CN114484892B - 一种用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统，包括高温热管、太阳能集热器、换热设备、储水池、高温蓄热设备、汽轮机组、出口阀及压缩机；高温热管的蒸发段安装于太阳能集热器中，高温热管的冷凝段位于换热设备的放热侧中；储水池的出口与换热设备的吸热侧入口相连通，换热设备的吸热侧出口分为两路，其中一路与高温蓄热设备的入口相连通，另一路与汽轮机组的入口相连通，高温蓄热设备的出口经出口阀及压缩机与汽轮机组的入口相连通，该系统能够在太阳能电站在停机进行热量的回收利用。

Description

一种用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统
技术领域
本发明属于太阳能电站技术领域，特别涉及一种用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统。
背景技术
太阳能热发电技术是使用太阳能来产生电力，是太阳能技术应用的一个重要方向，其最具竞争力的是可以方便的与传热及蓄热系统结合在一起，通过储热，可以克服太阳能发电中天气变化产生的间歇性影响，降低太阳能发电的不稳定性，提高整个太阳能发电站的经济效益。
太阳能电站在停机时集热器还具有较高的温度，这时需要通过一定的传热技术将这部分热量也利用起来，从而提高系统的整体效率，然而现有技术中并没有给出类似的公开。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统，该系统能够在太阳能电站在停机进行热量的回收利用。
为达到上述目的，本发明所述的用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统包括高温热管、太阳能集热器、换热设备、储水池、高温蓄热设备、汽轮机组、出口阀及压缩机；
高温热管的蒸发段安装于太阳能集热器中，高温热管的冷凝段位于换热设备的放热侧中；储水池的出口与换热设备的吸热侧入口相连通，换热设备的吸热侧出口分为两路，其中一路与高温蓄热设备的入口相连通，另一路与汽轮机组的入口相连通，高温蓄热设备的出口经出口阀及压缩机与汽轮机组的入口相连通。
还包括换热器及高温工质储存罐；
太阳能集热器的高温工质出口与换热设备的放热侧入口相连通，换热设备的放热侧出口与换热器的第一放热段入口相连通，换热器的第一放热段出口与高温工质储存罐的入口相连通，高温工质储存罐的出口与太阳能集热器的高温工质入口相连通。
还包括低温储热器；
汽轮机组的出口与换热器的第二放热段的入口相连通，换热器的第二放热段的出口与储水池的入口相连通，储水池的出口与换热器的吸热侧入口相连通，换热器的吸热侧出口与低温储热器的入口相连通，低温储热器的出口与换热设备的吸热侧入口相连通。
储水池的出口经第一水泵与换热设备的吸热侧入口相连通。
低温储热器的出口经第二水泵与换热设备的吸热侧入口相连通。
高温工质储存罐的出口经离心泵及第一闸阀与太阳能集热器的高温工质入口相连通。
换热设备的吸热侧出口经第二闸阀与高温蓄热设备的入口相连通。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统在具体操作时，在太阳能集热器与换热设备之间引入高温热管，在停机过程或电站故障时，通过高温热管将太阳能集热器的热量传递给换热设备中，并通过换热设备将热量传递给水，以形成高温蒸汽，然后将高温蒸汽存储于高温蓄热设备中，以实现在太阳能电站在停机进行热量的回收利用的目的，提高整个电站的能量及资源利用率。另外，在无太阳光或急需发电时，将高温蓄热设备中的热能释放出来，以降低太阳能的间歇性及随机性影响，增强整个系统的综合热能利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为太阳能集热器、2为高温热管、3为换热设备、4为汽轮机组、5为换热器、6为低温储热器、7为储水池、8为第一水泵、9为高温工质储存罐、10为离心泵、11为第一闸阀、12为第二闸阀、13为高温蓄热设备、14为出口阀、15为压缩机、16为第二水泵。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统包括太阳能集热器1、高温热管2、换热设备3、汽轮机组4、换热器5、低温储热器6、储水池7、第一水泵8、高温工质储存罐9、离心泵10、第一闸阀11、第二闸阀12、高温蓄热设备13、出口阀14、压缩机15及第二水泵16；
太阳能集热器1的高温工质出口与换热设备3的放热侧入口相连通，换热设备3的放热侧出口与换热器5的第一放热段入口相连通，换热器5的第一放热段出口与高温工质储存罐9的入口相连通，高温工质储存罐9的出口经离心泵10及第一闸阀11与太阳能集热器1的高温工质入口相连通，高温热管2的蒸发段安装于太阳能集热器1中，高温热管2的冷凝段位于换热设备3的放热侧中；
储水池7的出口经第一水泵8与换热设备3的吸热侧入口相连通，低温储热器6的出口经第二水泵16与换热设备3的吸热侧入口相连通，换热设备3的吸热侧出口分为两路，其中一路经第二闸阀12与高温蓄热设备13的入口相连通，另一路与汽轮机组4的入口相连通，汽轮机组4的出口与换热器5的第二放热段的入口相连通，换热器5的第二放热段的出口与储水池7的入口相连通，储水池7的出口与换热器5的吸热侧入口相连通，换热器5的吸热侧出口与低温储热器6的入口相连通；
高温蓄热设备13的出口经出口阀14及压缩机15与汽轮机组4的入口相连通。
本发明的具体工作过程为：
当整个太阳能电站正常工作时，向储水池7中加入冷水，太阳能集热器1吸收太阳能热量，并将其传递给高温工质及高温热管2的蒸发段，太阳能集热器1输出的高温工质进入换热设备3中与储水池7输出的水进行换热，与水经过热量交换后的高温工质再进入到换热器5中进一步冷却，然后进入到高温工质储存罐9中，最后经离心泵10及第一闸阀11进入太阳能集热器1中完成循环，储水池7输出的水在换热设备3中吸热形成高温高压水蒸气，然后进入到汽轮机组4中进行发电，汽轮机组4输出的排汽进入到换热器5中冷却成水，然后进入到储水池7中，实现冷却水的循环。
另外，储水池7中的水进入到换热器5中进行吸热，然后进入到低温储热器6中储存，通过储水池7输出的水经汽轮机组4的排汽以及换热设备3输出的高温工质进行两次换热升温，由于低温储热器6中能量品质不高，因此主要用于生活用热。
当整个太阳能电站进行停机操作或发生故障时，则通过高温热管2直接将太阳能集热器1的热量传递至换热设备3中与储水池7输出的水进行换热，或将低温储热器6输出的热水送入换热设备3中，再与高温热管2的冷凝段进行换热，然后打开第二闸阀12，将产生的高温蒸汽储存至高温蓄热设备13中进行储存；
高温蓄热设备13中存储的高温蒸汽也可以在夜晚或者无太阳的情况下，打开出口阀14，通过压缩机15加压后，直接输送至汽轮机组4中，实现夜晚发电或无太阳发电，降低太阳能的间歇性及随机性影响，提高整个太阳能电站的经济效益。
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于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统，其特征在于，包括高温热管(2)、太阳能集热器(1)、换热设备(3)、储水池(7)、高温蓄热设备(13)、汽轮机组(4)、出口阀(14)及压缩机(15)；
高温热管(2)的蒸发段安装于太阳能集热器(1)中，高温热管(2)的冷凝段位于换热设备(3)的放热侧中；储水池(7)的出口与换热设备(3)的吸热侧入口相连通，换热设备(3)的吸热侧出口分为两路，其中一路与高温蓄热设备(13)的入口相连通，另一路与汽轮机组(4)的入口相连通，高温蓄热设备(13)的出口经出口阀(14)及压缩机(15)与汽轮机组(4)的入口相连通；
还包括换热器(5)及高温工质储存罐(9)；
太阳能集热器(1)的高温工质出口与换热设备(3)的放热侧入口相连通，换热设备(3)的放热侧出口与换热器(5)的第一放热段入口相连通，换热器(5)的第一放热段出口与高温工质储存罐(9)的入口相连通，高温工质储存罐(9)的出口与太阳能集热器(1)的高温工质入口相连通；
还包括低温储热器(6)；
汽轮机组(4)的出口与换热器(5)的第二放热段的入口相连通，换热器(5)的第二放热段的出口与储水池(7)的入口相连通，储水池(7)的出口与换热器(5)的吸热侧入口相连通，换热器(5)的吸热侧出口与低温储热器(6)的入口相连通，低温储热器(6)的出口与换热设备(3)的吸热侧入口相连通；
储水池(7)的出口经第一水泵(8)与换热设备(3)的吸热侧入口相连通；
低温储热器(6)的出口经第二水泵(16)与换热设备(3)的吸热侧入口相连通。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统，其特征在于，高温工质储存罐(9)的出口经离心泵(10)及第一闸阀(11)与太阳能集热器(1)的高温工质入口相连通。
3.根据权利要求2所述的用于太阳能电站停机储热及热量转换的系统，其特征在于，换热设备(3)的吸热侧出口经第二闸阀(12)与高温蓄热设备(13)的入口相连通。
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