熱段、蒸發段和部分過熱段，將給水預熱並加熱至過熱蒸汽(約370°C);此過熱蒸汽送至塔式太陽能熱發電系統，進一步過熱，可加熱至約540°C，過熱蒸汽送至汽輪發電機組發電。上述技術方案運行方式如下槽式太陽能熱發電系統,槽式拋物面反射鏡將太陽光反射至位於槽式反射鏡焦線上的真空集熱管，真空集熱管內的導熱油吸收太陽能，太陽能轉化為熱能；加熱後的導熱油經母管匯集後送至蒸汽發生系統，在各級換熱器內逐級換熱，將給水加熱至飽和水——飽和蒸汽——過熱蒸汽；塔式太陽能熱發電系統，塔式定日鏡陣列將太陽光反射至高塔上的吸熱器上；槽式太陽能熱系統來過熱蒸汽經塔式太陽能熱系統進一步過熱。此過熱過程有兩種方式一種是塔式太陽能系統傳熱工質為蒸汽，蒸汽直接在高塔的吸熱器內加熱；另一種是塔式太陽能系統傳熱介質為熔融鹽，蒸汽在塔式太陽能熱系統的換熱器內由高溫熔融鹽加熱。過熱後的蒸汽送至汽輪機，做功後的排汽冷凝後給水經各級加熱器加熱除氧後，送至槽式太陽能蒸汽發生系統，周而復始。
權利要求1.一種槽式與塔式太陽能混合發電系統，其特徵在於，包含相互連接的槽式太陽能熱發電系統和塔式太陽能熱發電系統，槽式太陽能熱發電系統和塔式太陽能熱發電系統，與汽輪發電機組連接。
2.如權利要求I所述的槽式與塔式太陽能混合發電系統，其特徵在於，其中，該槽式太陽能熱發電系統包含集熱子系統，集熱子系統連接槽式太陽能儲熱子系統；集熱子系統還連接蒸汽發生系統； 該塔式太陽能熱發電系統包含吸熱塔、定日鏡場，吸熱塔連接塔式太陽能儲熱子系統；塔式太陽能儲熱子系統連接塔式太陽能換熱系統； 塔式太陽能換熱系統連接過熱系統；過熱系統連接汽輪發電機組。
3.如權利要求2所述的槽式與塔式太陽能混合發電系統，其特徵在於，集熱子系統與槽式太陽能儲熱子系統通過第一導熱油管和第一導熱油回油管連接；集熱子系統與蒸汽發生系統通過第二導熱油管和第二導熱油回油管連接； 吸熱塔與塔式太陽能儲熱子系統過第一導熱介質管和第一導熱介質回流管連接； 塔式太陽能儲熱子系統與塔式太陽能換熱系統通過第二熱介質管和第二導熱介質回流管連接； 蒸汽發生系統通過第一蒸汽管連接塔式太陽能過熱系統； 塔式太陽能過熱系統通過第二蒸汽管連接汽輪發電機組； 汽輪發電機組通過第一給水管連接蒸汽發生系統。
專利摘要本實用新型一種槽式與塔式太陽能混合發電系統，該槽式太陽能熱發電系統包含集熱子系統，集熱子系統連接槽式太陽能儲熱子系統；集熱子系統還連接蒸汽發生系統；該塔式太陽能熱發電系統包含吸熱塔、定日鏡場，吸熱塔連接塔式太陽能儲熱子系統；塔式太陽能儲熱子系統連接塔式太陽能換熱系統；塔式太陽能換熱系統連接過熱系統；過熱系統連接汽輪發電機組。與純槽相比，蒸汽參數提高，熱效率顯著提高；與純塔式相比，因槽式太陽能熱發電承擔了汽水系統的預熱段、蒸發段和部分過熱段，塔式太陽能熱發電承擔後續過熱段，塔式所需的定日鏡數量減少，佔地面積減少。
文檔編號F03G6/06GK202673591SQ201220362260
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者張鈞, 詹揚, 魏春嶺, 閆凱, 田增華, 吳衛 申請人:中國電力工程顧問集團華北電力設計院工程有限公司