CN103511206A - 一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，包括：若干聚光装置、饱和蒸汽吸热器、饱和蒸汽储热器、石墨过热蒸汽吸热器、若干汽轮机以及发电机组，饱和蒸汽吸热器连接饱和蒸汽储热器，饱和蒸汽储热器连接石墨过热蒸汽吸热器，石墨过热蒸汽吸热器连接若干汽轮机，若干汽轮机连接发电机组；若干聚光装置分别将太阳光投射到饱和蒸汽吸热器和石墨过热蒸汽吸热器上，饱和蒸汽吸热器中的水蒸发后变为饱和蒸汽，进入饱和蒸汽储热器存储，再进入石墨过热蒸汽吸热器使饱和蒸汽受热变为过热蒸汽，最后进入若干汽轮机，以驱动发电机组进行发电。

Description

一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统
技术领域
本发明涉及太阳能热应用领域，具体涉及一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统。
 
背景技术
目前，太阳能光热发电系统主要有以下四种技术路线：槽式、塔式、碟式和线性菲涅尔式。目前多数太阳能光热发电电站使用由钢管、饱和蒸汽吸热器等组成的常规吸热器吸收和转化太阳能，加热给水产生蒸汽以驱动汽轮机组发电。此种光热发电系统具有简单、可靠等特点，在太阳能光热发电系统中得到广泛应用。但是，也因此种太阳能光热发电系统没有蓄热功能，在云层遮挡等工况改变的条件下，会出现蒸汽参数迅速下降，无法保证连续稳定供汽，从而就会导致在工况改变情况下，太阳能光热发电系统发电效率大幅降低，因此，其适应性差，系统经济性差。
 
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，在现有的太阳能光热发电系统中使用石墨过热蒸汽吸热器，以提高蒸汽参数，并在工况条件改变的情况下，提高太阳能光热发电系统供气的稳定性。
本发明通过以下技术方案实现：
一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，包括：
若干聚光装置、饱和蒸汽吸热器、饱和蒸汽储热器、石墨过热蒸汽吸热器、若干汽轮机以及发电机组，饱和蒸汽吸热器连接饱和蒸汽储热器，饱和蒸汽储热器连接石墨过热蒸汽吸热器，石墨过热蒸汽吸热器连接若干汽轮机，若干汽轮机连接发电机组；
若干聚光装置分别将太阳光投射到饱和蒸汽吸热器和石墨过热蒸汽吸热器上，饱和蒸汽吸热器中的水蒸发后变为饱和蒸汽，进入饱和蒸汽储热器存储，再进入石墨过热蒸汽吸热器使饱和蒸汽受热变为过热蒸汽，最后进入若干汽轮机，以驱动发电机组进行发电。
较佳的，石墨过热蒸汽吸热器包括：若干石墨固体块以及若干管路，若干管路的一端连接饱和蒸汽储热器，另一端设置在若干石墨固体块之间，用以传输饱和蒸汽，若干石墨固体块用以吸收存储若干聚光装置投射的太阳光的热量，并将饱和蒸汽加热变为过热蒸汽。
较佳的，若干汽轮机连接饱和蒸汽吸热器，以形成水/蒸汽循环回路。
较佳的，还包括饱和蒸汽吸热器汽包，连接在饱和蒸汽吸热器以及饱和蒸汽储热器之间，用以承压。
较佳的，饱和蒸汽吸热器汽包包括一给水口，用以补水。
 
附图说明
图1所示的是本发明一实施例的系统结构示意图；
图2所示的是本发明另一实施例的系统结构示意图。
 
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
请参考图1，一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，包括：若干聚光装置、饱和蒸汽吸热器1、饱和蒸汽储热器3、石墨过热蒸汽吸热器4、若干汽轮机5以及发电机组6，饱和蒸汽吸热器1连接饱和蒸汽储热器3，饱和蒸汽储热器3连接石墨过热蒸汽吸热器4，石墨过热蒸汽吸热器4连接若干汽轮机5，若干汽轮机5连接发电机组6；若干聚光装置分别将太阳光投射到饱和蒸汽吸热器1和石墨过热蒸汽吸热器4上，饱和蒸汽吸热器1中的水蒸发后变为饱和蒸汽，进入饱和蒸汽储热器3存储，再进入石墨过热蒸汽吸热器使饱和蒸汽受热变为过热蒸汽，最后进入若干汽轮机，以驱动发电机组进行发电。另外，由于饱和蒸汽吸热器1产生的饱和蒸汽压力较大，可以设置一个饱和蒸汽吸热器汽包2，连接在饱和蒸汽吸热器1以及饱和蒸汽储热器3之间，用以承压。饱和蒸汽吸热器汽包2有一个给水口，用以及时补充水分。
石墨过热蒸汽吸热器4包括：若干石墨固体块以及若干管路，若干管路的一端连接饱和蒸汽储热器，另一端设置在若干石墨固体块之间，用以传输饱和蒸汽，若干石墨固体块用以吸收存储若干聚光装置投射的太阳光的热量，并将饱和蒸汽加热变为过热蒸汽。
请参考图2，为了循环利用水和水蒸汽，设置若干汽轮机5连接饱和蒸汽吸热器1，以形成水/蒸汽循环回路。
由图1可见，经过处理的给水进入饱和蒸汽吸热器1与饱和蒸汽吸热器汽包2，在其内吸热升温后产生饱和蒸汽并通过上升管进入饱和蒸汽吸热器汽包2上部，由饱和蒸汽吸热器汽包2出来的饱和蒸汽经饱和蒸汽储热器3，后进入石墨过热蒸汽吸热器4，由于石墨可以在很高的温度下维持稳定，蒸汽在其内会迅速升温，变为过热蒸汽，进入汽轮机5，将热能转化为机械能，在发电机组6中发电。
由于石墨可以在较高的温度下维持自身物理化学性质的稳定，因此石墨吸热器可以产生高于常规吸热器的蒸汽参数，进而提高发电效率。当出现云遮挡等太阳能瞬间变化的工况时，石墨可以释放以显热形式蓄积的热量，辅以一定的控制设备与措施，可以保证过热蒸汽在一段时间内以相对稳定的参数输出，待太阳能恢复正常后继续正常工作，避免此段时间进入汽轮机的蒸汽参数突变，影响发电品质并给汽轮机的运行造成损害。视不同规格、工况而定，石墨过热蒸汽吸热器可在几十分钟至一小时左右的时间内，通过降低自身温度，传热给蒸汽以提高其温度，使得蒸汽参数可以在此段时间内保持稳定，系统无需对突然光照变化做出较大反应便可以维持正常发电运行。
本实施例可将石墨过热蒸汽吸热器用于塔式太阳能光热发电系统，亦可用于槽式、碟式、线性菲涅尔式太阳能光热发电系统。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明既保留了使用常规吸热器的太阳能热发电系统可靠性高、运行维护难度低、技术成熟度高、建设成本低等优点，又能利用石墨吸热器产生高参数蒸汽，提高系统效率；
（2）相比使用常规吸热器的太阳能热发电系统，本发明通过使用饱和蒸汽储热器可实现蓄热几十分钟至一小时，石墨过热蒸汽吸热器可通过降低自身温度传热给蒸汽以提高其温度实现蓄热几十分钟至一小时，使得蒸汽参数可以在此段时间内保持稳定，降低控制难度，延长发电时间，增加了系统在变工况条件下的适应性，系统无需对突然光照变化做出较大反应便可以维持正常发电运行。
（3）降低电站初投资，由于吸热器只负责产生饱和蒸汽，吸热器本体及其连接管路可选用常规材料，而不用选用耐高温、耐腐蚀、价格昂贵的不锈钢材料，因而可以有效降低电站建造成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限与此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，其特征在于，包括：
若干聚光装置、饱和蒸汽吸热器、饱和蒸汽储热器、石墨过热蒸汽吸热器、若干汽轮机以及发电机组，所述饱和蒸汽吸热器连接所述饱和蒸汽储热器，所述饱和蒸汽储热器连接所述石墨过热蒸汽吸热器，所述石墨过热蒸汽吸热器连接所述若干汽轮机，所述若干汽轮机连接所述发电机组；
所述若干聚光装置分别将太阳光投射到所述饱和蒸汽吸热器和所述石墨过热蒸汽吸热器上，所述饱和蒸汽吸热器中的水蒸发后变为饱和蒸汽，进入所述饱和蒸汽储热器存储，再进入石墨过热蒸汽吸热器使所述饱和蒸汽受热变为过热蒸汽，最后进入所述若干汽轮机，以驱动所述发电机组进行发电。
2.根据权利要求1所述的一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，其特征在于，所述石墨过热蒸汽吸热器包括：若干石墨固体块以及若干管路，所述若干管路的一端连接所述饱和蒸汽储热器，另一端设置在所述若干石墨固体块之间，用以传输所述饱和蒸汽，所述若干石墨固体块用以吸收存储所述若干聚光装置投射的太阳光的热量，并将所述饱和蒸汽加热变为过热蒸汽。
3.根据权利要求1所述的一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，其特征在于，所述若干汽轮机连接所述饱和蒸汽吸热器，以形成水/蒸汽循环回路。
4.根据权利要求1所述的一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，其特征在于，还包括饱和蒸汽吸热器汽包，连接在所述饱和蒸汽吸热器以及所述饱和蒸汽储热器之间，用以承压。
5.根据权利要求4所述的一种能稳定持续发电的太阳能光热发电系统，其特征在于，所述饱和蒸汽吸热器汽包包括一给水口，用以补水。
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