CN103288285A - 塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海水淡化、制盐和盐副产品及盐化工、滩涂养殖技术领域，尤其涉及一种塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统。在阳光集收塔的顶端、面向定日镜场的一侧设有阳光集收器，阳光集收塔的顶端内部设有储能罐，储能罐的下方、位于阳光集收塔内一平台上设有热交换控制设备、电力控制设备和发电设备，储能罐连接热交换控制设备，热交换控制设备连接发电设备，发电设备连接电力控制设备，海水淡化厂或制盐工厂内设有电气控制柜，并通过电力输入电缆连接电力控制设备，电力控制设备上还连接输出电缆。本发明是将塔式聚光太阳能光热发电、储能、反射式聚光太阳能光伏发电系统与海水淡化、制盐和盐副产品及盐化工、滩涂养殖有机地结合在一起，形成一个绿色环保循环经济产业链。

Description

塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统

技术领域

本发明涉及一种海水淡化制盐滩涂养殖系统，尤其涉及一种塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统。

背景技术

目前无论是海水淡化系统还是工业化(指除滩涂盐田晒盐外)制盐和盐副产品及盐化工系统，也无论采用何种工艺流程或技术手段（如海水淡化有冷冻法、蒸馏法、电渗析法、反渗透法，海水制盐和盐副产品及盐化工有：机械热压缩制盐、真空制盐等），虽然不同工艺流程总体能耗各有不同，但都需要消耗大量能源（所用能源形式为热能和电能），且绝大多数使用传统化石能源（以燃煤为主）。现在也有利用太阳能光伏和光热（大型塔式）、风能、燃煤电厂余热和热泵技术等方法进行海水淡化、制盐和盐副产品及盐化工的生产，但都有能源使用效率、成本、环保诸多方面的不足。

光伏的不足之处: 有电无热，受天气影响大，需逆变器，无法储能，须并网才能供设备使用，用热时再将电能转化为热能，能源使用率低。

大型塔式光热不足之处：占用土地面积大，沿海滩涂安装困难，使用灵活性差，与滩涂养殖综合利用差。

传统滩涂盐田晒盐制盐工艺不足之处：占用土地（滩涂）面积大，生产劳动强度大，受气候条件影响大，盐的质量差含杂质高，要再加工才能使用，不环保，滩涂利用率低，综合效益低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术中存在能源使用效率、成本、环保诸多方面的不足，提供一种塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统包括阳光收集塔，海水淡化厂、海水净化池、鱼塭滩涂养殖区、直接滩涂养殖区和制盐工厂，海水淡化厂通过水管连接海水净化池，海水净化池上连接海水取水口，海水淡化厂连接淡水储罐，海水淡化厂内设有海水淡化设备和浓盐水池，在海水淡化厂、海水净化池、鱼塭滩涂养殖区、直接滩涂养殖区和制盐工厂上都设有或部分设有定日镜场，所述阳光集收塔主体为钢混结构或者钢结构，在阳光集收塔的顶端、面向定日镜场的一侧设有阳光集收器，阳光集收塔的顶端内部设有储能罐，储能罐的下方、位于阳光集收塔内一平台上设有热交换控制设备、电力控制设备和发电设备，储能罐连接热交换控制设备，热交换控制设备连接发电设备，发电设备连接电力控制设备，所述海水淡化厂内或制盐工厂内设有电气控制柜，并通过电力输入电缆连接电力控制设备，电力控制设备上还连接输出电缆，热交换控制设备通过热源输入管道连接海水淡化厂和制盐工厂和鱼塭滩涂养殖区，热交换控制设备上还连接热源输出管道。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述储能罐为低温储能罐或者中温储能罐或者高温储能罐。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述储能罐、热交换控制设备、发电设备和电力控制设备全部或分别置于阳光集收塔的任一位置或塔外其他位置。

本发明的有益效果是：本发明是将塔式聚光太阳能光热发电、储能、反射式聚光太阳能光伏发电系统与海水淡化、制盐和盐副产品及盐化工、滩涂养殖有机地结合在一起，形成一个绿色环保循环经济产业链。本发明所使用的塔式聚光太阳能光热发电、储能、反射式聚光太阳能光伏发电系统，第一、具有太阳能利用率高，既有较高的发电效率（一般情况20～30%，特殊技术时可＞35%），同时又有热能提供，且温度可在高、中、低温度段选择使用；第二、再者该系统是中小型化的塔式反射式聚光太阳能，安装灵活方便，可根据使用要求任意组合；第三、因为中小型化所以抗风能力强，非常适合沿海滩涂使用；第四、具有储能功能，根据需要可设计成在一定时间段连续阴雨天可使用和昼夜可使用的发电供热系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是另一结构的示意图；

其中：1、海水淡化厂，2、海水净化池，3、鱼塭滩涂养殖区，4、直接滩涂养殖区，5、海水取水口，6、定日镜场，7、海水淡化设备，8、制盐工厂，9、热源输入管道，10、电气控制柜，11、电力输入电缆，12、阳光集收塔，13、淡水储罐，14、阳光集收器，15、阳光集收塔，16、储能罐，17、热交换控制设备，18、发电设备，19、电力控制设备，20、输出电缆，21、热源输出管道。

具体实施方式

如图1所示，图中包括阳光收集塔15，海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8，海水淡化厂1通过水管连接海水净化池2，海水净化池2上连接海水取水口5，海水淡化厂1连接淡水储罐13，海水淡化厂1内设有海水淡化设备7和浓盐水池12，在海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8上都设有或部分设有定日镜场6，所述阳光集收塔15主体为钢混结构或者钢结构，在阳光集收塔15的顶端、面向定日镜场6的一侧设有阳光集收器14，阳光集收塔12的顶端内部设有储能罐16，储能罐16的下方、位于阳光集收塔15内一平台上设有热交换控制设备17、电力控制设备19和发电设备18，储能罐16连接热交换控制设备17，热交换控制设备17连接发电设备18，发电设备18连接电力控制设备19，所述海水淡化厂1或制盐工厂8内设有电气控制柜10，并通过电力输入电缆11连接电力控制设备19，电力控制设备19上还连接输出电缆20，热交换控制设备17通过热源输入管道9连接海水淡化厂1和制盐工厂8和鱼塭滩涂养殖区3，热交换控制设备17上还连接热源输出管道21。

如图1所示，本发明的定日镜场可以根据具体情况安装一种或几种或全部，分别可以是海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8。

本发明的海水淡化系统由海水取水口5、海水净化池及相关设备、海水淡化厂1、成套海水淡化设备7、淡水储罐13、浓盐水池12等组成；制盐和盐副产品及盐化工系统由制盐工厂8、成套制盐和盐副产品及盐化工设备等组成；滩涂养殖系统由鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4及相关设施等。在海水淡化系统、制盐和盐副产品及盐化工系统和滩涂养殖系统上方设置定日镜场6，阳光集收塔12设置在中小型塔式反射聚光太阳能定日镜场的南方，阳光集收器14安装在阳光集收塔12顶部，用来收集定日镜场6反射过来的阳光。

阳光集收器14有两种工作方式：第一种方式是通过光热转换装置与储能罐连接，尽最大的可能将光能转换为热能并将热能储存在储能罐中，第二种方式是通过光电转换装置与电力控制设备和储能罐连接，尽最大的可能将光能转换为电能，并通过电力控制设备和电力输入电缆及电气控制柜将电能传输给海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8，或通过电力控制设备和发电系统输出电缆将电能传输给公共电网或其他需要电的单位，与此同时按现有光伏发电技术最高光电转换效率也只有40%左右，剩余60%的太阳能大部分将以热能形式体现，将这部分热能储存在储能罐中，而在高倍聚光条件下光伏发电器件表面温度很高，为使光伏发电器件保证有较高的光电转换效率，必须对光伏发电器件强制冷却，冷却带走的这部分热能也可运用有关技术手段充分利用。

储能罐16与热交换控制设备17连接，热交换控制设备17同时与发电设备18和热源输入管道9及热源输出管道21连接，发电设备18再与电力控制设备19相连，电力控制设备19通过发电系统输出电缆20与公共电网或其他需要电的单位连接，同时电力控制设备19也通过电力输入电缆11与电气控制柜10连接，提供海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8所需电力。热交换控制设备17同时分别通过热源输入管道9和热源输出管道21与海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4、制盐工厂8和外部需要热源的单位连接。

储能罐16为低温储能罐或者中温储能罐或者高温储能罐。低温储能罐用蒸汽，中温储能罐用导热油，高温储能罐用熔盐。

热交换控制设备17同时分别与发电设备18和热源输入管道9及塔式反射聚光太阳能系统热源输出管道21连接，热交换控制设备17的作用是：1.控制储能罐中的热能流向，是供给发电装置还是供给海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4、制盐工厂8或外部需要热源的单位，或者同时供给两者或三者；2.控制热能流向的形态，是直接引用储能罐16中本身的储能物质形态或是以水蒸汽形态提供给用热单位；3.控制提供给用热单位使用热能的时间、热能的温度和流量。

发电设备18分别同时与热交换控制设备17和电力控制设备19连接，发电设备18可以是蒸汽汽轮发电机组或是专用的斯特林发电机组或其他热电发电装置。

电力控制设备19再分别同时通过电力输入电缆11与电气控制柜10连接，以及通过发电系统输出电缆20与公共电网或其他需要电的单位连接，电力控制设备19功能是根据天气阳光情况和储能罐中热能的总量情况，去控制发电设备或光电转换装置的发电量和时间，以及分配电能流向和电量。提供海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8所需电力以及将多余电能外供。电力控制设备19是本发明的总体系统的总控制中心配有中央控制计算机，不但负责调节控制系统的电力情况，而且负责“中小型塔式反射聚光太阳能定日镜场”、热交换控制设备和电气控制柜的正常工作。

电气控制柜10的功能是在电力控制设备19总体指挥下调节海水淡化厂1、海水净化池2、鱼塭滩涂养殖区3、直接滩涂养殖区4和制盐工厂8用电情况。

如图2所示，储能罐16、热交换控制设备17、发电设备18和电力控制设备19全部或分别置于阳光集收塔12的任一位置，例如：储能罐16、热交换控制设备17、发电设备18和电力控制设备19置于阳光集收塔12的底部。这种方案对塔的承重和结构要求不高，结构简单，安装方便。

海水从海水取水口用泵将海水泵入海水净化池2的原海水区，通过絮凝沉淀、超滤过滤等工序及相关设备后，进入海水净化池的清洁海水区；再进行海水淡化，将清洁海水区的清洁海水泵入海水淡化厂1的成套海水淡化设备7中，经海水淡化设备加工后的淡水存进淡水储罐中，供给下一道工序使用或作为成品销售。

滩涂养殖：第一种情况是在原传统晒盐法制盐的滩涂盐场应用本发明，本发明的制盐和盐副产品及盐化工系统所需占地面积只有前者的1～4%，加上海水淡化系统也不会超过5～6%，余下90%以上的滩涂面积可用于开发滩涂养殖。

第二种情况是在原滩涂养殖地区应用本发明，可在占用很少的滩涂面积的情况下，增加塔式聚光太阳能光热发电、储能、反射式聚光太阳能光伏发电、海水淡化、制盐和盐副产品及盐化工深加工项目。

本发明可以自成系统无需使用传统电网能源，也可将该系统的多余能量（电能和热能）输出，当然该系统在特殊条件下也可适量使用传统电网电力，使该系统成为全天候运转系统。该系统若作为传统滩涂盐场改造项目，将是经济效应和社会效应双丰收。本发明可以将海水经“淡化系统”、“制盐和盐副产品及盐化工系统”,不再产生任何环境污染物。若与盐年产量相同的滩涂盐场的占地相比，本发明的制盐和盐副产品及盐化工系统所需占地面积只有前者的1～4%，加上海水淡化系统也不会超过5～6%，余下90%以上的滩涂面积若用于开发滩涂养殖。实现太阳能发电、淡水、热、盐及化工产品和滩涂养殖经济的联产，在利用太阳能发电的同时生产淡水和高品质盐及相关化工产品，以及带动滩涂养殖业的发展，从而减少工程投资，从整体上降低了各环节产品的成本，而且对环境几乎不产生影响。

Claims (3)

1.一种塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统，包括阳光收集塔（15），海水淡化厂（1）、海水净化池（2）、鱼塭滩涂养殖区（3）、直接滩涂养殖区（4）和制盐工厂（8），海水淡化厂（1）通过水管连接海水净化池（2），海水净化池（2）上连接海水取水口（5），海水淡化厂（1）连接淡水储罐（13），海水淡化厂（1）内设有海水淡化设备（7）和浓盐水池（12），在海水淡化厂（1）、海水净化池（2）、鱼塭滩涂养殖区（3）、直接滩涂养殖区（4）和制盐工厂（8）上都设有或部分设有定日镜场（6），其特征在于：所述阳光集收塔（15）主体为钢混结构或者钢结构，在阳光集收塔（15）的顶端、面向定日镜场（6）的一侧设有阳光集收器（14），阳光集收塔（12）的顶端内部设有储能罐（16），储能罐（16）的下方、位于阳光集收塔（15）内一平台上设有热交换控制设备（17）、电力控制设备（19）和发电设备（18），储能罐（16）连接热交换控制设备（17），热交换控制设备（17）连接发电设备（18），发电设备（18）连接电力控制设备（19），所述海水淡化厂（1）或制盐工厂（8）内设有电气控制柜（10），并通过电力输入电缆（11）连接电力控制设备（19），电力控制设备（19）上还连接输出电缆（20），热交换控制设备（17）通过热源输入管道（9）连接海水淡化厂（1）和制盐工厂（8）和鱼塭滩涂养殖区（3），热交换控制设备（17）上还连接热源输出管道（21）。

2.如权利要求1所述的塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统，其特征在于：所述储能罐（16）为低温储能罐或者中温储能罐或者高温储能罐。

3.如权利要求1所述的塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统，其特征在于：所述储能罐（16）、热交换控制设备（17）、发电设备（18）和电力控制设备（19）可以全部或分别置于阳光集收塔（12）的任一位置或塔外其他位置。

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