CN109059315A - 一种碟式太阳能热发电系统 - Google Patents

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张玉峰
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杨舟
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Abstract

本发明涉及一种碟式太阳能热发电系统，包括碟式太阳能集热系统和发电系统，所述碟式太阳能集热系统通过管道连接所述发电系统，所述管道内流通有第一传热介质，所述发电系统包括依次连通的蒸汽发生器、给水泵、汽轮机和冷凝器，所述汽轮机连接有发电机，所述第一传热介质通过所述管道流入所述蒸汽发生器，所述给水泵向所述蒸汽发生器内泵入流体水，水吸收所述第一传热介质的热量在所述蒸汽发生器内转化为蒸汽，所述蒸汽流入所述汽轮机内做功带动所述发电机发电，做功后的蒸汽流入所述冷凝器中凝结为水回流至所述给水泵。本发明采用蒸汽发电，循环水重复利用，大大降低了生产成本。

Description

一种碟式太阳能热发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电系统，尤其涉及一种碟式太阳能热发电系统。
背景技术
聚光型太阳能热利用技术是太阳能利用的有效手段之一。一般地，太阳能聚光技术有槽式、塔式、碟式、菲涅尔式四种。其中碟式太阳能技术具有更高的聚光倍数，能达到更高的温度水平，相应地能提高系统效率。并且，碟式太阳能技术具有布置灵活的优势，可适应多种复杂地形条件，不仅可以独立运行作为偏远地区的小型电源，可以将更多数量的碟式设备组合起来形成规模化太阳能发电站。
传统碟式太阳能系统采用斯特林机作为发电设备，其成本久居不下，并且由于没有储/换热系统，输出受太阳能波动性影响大。现有的太阳能热发电系统通常采用熔融盐、导热油等作为第一传热介质，工作温度受到介质物性限制（熔融盐最高工作温度600℃，导热油最高工作温度400℃），发电循环效率有限，并且熔融盐、导热油等工质存在易燃易爆、腐蚀性强的问题，此外为防止第一传热介质凝固问题需增加相应设备，带来投资增加的问题。
发明内容
本发明为了解决成本高、传统光热发电第一传热介质工作温度限制、安全性低等问题，提供了一种碟式太阳能热发电系统，该发电系统采用蒸汽发电，循环水回收利用降低了发电成本。
本发明所采取的技术方案为：一种碟式太阳能热发电系统，包括碟式太阳能集热系统和发电系统，所述碟式太阳能集热系统通过管道连接所述发电系统，所述管道内流通有第一传热介质，其特征在于：所述发电系统包括依次连通的蒸汽发生器、给水泵、汽轮机和冷凝器，所述汽轮机连接有发电机，所述第一传热介质通过所述管道流入所述蒸汽发生器，所述给水泵向所述蒸汽发生器内泵入流体水，水吸收所述第一传热介质的热量在所述蒸汽发生器内转化为蒸汽，所述蒸汽流入所述汽轮机内做功带动所述发电机发电，做功后的蒸汽流入所述冷凝器中凝结为水回流至所述给水泵，所述第一传热介质为气体工质。
进一步的，所述碟式太阳能集热系统与所述发电系统之间设有储/换热系统，所述储/换热系统内存储有储热介质，所述碟式太阳能集热系统通过第一管道连接所述储/换热系统的第一入口，通过所述第二管道连接所述储/换热系统的第一出口，所述第一传热介质在所述碟式太阳能集热系统内加热后通过所述第一管道流入所述储/换热系统与所述储热介质进行热交换，然后通过所述第二管道回流至所述碟式太阳能集热系统；
所述发电系统通过第三管道连接所述储/换热系统的第二出口，通过第四管道连接所述储/换热系统的第二入口，第二传热介质在所述储热介质中吸收热量后通过所述第三管道流入所述蒸汽发生器内加热水，然后通过所述第四管道回流至所述储/换热系统。
进一步的，所述储热介质为液体，所述第二传热介质为所述储热介质。
进一步的，所述储热介质为固体，所述第二传热介质为气体介质。
进一步的，所述第一传热介质为气体工质，所述气体工质的运行压力为0~5MPa，温度300~1000℃。
进一步的，所述气体工质为空气、氮气、氦气、二氧化碳中的一种。
进一步的，所述储热介质是熔融盐、镁砖、复合相变材料、陶瓷、石子、金属及合金、混凝土的一种或多种的组合。
进一步的，所述的储热介质为熔融盐。
进一步的，所述储/换热系统为气-盐换热器，所述第三管道和第四管道上分别设有热盐罐和冷盐罐。
进一步的，在所述冷盐罐与储/换热系统之间设有盐泵。
进一步的，在所述管道上设置有用于为管道内流体提供循环动力的循环动力设备。
进一步的，在所述第二管道上设置有集热循环动力设备，在所述第四管道上设置有储热循环动力设备。
本发明所产生的有益效果包括：本发明采用蒸汽发电，循环水重复利用，大大降低了生产成本；本发明采用气体工质作为第一传热介质，解决了传统第一传热介质存在易燃易爆、腐蚀性强的问题；本发明中设置储/换热系统，有效的解决了传统发电系统输出受太阳能波动性影响大的问题；本发明的系统采用的碟式集热器与气体工质的搭配，具有更高的光学效率和运行温度，避免了常规太阳能热发电第一传热介质的凝固、安全等问题，同时集成储/换热系统，克服了太阳能间歇性和低稳定性的局限。
附图说明
图1是本发明系统的基本原理结构示意图。
图2是本发明系统一个实施例的结构示意图。
图中：
1、碟式太阳能集热系统，2、储/换热系统，3、发电系统，4、集热循环动力设备，5、储热循环动力设备，6、蒸汽发生器，7、给水泵，8、汽轮机，9、发电机，10、冷凝器，11、碟式集热器，12、第一管道，13、第二管道，14、第三管道，15、第四管道，16、第五管道，17、第六管道，24、第七管道，25，第八管道，18、气-盐换热器，19、热盐罐，20、冷盐罐，21、热盐阀，22、冷盐阀，23、盐泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参阅图1，所述一种碟式太阳能热发电系统，包括碟式太阳能集热系统1、储/换热系统2、发电系统3、集热循环动力设备4、储热循环动力设备5及连通各装置的管道。所述碟式太阳能集热系统1通过第一管道12和第二管道与储/换热系统2连接，气体工质通过碟式太阳能集热系统1升至高温，经过第一管道流至储/换热系统2释放热量完成热量存储，释放完热量后的气体工质最后通过第二管道回流至碟式太阳能集热系统1完成一个集热循环，在第二管道上设置集热循环动力设备4，为气体工质的循环流动提供动力。
发电系统3通过第三管道和第四管道与储/换热系统2连接，储/换热系统内置有储热介质。
发电系统包括蒸汽发生器、给水泵、汽轮机、发电机和冷凝器，给水泵7输送水在蒸汽发生器6中吸收储/换热系统2释放的热量产生蒸汽，蒸汽经过第五管道16进入汽轮机8做功带动发电机9发电，做完功的蒸汽通过冷凝器10凝结成液态水经过第六管道17回到给水泵7完成发电循环。
碟式太阳能聚光系统1由一个碟式聚光器11，或者由若干个碟式聚光器11串联所组成的回路再并联组成，单个碟式聚光器11的聚光面积为10m2~500m2.
本发明中的气体工质为空气、氮气、氦气、二氧化碳其中之一，运行压力为0~5MPa，温度300~1000℃。
本发明中的储/换热系统2，其储热介质是高温熔融盐、镁砖、复合相变材料、陶瓷、石子、金属及合金、混凝土的一种或多种组合。
如图2所示，为本发明系统的一个实施例，结合图1、2详尽描述实施例的具体实施方式。气体工质选择空气，储热介质选用熔融盐，储/换热系统2包括气-盐换热器18 、热盐罐19和冷盐罐20，热盐罐19与气-盐换热器18之间通过第七管道连通，冷盐罐20与气-盐换热器18之间通过第八管道连通。太阳能充足时，空气在碟式太阳能聚光系统1中升至高温，经过气-盐换热器18换热释放热量，冷盐阀22与热盐阀21控制第七管道和第八管道的开闭，熔融盐在盐泵23的带动下，从冷盐罐20流出，经气-盐换热器18吸收空气释放的热量升温，流入热盐罐19，完成储热过程，同时储热循环动力设备5驱动熔融盐从热盐罐19中流出在蒸汽发生器6中释放热量，流入冷盐罐20内，发电系统3中的给水泵7输送水进入蒸汽发生器6吸收熔融盐释放的热量产生蒸汽，蒸汽经过第五管道16进入汽轮机8做功带动发电机9发电，做完功的蒸汽通过冷凝器10凝结成液态水回到给水泵7完成发电循环。在多云、阴雨、夜晚或者太阳能不充足的情况下，储热过程停止工作，利用热盐罐19、冷盐罐20内存储的热量进行发电。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碟式太阳能热发电系统，包括碟式太阳能集热系统和发电系统，所述碟式太阳能集热系统通过管道连接所述发电系统，所述管道内流通有第一传热介质，其特征在于：所述发电系统包括依次连通的蒸汽发生器、给水泵、汽轮机和冷凝器，所述汽轮机连接有发电机，所述第一传热介质通过所述管道流入所述蒸汽发生器，所述给水泵向所述蒸汽发生器内泵入流体水，水吸收所述第一传热介质的热量在所述蒸汽发生器内转化为蒸汽，所述蒸汽流入所述汽轮机内做功带动所述发电机发电，做功后的蒸汽流入所述冷凝器中凝结为水回流至所述给水泵；所述第一传热介质为气体工质。
2.根据权利要求1所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：所述碟式太阳能集热系统与所述发电系统之间设有储/换热系统，所述储/换热系统内存储有储热介质，所述碟式太阳能集热系统通过第一管道连接所述储/换热系统的第一入口，通过所述第二管道连接所述储/换热系统的第一出口，所述第一传热介质在所述碟式太阳能集热系统内加热后通过所述第一管道流入所述储/换热系统与所述储热介质进行热交换，然后通过所述第二管道回流至所述碟式太阳能集热系统；
所述发电系统通过第三管道连接所述储/换热系统的第二出口，通过第四管道连接所述储/换热系统的第二入口，所述储热介质通过所述第三管道流入所述蒸汽发生器内加热水，然后通过所述第四管道回流至所述储/换热系统。
3.根据权利要求1或2所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：所述气体工质的运行压力为0~5MPa，温度300~1000℃。
4.根据权利要求3所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：所述气体工质为空气、氮气、氦气、二氧化碳中的一种。
5.根据权利要求2所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：所述储热介质是熔融盐、镁砖、复合相变材料、陶瓷、石子、金属及合金、混凝土的一种或多种的组合。
6.根据权利要求5所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：所述的储热介质为熔融盐。
7.根据权利要求6所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：所述储/换热系统为气-盐换热器，所述第三管道和第四管道上分别设有热盐罐和冷盐罐。
8.根据权利要求7所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：在所述冷盐罐与储/换热系统之间设有盐泵。
9.根据权利要求1所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：在所述管道上设置有用于为管道内流体提供循环动力的循环动力设备。
10.根据权利要求2所述的碟式太阳能热发电系统，其特征在于：在所述第二管道上设置有集热循环动力设备，在所述第四管道上设置有储热循环动力设备。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100176602A1 (en) * 2007-03-08 2010-07-15 Reuel Shinnar Solar power plant and method and/or system of storing energy in a concentrated solar power plant
CN104074693A (zh) * 2014-05-21 2014-10-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种采用空气传热介质的菲涅尔式太阳能热发电系统
CN106481522A (zh) * 2016-12-28 2017-03-08 中国科学院上海高等研究院 一种带有蓄热的闭式氦气轮机塔式太阳能热发电系统
CN206111443U (zh) * 2016-08-19 2017-04-19 云南科威液态金属谷研发有限公司 槽式太阳能热发电系统
CN209431693U (zh) * 2018-08-10 2019-09-24 昆山清芸新能源科技有限公司 一种碟式太阳能热发电系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100176602A1 (en) * 2007-03-08 2010-07-15 Reuel Shinnar Solar power plant and method and/or system of storing energy in a concentrated solar power plant
CN104074693A (zh) * 2014-05-21 2014-10-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种采用空气传热介质的菲涅尔式太阳能热发电系统
CN206111443U (zh) * 2016-08-19 2017-04-19 云南科威液态金属谷研发有限公司 槽式太阳能热发电系统
CN106481522A (zh) * 2016-12-28 2017-03-08 中国科学院上海高等研究院 一种带有蓄热的闭式氦气轮机塔式太阳能热发电系统
CN209431693U (zh) * 2018-08-10 2019-09-24 昆山清芸新能源科技有限公司 一种碟式太阳能热发电系统

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