CN105004073A - 一种太阳能热发电集热储热系统 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能热发电集热储热系统,高温罐、油水换热器、低温罐、导热油泵、第一控制阀、太阳能集热场、第二控制阀依次串联构成一个回路,在导热油泵和第一控制阀两边的管路上并联有第三控制阀,在第二控制阀和高温罐的管路上并联第四控制阀,且第四控制阀的一端与高温罐的顶部相连通;四个控制阀被用来切换系统白天与夜间的运行模式,第三控制阀、第一控制阀并联控制低温罐工质的流向,第二控制阀、第四控制阀并联控制高温罐工质的流向;可运行于白天的集热储热运行模式和夜间的停机防冻模式,该系统中集热场中集热管和连接管道在夜间处于放空状态,不需要天然气锅炉防冻,而且利用压差对集热管进行吹扫,不需要消耗电能。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光热利用技术领域,具体涉及一种太阳能热发电集热储热系统。
背景技术
我国是一个以煤炭为基础能源的国家,煤炭的广泛大量使用对环境和全球气候带来了巨大影响,雾霾以及温室效应的日益加剧威胁着人类的生存。为了改善人类的生存环境,必须降低化石能源在我国能源结构中的比例,大力发展可再生能源。
太阳能是一种非常清洁的可再生能源,一年达到地球表面的太阳能约为5.5×1026J,相当于目前人类一年消耗的能源总量的104倍。因此,可以将太阳能看成是取之不尽、用之不竭的新能源。据国际能源署预计,到2050年太阳能发电占全球电力供应的比重将达到25%以上。
太阳能资源昼有夜无,故太阳能热发电站在夜晚一般都要停机,在停机之后,必须对太阳能集热场内的吸热工质进行防冻,配置天然气锅炉的防冻方案增加了发电成本,降低了经济性。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种太阳能热发电集热储热系统,系统可运行于白天的集热储热运行模式和夜间的停机防冻模式,该系统中集热场中集热管和连接管道在夜间处于放空状态,不需要天然气锅炉防冻,而且利用压差对集热管进行吹扫,不需要消耗电能。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种太阳能热发电集热储热系统,包括高温罐10,高温罐10、油水换热器1、低温罐3、导热油泵4、第一控制阀6、太阳能集热场7、第二控制阀9依次串联构成一个回路,在导热油泵4和第一控制阀6两边的管路上并联有第三控制阀5,在第二控制阀9和高温罐10的管路上并联第四控制阀8,且第四控制阀8的一端与高温罐10的顶部相连通。
所述的串联回路中,高压罐10的连通部位在下部或者底部。
高温罐10内导热油处在高温高压的饱和状态。
低温罐3内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
与现有技术相比,本发明方案中,集热回路和放热回路各自独立,互不影响,放热回路可产生稳定的蒸汽,保证发电机组的输出功率完全可控可调;利用高温罐和低温罐间的压差使高温导热油自流过油水换热器,产生各热力参数的蒸汽,利用导热油蒸汽吹扫集热管,均不需要消耗电能,可有效降低厂用电率;由于集热管处于放空状态,不需要配置天然气锅炉防冻。
附图说明
附图是本发明结构示意图图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施方式。
如图所示一种太阳能热发电集热储热系统,包括高温罐10,高温罐10、油水换热器1、低温罐3、导热油泵4、第一控制阀6、太阳能集热场7、第二控制阀9依次串联构成一个回路,在导热油泵4和第一控制阀6两边的管路上并联有第三控制阀5,在第二控制阀9和高温罐10的管路上并联第四控制阀8,且第四控制阀8的一端与高温罐10的顶部相连通。
所述的串联回路中,高压罐的连通在下部或者底部。
高温罐10内导热油处在高温高压的饱和状态。
低温罐3内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
太阳能集热场7可以是抛物面槽式或者线性菲涅尔式,主要用来聚焦太阳光,将太阳能转换为热能。
导热油高温罐10与低温罐3被用来储存热量,在太阳辐照波动时保证系统输出功率的稳定;高温罐10内导热油处在高温高压的饱和状态;低温罐3内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
导热油泵4是整个串联回路的动力来源。
油水换热器1是太阳能集热、储热系统与蒸汽动力系统的连接,高温导热油通过油水换热器1加热给水产生蒸汽。
四个控制阀被用来切换系统白天与夜间的运行模式,第三控制阀5、第一控制阀6并联控制低温罐3工质的流向,第二控制阀9、第四控制阀8并联控制高温罐10工质的流向。
本发明的工作原理为:白天太阳辐照条件较好时,关闭控制阀第三控制阀5、第四控制阀8,打开第一控制阀6、第二控制阀9,导热油泵4将低温罐3中的低温导热油泵入槽式或菲涅尔式太阳能集热场7,加热后存储在高温罐10中,导热油处在高温高压的饱和状态。在太阳辐射强度变化时,通过调节导热油泵4的流量,保持进入高温罐10的导热油温度基本恒定,保证高温罐10中导热油温度的稳定。利用高温罐10和低温罐3间的压差使高温导热油自流过油水换热器1,产生相应热力参数的蒸汽。
夜间集热系统停机后,为避免导热油在集热管和连接管道中凝固,采用将集热管中的导热油排空的方案。集热系统停机后,关闭控制阀第一控制阀6、第二控制阀9,依次开启控制阀第三控制阀5和第四控制阀8,高温罐10中导热油饱和蒸汽在压差的驱动下进入集热场7,将集热管中的导热油吹入低温罐3,完成吹扫后,依次关闭控制阀8和5。在吹扫过程中,高温罐10中部分导热油会闪蒸,补充导热油蒸汽,高温罐10的温度和压力基本保持不变,而导热油蒸汽进入低温罐3后会液化为导热油,不会引起压力的升高。
实施例一
以采用联苯-联苯醚导热油作为储热和储热工质为例说明系统的运行模式。在白天,关闭控制阀第三控制阀5、第四控制阀8,打开第一控制阀6、第二控制阀9,导热油泵4将低温罐3中110℃的导热油泵入槽式或菲涅尔式太阳能集热场7,加热到380℃后存储在高温罐10中,导热油处在饱和状态,对应的饱和压力约为0.8MPa。在太阳辐射度变化时,通过调节导热油泵4的流量,保持进入高温罐10的导热油温度为380℃左右,实现高温罐10中导热油温度的稳定。利用高温罐10和低温罐3间的压差使高温导热油自流过油水换热器1,产生相应热力参数的蒸汽。
在夜间集热系统停机后,关闭第一控制阀6、第二控制阀9,依次开启第三控制阀5、第四控制阀8,高温罐10中导热油饱和蒸汽在压差的驱动下进入集热场7,将集热管中的导热油吹入低温罐3,完成吹扫后,依次关闭控制阀8和5。在吹扫过程中,高温罐10中部分导热油会闪蒸,补充导热油蒸汽,高温罐10的温度和压力基本保持不变,而导热油蒸汽进入低温罐3后会液化为导热油,不会引起压力的升高。
Claims (4)
1.一种太阳能热发电集热储热系统,包括高温罐(10),其特征在于,高温罐(10)、油水换热器(1)、低温罐(3)、导热油泵(4)、第一控制阀(6)、太阳能集热场(7)、第二控制阀(9)依次串联构成一个回路,在导热油泵(4)和第一控制阀(6)两边的管路上并联有第三控制阀(5),在第二控制阀(9)和高温罐(10)的管路上并联第四控制阀(8),且第四控制阀(8)的一端与高温罐(10)的顶部相连通。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热发电集热储热系统,其特征在于,所述的串联回路中,高压罐(10)的连通部位在下部或者底部。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热发电集热储热系统,其特征在于,高温罐(10)内导热油处在高温高压的饱和状态。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热发电集热储热系统,其特征在于,低温罐(3)内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
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