一種基於顆粒的塔式太陽能熱發電的絲網保溫方法及裝置與流程

2023-06-05 15:17:26 1

本發明涉及太陽能發電技術領域，一種基於顆粒的塔式太陽能熱發電的絲網保溫方法及裝置。

背景技術：
全球太陽能輻射總量約1.7×1017W，其中我國約佔1％(1.8×1015W，相當於1.9萬億噸標煤/年)，是我國目前年能耗總量的680倍。電力是世界上消耗量最大的二次能源，太陽能發電技術是緩解當前能源危機的有效手段，應用前景極廣。太陽能熱發電主要包括槽式、碟式和塔式三種方式，其中塔式熱發電系統主要由定日鏡場、吸熱器、熔鹽儲罐、換熱器以及發電系統組成。對於塔式太陽能熱發電系統，吸熱器是光熱轉換的關鍵設備，而且工作環境惡劣，承受高強度輻射能流、高溫及溫度分布不均。此外由於啟停以及雲遮擋引起的吸熱器材料熱疲勞對吸熱器壽命有至關重要的影響。目前大型塔式熱發電站的吸熱器多為裸露式，即吸熱器外壁面同時為聚光接收面和大氣交界面。太陽輻射的大小受天氣狀況和雲層等不可控因素的影響，使系統溫度不穩定。當發生雲遮擋時，吸熱器接收太陽輻射能量急劇減小，而此時吸熱器的對外散熱卻一直發生，因此吸熱器壁面溫度將急劇下降，嚴重時可能導致吸熱器中熔鹽工質的凝固，對吸熱器造成致命損傷。當雲遮擋消失時，吸熱器接收太陽輻射能量突然增大，吸熱器壁面溫度因此也急劇升高。因此雲遮擋造成吸熱器劇烈的降溫和升溫，減短壽命，甚至出現損壞，引發安全事故。本發明提出一種塔式太陽能熱發電的吸熱器顆粒保溫方法，當發生雲遮擋時可以快速做出反應，將顆粒覆蓋於吸熱器表面，減少吸熱器表面熱損失，減緩吸熱器溫度下降速度，對吸熱器起到保溫作用；當雲遮擋結束時，顆粒層快速降落，吸熱器壁面重新接收太陽輻射，因此可以降低吸熱器壁面溫度波動，延長吸熱器壽命，防止發生安全事故。

技術實現要素：
本發明目的在於緩解目前塔式吸熱器在雲遮擋時造成吸熱器壁面劇烈的溫度波動，延長壽命，提高運行的安全性，提出一種基於顆粒的塔式太陽能熱發電的絲網保溫方法。本發明的具體技術方案如下：當發生雲遮擋，太陽直射輻射低於一定閾值時，在吸熱器外壁面布置絲網覆蓋裝置，並從頂端釋放顆粒，使顆粒堆積在絲網覆蓋裝置的絲網內，形成由絲網包裹下的顆粒保溫層，由於顆粒導熱係數小，從而降低了吸熱器的熱損失，減小了吸熱器壁溫度波動，延長吸熱器壽命，防止吸熱器內熔鹽工質發生凝固，提高系統的安全性；當雲遮擋消失時，收回絲網覆蓋裝置，釋放絲網內部的顆粒，使得堆積在吸熱器外壁面的顆粒落下，將顆粒收集並通過顆粒輸送系統返回吸熱器頂部，重複利用。進一步的，所述的絲網覆蓋裝置的絲網一端由一根保溫的繩索牽引，另一端與吸熱器下部連接，太陽直射輻射低於一定閾值時，絲網一端被繩索向上提起，絲網分布在吸熱管兩側，當顆粒從頂部落下時，顆粒落入絲網中，使得顆粒覆蓋於吸熱器外壁面。進一步的，所述的吸熱器上部布置若干個絲網，絲網一端固定在吸熱器上端，另外一端可在繩索的約束下垂落或升起，絲網中間用於填充保溫顆粒，當太陽直射輻射低於一定閾值時，絲網被迅速放下，顆粒從頂部落入絲網內，覆蓋於吸熱器外壁面。進一步的，位於吸熱器頂端的顆粒利用吸熱器出口熱工質進行加熱，使得顆粒溫度與吸熱器壁面溫度相近，當顆粒下落覆蓋吸熱器表面時，能夠更好地穩定吸熱器壁面溫度。本發明還公開了一種基於顆粒的塔式太陽能熱發電的絲網保溫裝置，其技術方案為：在吸熱器外壁面頂端上部設有顆粒上儲箱，顆粒上儲箱下部設有閥門，吸熱器外壁面底端設有用於收集顆粒的顆粒下儲箱，顆粒下儲箱通過顆粒輸送系統向顆粒上儲箱輸送顆粒，顆粒上儲箱和顆粒下儲箱之間設置有絲網覆蓋裝置，所述絲網覆蓋裝置用於在吸熱器外壁面上堆積保溫顆粒。優選的，所述顆粒上儲箱以及顆粒下儲箱有保溫裝置。所使用保溫顆粒為實心或空心，保溫顆粒表面是平整的或凹凸的，保溫顆粒材質包括Al2O3、SiO2、Fe2O3、SiC或瀝青質。絲網覆蓋裝置包括絲網和繩索，繩索外部有保溫層，保溫層外表面有反射膜，內部通冷卻液。根據本發明的一種絲網覆蓋裝置的實施例，所述的絲網一端由一根保溫的繩索...