CN108375219A - 一种塔式太阳能发电系统 - Google Patents

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    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

本发明为一种塔式太阳能发电系统，属太阳能应用。包括：铁塔(1)内热式接收器(2)、定日镜(3)、储热器、循环泵(7)、蒸汽锅炉(8)、汽轮机(9)、发电机(10)；其中：铁塔上设置内热式接收器，地面设置定日镜，定日镜将阳光反射聚焦在接收器里面，加热空气，高温空气进入储热器，将热量传递给储能介质后，由循环泵压送回到接收器，构成集热储热循环回路；储热器的热量加热蒸汽锅炉中的水，使水成为蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电；所述内热式接收器是石英窗与保温圆筒构成的密闭空间，里面是由钨丝构成的三维金属网，该网在定日镜的焦点处。本系统保温好，热辐射损失小，热效率高，储能费用低，系统经济效益好。

Description

一种塔式太阳能发电系统
技术领域
本发明属太阳能应用领域，尤其太阳能发电。
背景技术
已知塔式太阳能发电是在高塔顶端设置一个筒状的外热式接收器，设置在地面的若干台定日镜将阳光反射聚焦于筒状外热式接收器的立面，转换成热能，加热接收器里面的介质，该介质为熔融盐或导热油，加热后的高温介质在循环泵的作用下，进入地面的储能器储存。储存的热能，再用常归方式发电。其不足之处在于：1.储能成本高；2.外热式接收器的吸热面是开放式的，外露于空中，空气容易对流，带走相当多的热能，以及大量的热辐射损失，都使系统效率大幅降低。
发明内容：
本发明的目的是要提供一种塔式太阳能发电系统，这种系统的储能成本低；系统效率高。
实现上述目的技术方案是：一种塔式太阳能发电系统，包括：铁塔、内热式接收器、定日镜、第一储热器、第二储热器、第三储热器、循环泵、蒸汽锅炉、汽轮机、发电机；其中：在铁塔的顶端设置内热式接收器，在地面镜面场设置定日镜，定日镜将阳光反射聚焦在内热式接收器里面，把空气加热到800度以上，高温空气经管道进入第一储热器，第二储热器，第三储热器，将热量传递给储能介质，再由循环泵压送回到内热式接收器，构成集热储热系统循环回路；第一储热器的热量加热蒸汽锅炉中的水，使水成为800度以上的蒸汽，蒸汽使汽轮机转动，带动发电机发电；第二储热器用于400度以上的中温热发电；第三储热器用于130度以上的低温热发电；
所述内热式接收器是一个圆筒，圆筒的上端封闭，下端开口；圆筒的侧面和上端具有保温层，圆筒内安装了一片石英玻璃成为石英窗，石英窗里面是由钨丝构成的三维金属网，三维金属网就在定日镜反射阳光的焦点处，来自定日镜的反射阳光聚焦在三维金属网上，低温空气就在三维金属网中被加热成为800度以上的高温空气。
进一步的，所述内热式接收器的石英玻璃离圆筒的下端有一段距离，这段距离形成一个向上的天坑，天坑中的热空气上方热，下方冷，不能对流，成为内热式接收器下端的透光保温层，使内热式接收器全方位，都具有保温功能，这也有益于提高系统效率。
进一步的，所述储热器是一个保温的箱体或筒体，储热器的下部是散流管，散流管的上面是储热球，所述储热球为混凝土储热球；所述散流管由主管和支管构成疏状形，散流管上有若干小孔，热空气经散流管上的小孔均匀地进入储热球之间，将热能传递给混凝土储热球储存；所述散流管用钢管制作，它对储热球堆集层起支承作用；
有益效果：
1.内热式接收器具备全方位保温，保温效果好，热辐射损失小，集热效率高；
2.采用封闭的内热式接收器和钨丝构成的三维金属网换热，系统效率高。
3.用空气传热和混凝土储热球储热，储能费用低，系统经济效益好；
4.采用多级储能，梯级用热，加大了接收器的介质进出口之间的温度差，有利于提高系统效率。
附图说明
图1为一种塔式太阳能发电系统的示意图。
图中所示：铁塔1、内热式接收器2、定日镜3、第一储热器4、第二储热器5、第三储热器6、循环泵7、蒸汽锅炉8、汽轮机9、发电机10.
具体实施方式
下面结合图1说明本发明的具体实施方式：一种塔式太阳能发电系统，包括：铁塔1、内热式接收器2、定日镜3、第一储热器4、第二储热器5、第三储热器6、循环泵7、蒸汽锅炉8、汽轮机9、发电机10；其中：在铁塔1的顶端设置内热式接收器2，在地面镜面场设置定日镜3，定日镜3将阳光反射聚焦在内热式接收器2里面，把空气加热到800度以上，高温空气经管道进入第一储热器4，第二储热器5，第三储热器6，将热量传递给储能介质，再由循环泵7压送回到内热式接收器2，构成集热储热系统循环回路；第一储热器4的热量加热蒸汽锅炉8中的水，使水成为800度以上的蒸汽，蒸汽使汽轮机9转动，带动发电机10发电；第二储热器5用于400度以上的中温热发电；第三储热器6用于130度以上的低温热发电；
所述内热式接收器2是一个圆筒，圆筒的上端封闭，下端开口；圆筒的侧面和上端具有保温层，圆筒内安装了一片石英玻璃成为石英窗，石英窗里面是由钨丝构成的三维金属网，三维金属网就在定日镜3反射阳光的焦点处，来自定日镜3的反射阳光聚焦在三维金属网上，低温空气就在三维金属网中被加热成为800度以上的高温空气。
所述内热式接收器设置为2或3个，地面镜面场相应划分为2或3个分区，每个分区的定日镜3将阳光反射聚焦到所属该区的内热式接收器2里面。
图1中，画了三个储热器，第一储热器用于800度以上的高温热发电：第二储热器用于400度以上的中温热发电；第三储热器用于130度以上的低温热发电；还可设置第四储热器，用于生产60度以上的生活热水。

Claims (3)

1.一种塔式太阳能发电系统，其特征在于，包括：铁塔(1)、内热式接收器(2)、定日镜(3)、第一储热器(4)、第二储热器(5)、第三储热器(6)、循环泵(7)、蒸汽锅炉(8)、汽轮机(9)、发电机(10)；其中：在铁塔(1)的顶端设置内热式接收器(2)，在地面镜面场设置定日镜(3)，定日镜(3)将阳光反射聚焦在内热式接收器(2)里面，把空气加热到800度以上，高温空气经管道进入第一储热器(4)，第二储热器(5)，第三储热器(6)，将热量传递给储能介质，再由循环泵(7)压送回到内热式接收器(2)，构成集热储热系统循环回路；第一储热器(4)的热量加热蒸汽锅炉(8)中的水，使水成为800度以上的蒸汽，蒸汽使汽轮机(9)转动，带动发电机(10)发电；第二储热器(5)用于400度以上的中温热发电；第三储热器(6)用于130度以上的低温热发电；
所述内热式接收器(2)是一个圆筒，圆筒的上端封闭，下端开口；圆筒的侧面和上端具有保温层，圆筒内安装了一片石英玻璃成为石英窗，石英窗里面是由钨丝构成的三维金属网，三维金属网就在定日镜(3)反射阳光的焦点处，来自定日镜(3)的反射阳光聚焦在三维金属网上，低温空气就在三维金属网中被加热成为800度以上的高温空气。
2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能发电系统，其特征在于：所述内热式接收器的石英玻璃离圆筒的下端有一段距离，这段距离形成一个向上的天坑，天坑中的热空气上方热，下方冷，不能对流，成为内热式接收器下端的透光保温层，使内热式接收器全方位，都具有保温功能。
3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能发电系统，其特征在于：所述储热器是一个保温的箱体或筒体，储热器的下部是散流管，散流管的上面是储热球，所述储热球为混凝土储热球；所述散流管由主管和支管构成疏状形，散流管上有若干小孔，热空气经散流管上的小孔均匀地进入储热球之间，将热能传递给混凝土储热球储存；所述散流管用钢管制作，它对储热球堆集层起支承作用。
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