CN115143434A - 一种光热电站高效启动系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光热电站高效启动系统及运行方法，涉及光热电站领域，主要用于减少光热电站启动过程中的镜场散热损失和散焦损失；该系统主要包括镜场I、镜场II、镜场再循环旁路阀门、高温储热罐、低温储热罐、油盐换热器和储热支路阀门等设备；在光热电站启动过程中，将镜场分为两部分，并分别采用不同的启动策略，镜场I的传热工质启动至额定参数后，分别送入储热系统和蒸汽发生系统，镜场II的传热工质则根据蒸汽发生系统的启动曲线进行升温，并全部送入蒸汽发生系统，用于其初期的给水加热过程；本发明可以有效降低镜场启动过程的散热损失和散焦损失，减少了光热电站启动过程的能量消耗，提高了光热电站的全年发电量。
Description
技术领域
本发明涉及光热电站技术领域，特别是涉及一种光热电站镜场启动系统及控制方法。
背景技术
由于化石能源的大规模使用，环境污染和能源短缺的问题日渐严重，使用可再生能源是解决这些问题的有效方式，太阳能由于清洁和资源丰富的优点，有望成为化石能源的替代资源，但是太阳能间歇性和难以预测的特点，阻碍了光热电站的应用，配置储热系统的光热电站则可以克服太阳能的不足，但是光热电站仍需日常启停，因此光热电站启动过程中的能量消耗会明显影响其能量利用效率。
目前光热电站的启动方式为镜场首先启动，镜场出口传热工质温度达到额定值后，蒸汽发生系统开始启动，由于蒸汽发生系统启动初期的蒸汽温度和压力较低，因此进入蒸汽发生系统的高温传热工质需要与低温传热工质进行混合，这个过程增加了
损失，且镜场的运行温度较高，因此镜场的散热损失较为明显。因此，如何优化镜场的启动方式，以降低光热电站的启动能耗是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种光热电站的高效启动系统及运行方法，通过在启动过程中，优化部分镜场的启动曲线，使之与蒸汽发生系统的启动曲线相匹配，减少了镜场的散热损失和散焦损失，提高了光热电站的热经济性。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光热电站高效启动系统，包括镜场I、镜场II、镜场I再循环旁路阀门、高温储热罐、低温储热罐、油盐换热器、储热支路阀门、镜场II出口阀门、镜场I出口阀门、镜场II再循环旁路阀门、过热器进口阀门、过热器、蒸汽发生器、预热器、镜场I进口阀门、镜场II流量泵、镜场I流量泵、高温储热罐进口阀门、高温储热罐熔盐泵、低温储热罐进口阀门和低温储热罐熔盐泵；
镜场I的出口分为两个支路，一个支路与镜场I再循环旁路阀门的进口相连接，另一个支路出口继续分为两个支路，一个支路经过储热支路阀门与油盐换热器的传热工质进口相连接，另一个支路则与镜场I出口阀门的进口相连接，镜场I出口阀门的出口与镜场II出口阀门的出口相汇合，汇合后的出口分为两个支路，一个支路与镜场II再循环旁路阀门的进口相连接，另一个支路经过过热器进口阀门与过热器的传热工质进口相连接，过热器的传热工质出口与蒸汽发生器的传热工质进口相连接，蒸汽发生器的传热工质出口与预热器的传热工质进口相连接，预热器的传热工质出口与镜场II再循环旁路阀门的出口相汇合，汇合后的出口分为两个支路，一个支路经过镜场I进口阀门后，依次与油盐换热器的传热工质出口以及镜场I再循环旁路阀门的出口汇合，汇合后的出口经过镜场I流量泵与镜场I的进口相连接，另一个支路经过镜场II流量泵与镜场II的进口相连接，镜场II的出口经过镜场II出口阀门，与镜场I出口阀门的出口相汇合；低温储热罐的进、出口分别通过低温储热罐进口阀门和低温储热罐熔盐泵与油盐换热器的熔融盐进口相连接，高温储热罐的进、出口分别通过高温储热罐进口阀门和高温储热罐熔盐泵与油盐换热器的熔融盐出口相连接；主给水与预热器的给水进口相连接，预热器的给水出口与蒸汽发生器的给水进口相连接，蒸汽发生器的蒸汽出口与过热器的蒸汽进口相连接，蒸汽发生器的蒸汽出口为主蒸汽；其中，过热器、蒸汽发生器和预热器构成蒸汽发生系统。
一种光热电站高效启动系统的运行方法，在光热电站启动过程中，镜场I和镜场II使用不同的启动策略，其中镜场II的启动过程包括四个阶段，具体的启动策略为：
(一)在镜场II预热阶段时，打开镜场II出口阀门、镜场II再循环旁路阀门和镜场II流量泵，启动镜场II的再循环运行模式，并通过调节镜场II流量泵的转速，控制进入镜场II的传热工质流量，进而控制镜场II的升温速率，直至镜场II的出口传热工质温度达到温度设定值1；
(二)在蒸汽发生系统预热阶段时，打开过热器进口阀门，并逐渐关闭镜场II再循环旁路阀门，使传热工质进入过热器，并通过调节过热器进口阀门，调整进入过热器的传热工质流量，进而控制过热器出口蒸汽的压力；
(三)在蒸汽发生系统升温阶段时，调整镜场II流量泵的转速，控制进入镜场II的传热工质流量，使得镜场II的出口传热工质温度以恒定速率升高，直至镜场II的出口传热工质温度达到温度设定值2；
(四)在镜场定温运行阶段时，根据光照强度的变化，调整镜场II流量泵的转速，控制镜场II流量泵的传热工质流量，使得镜场II的出口传热工质温度保持温度设定值2。
镜场I的启动过程包括四个阶段，具体的启动策略为：
(一)在镜场升温阶段时，打开镜场I再循环旁路阀门和镜场I流量泵，关闭储热支路阀门、镜场I出口阀门和镜场I进口阀门，通过调节镜场I流量泵的转速，控制进入镜场I的传热工质流量，进而控制镜场I的升温速率，直至镜场I的出口传热工质温度达到温度设定值3；
(二)在储热阶段时，打开储热支路阀门，并逐渐关闭镜场I再循环旁路阀门，使传热工质进入油盐换热器，同时打开低温储热罐熔盐泵和高温储热罐进口阀门，并关闭高温储热罐熔盐泵和低温储热罐进口阀门，通过调节低温储热罐熔盐泵，控制进入高温储热罐的熔融盐温度，如果由于光照波动，导致从镜场II进入蒸汽发生系统的传热工质流量不足，则打开镜场I出口阀门和镜场I进口阀门，并通过调节镜场I出口阀门，补充传热工质流量；
(三)在蒸汽发生系统升温阶段时，打开镜场出口阀门和镜场I进口阀门，并通过调节储热支路阀门和镜场I出口阀门，控制进入蒸汽发生系统的传热工质流量，进而控制蒸汽发生系统的升温速率，如果进入蒸汽发生系统的传热工质流量不足，则打开低温储热罐熔盐泵和高温储热罐进口阀门，关闭高温储热罐熔盐泵和低温储热罐进口阀门，通过调节低温储热罐熔盐泵，控制油盐换热器的传热工质出口温度，并通过调节储热支路阀门，控制进入油盐换热器的传热工质流量；
(四)在镜场I定温运行阶段时，根据光照强度的变化，调整镜场I流量泵的转速，控制镜场I流量泵的传热工质流量，使得镜场I的出口传热工质温度保持温度设定值4。
优选的，镜场I和镜场II的总支路数量是不变的，但是镜场II的支路数量是根据当日预测光照强度而改变的，具体的计算公式为：
式中：N为镜场II的支路数量；QSGS为蒸汽发生系统在预热和升温阶段需要消耗的能量；qDNI为单位面积的光照强度；τ为蒸汽发生系统在预热和升温阶段消耗的时间；A为镜场II的总集热器面积；η为附加镜场的集热器效率。
优选的，温度设定值1和温度设定值2通过智能算法进行优化，具体流程为：
(一)首先设置温度设定值1和温度设定值2的范围分别为330～370和381～391℃，在光热电站启动过程中，温度设定值1和温度设定值2在温度范围内随机生成，然后镜场II按照温度设定值进行启动，并记录机组在整个启动过程中的能量消耗量；
(二)以温度设定值1和温度设定值2为输入，光热电站的启动能量消耗量作为输出，利用神经网络进行学习训练，随着光热电站启动次数的增加，训练的数据也不断增加，新数据如果超过设置的数量阈值，则补充新数据对神经网络重新进行训练；
(三)神经网络训练完成后，通过粒子群算法，以启动过程中的能量消耗最少为目标，对温度设定值1和温度设定值2进行优化，获得优化的温度设定值后，镜场II则按照优化后的升温曲线进行升温。
优选的，温度设定值3为360～393℃，温度设定值4为393℃。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
(1)本发明通过在启动初期降低部分镜场的运行温度，可以降低镜场的散热损失和散焦损失；
(2)本发明通过将部分镜场的出口温度与启动过程的主蒸汽温度相匹配，可以减少由于低温传热工质掺混导致的
损失；
(3)本发明通过预测当天的光照条件，确定镜场II的支路数量，以最大程度的减少镜场在启动过程的能量损失。
附图说明
图1为光热电站高效启动系统构型示意图。
图中：1、镜场I，2、镜场II，3、镜场I再循环旁路阀门，4、高温储热罐，5、低温储热罐，6、油盐换热器，7、储热支路阀门，8、镜场II出口阀门，9、镜场I出口阀门，10、镜场II再循环旁路阀门，11、过热器进口阀门，12、过热器，13、蒸汽发生器，14、预热器，15、镜场I进口阀门，16、镜场II流量泵，17、镜场I流量泵，18、高温储热罐进口阀门，19、高温储热罐熔盐泵，20、低温储热罐进口阀门，21、低温储热罐熔盐泵。
图2为启动过程中镜场出口传热工质的理论温度变化。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种光热电站高效启动系统，系统包括镜场I1、镜场II2、镜场I再循环旁路阀门3、高温储热罐4、低温储热罐5、油盐换热器6、储热支路阀门7、镜场II出口阀门8、镜场I出口阀门9、镜场II再循环旁路阀门10、过热器进口阀门11、过热器12、蒸汽发生器13、预热器14、镜场I进口阀门15、镜场II流量泵16、镜场I流量泵17、高温储热罐进口阀门18、高温储热罐熔盐泵19、低温储热罐进口阀门20和低温储热罐熔盐泵21；镜场I1的出口分为两个支路，一个支路与镜场I再循环旁路阀门3的进口相连接，另一个支路出口继续分为两个支路，一个支路经过储热支路阀门7与油盐换热器6的传热工质进口相连接，另一个支路则与镜场I出口阀门9的进口相连接，镜场I出口阀门9的出口与镜场II出口阀门8的出口相汇合，汇合后的出口分为两个支路，一个支路与镜场II再循环旁路阀门10的进口相连接，另一个支路经过过热器进口阀门11与过热器12的传热工质进口相连接，过热器12的传热工质出口与蒸汽发生器13的传热工质进口相连接，蒸汽发生器13的传热工质出口与预热器14的传热工质进口相连接，预热器14的传热工质出口与镜场II再循环旁路阀门10的出口相汇合，汇合后的出口分为两个支路，一个支路经过镜场I进口阀门15后，依次与油盐换热器6的传热工质出口以及镜场I再循环旁路阀门3的出口汇合，汇合后的出口经过镜场I流量泵17与镜场I1的进口相连接，另一个支路经过镜场II流量泵16与镜场II2的进口相连接，镜场II2的出口经过镜场II出口阀门8，与镜场I出口阀门9的出口相汇合；低温储热罐5的进、出口分别通过低温储热罐进口阀门20和低温储热罐熔盐泵21与油盐换热器6的熔融盐进口相连接，高温储热罐4的进、出口分别通过高温储热罐进口阀门18和高温储热罐熔盐泵19与油盐换热器6的熔融盐出口相连接；主给水与预热器14的给水进口相连接，预热器14的给水出口与蒸汽发生器13的给水进口相连接，蒸汽发生器13的蒸汽出口与过热器12的蒸汽进口相连接，蒸汽发生器12的蒸汽出口为主蒸汽；其中，过热器12、蒸汽发生器13和预热器14构成蒸汽发生系统。
所述的一种光热电站高效启动系统的运行方法，开始启动镜场I1和镜场II2，开启镜场I再循环旁路阀门3、镜场II再循环旁路阀门10、镜场II出口阀门8、镜场II流量泵16和镜场I流量泵17，关闭镜场I出口阀门9、过热器进口阀门11和镜场I进口阀门15，使镜场I1和镜场II2运行在再循环模式，镜场I1和镜场II2的温度开始同时增加；镜场II2的出口传热工质温度达到260℃后，逐渐关闭镜场II再循环旁路阀门10，并开启过热器进口阀门11，使镜场II2加热的高温传热工质进入蒸汽发生系统，蒸汽发生系统开始升温的过程；镜场II2的出口传热工质温度达到330℃以后，维持镜场II2的出口传热工质温度不变，同时维持蒸汽发生系统的出口蒸汽温度保持不变；在此过程中，镜场I1的出口传热工质温度达到360℃，开启储热支路阀门7、低温储热罐熔盐泵21和高温储热罐进口阀门18，并逐渐关闭镜场I再循环旁路阀门3，使镜场I1产生的高温传热工质进入油盐换热器6，并将传热工质的热量储存于高温储热罐4，此后镜场I1的传热工质温度继续升高直至达到393℃，并通过调节镜场I流量泵17的传热工质流量，维持镜场I1的出口传热工质温度为393℃不变；蒸汽发生系统达到升温标准后，镜场II2的出口传热工质温度开始从330℃增加，直至达到391℃，在此过程中通过调节镜场II流量泵16的传热工质流量，控制镜场II2的出口传热工质的升温速率，同时开启镜场I出口阀门9和镜场I进口阀门15，使镜场I1的高温传热工质进入蒸汽发生系统，以产生更多蒸汽，达到光热电站的启动要求。
在此次启动过程中，记录镜场II2的温度设定值1为330℃，温度设定值2为391℃，同时记录光热电站在整个启动过程中的启动能耗；在每次光热电站启动时，改变镜场II2的温度设定值1和温度设定值2，并记录光热电站的启动能耗；在获得多组启动数据后，用以训练神经网络，获得训练过的神经网络模型后，通过粒子群算法，以启动能耗最少为目标，对镜场II2的温度设定值1和温度设定值2进行优化，以获得最优的镜场启动参数。
图2为启动过程中镜场出口传热工质的理论温度变化，虚线为镜场I1的出口传热工质的启动曲线，点划线为镜场II2的出口传热工质的启动曲线，实线为蒸汽发生系统的出口过热蒸汽的启动曲线；镜场I1的出口传热工质温度在启动过程中一直升高，直到达到额定参数后保持不变，镜场II2的出口传热工质温度先升高，然后维持温度在一段时间内不变，后继续升高至额定参数保持不变，镜场II2的启动曲线形状与蒸汽发生系统的启动曲线形状一致，且镜场II2在整个启动过程的温度均高于蒸汽发生系统出口蒸汽的温度。
在光热电站启动过程中，将镜场分为两部分，并分别采用不同的启动策略，镜场I1的传热工质启动至额定参数后，分别送入储热系统和蒸汽发生系统，镜场II2的传热工质则根据蒸汽发生系统的启动曲线进行升温，并全部送入蒸汽发生系统，用于其初期的给水加热过程；本发明通过使用本系统和方法，可以将部分镜场的启动曲线与蒸汽发生系统的启动曲线相匹配，减少了光热电站启动过程中镜场的散热损失和散焦损失，本发明可以降低光热电站的启动能耗，提高光热电站的年发电量，从而降低光热电站的发电成本。
Claims (5)
1.一种光热电站高效启动系统，其特征在于，系统包括镜场I(1)、镜场II(2)、镜场I再循环旁路阀门(3)、高温储热罐(4)、低温储热罐(5)、油盐换热器(6)、储热支路阀门(7)、镜场II出口阀门(8)、镜场I出口阀门(9)、镜场II再循环旁路阀门(10)、过热器进口阀门(11)、过热器(12)、蒸汽发生器(13)、预热器(14)、镜场I进口阀门(15)、镜场II流量泵(16)、镜场I流量泵(17)、高温储热罐进口阀门(18)、高温储热罐熔盐泵(19)、低温储热罐进口阀门(20)和低温储热罐熔盐泵(21)；
镜场I(1)的出口分为两个支路，一个支路与镜场I再循环旁路阀门(3)的进口相连接，另一个支路出口继续分为两个支路，一个支路经过储热支路阀门(7)与油盐换热器(6)的传热工质进口相连接，另一个支路则与镜场I出口阀门(9)的进口相连接，镜场I出口阀门(9)的出口与镜场II出口阀门(8)的出口相汇合，汇合后的出口分为两个支路，一个支路与镜场II再循环旁路阀门(10)的进口相连接，另一个支路经过过热器进口阀门(11)与过热器(12)的传热工质进口相连接，过热器(12)的传热工质出口与蒸汽发生器(13)的传热工质进口相连接，蒸汽发生器(13)的传热工质出口与预热器(14)的传热工质进口相连接，预热器(14)的传热工质出口与镜场II再循环旁路阀门(10)的出口相汇合，汇合后的出口分为两个支路，一个支路经过镜场I进口阀门(15)后，依次与油盐换热器(6)的传热工质出口以及镜场I再循环旁路阀门(3)的出口汇合，汇合后的出口经过镜场I流量泵(17)与镜场I(1)的进口相连接，另一个支路经过镜场II流量泵(16)与镜场II(2)的进口相连接，镜场II(2)的出口经过镜场II出口阀门(8)，与镜场I出口阀门(9)的出口相汇合；低温储热罐(5)的进、出口分别通过低温储热罐进口阀门(20)和低温储热罐熔盐泵(21)与油盐换热器(6)的熔融盐进口相连接，高温储热罐(4)的进、出口分别通过高温储热罐进口阀门(18)和高温储热罐熔盐泵(19)与油盐换热器(6)的熔融盐出口相连接；主给水与预热器(14)的给水进口相连接，预热器(14)的给水出口与蒸汽发生器(13)的给水进口相连接，蒸汽发生器(13)的蒸汽出口与过热器(12)的蒸汽进口相连接，蒸汽发生器(12)的蒸汽出口为主蒸汽；其中，过热器(12)、蒸汽发生器(13)和预热器(14)构成蒸汽发生系统。
2.权利要求1所述的一种光热电站高效启动系统的运行方法，其特征在于，在光热电站启动过程中，镜场I(1)和镜场II(2)使用不同的启动策略，其中镜场II(2)的启动过程包括四个阶段，具体的启动策略为：
(一)在镜场II(2)预热阶段时，打开镜场II出口阀门(8)、镜场II再循环旁路阀门(10)和镜场II流量泵(16)，启动镜场II(2)的再循环运行模式，并通过调节镜场II流量泵(16)的转速，控制进入镜场II(2)的传热工质流量，进而控制镜场II(2)的升温速率，直至镜场II(2)的出口传热工质温度达到温度设定值1；
(二)在蒸汽发生系统预热阶段时，打开过热器进口阀门(11)，并逐渐关闭镜场II再循环旁路阀门(10)，使传热工质进入过热器(12)，并通过调节过热器进口阀门(11)，调整进入过热器(12)的传热工质流量，进而控制过热器(12)出口蒸汽的压力；
(三)在蒸汽发生系统升温阶段时，调整镜场II流量泵(16)的转速，控制进入镜场II(2)的传热工质流量，使得镜场II(2)的出口传热工质温度以恒定速率升高，直至镜场II(2)的出口传热工质温度达到温度设定值2；
(四)在镜场定温运行阶段时，根据光照强度的变化，调整镜场II流量泵(16)的转速，控制镜场II流量泵(16)的传热工质流量，使得镜场II(2)的出口传热工质温度保持温度设定值2；
镜场I(1)的启动过程包括四个阶段，具体的启动策略为：
(一)在镜场I(1)升温阶段时，打开镜场I再循环旁路阀门(3)和镜场I流量泵(17)，关闭储热支路阀门(7)、镜场I出口阀门(9)和镜场I进口阀门(15)，通过调节镜场I流量泵(17)的转速，控制进入镜场I(1)的传热工质流量，进而控制镜场I(1)的升温速率，直至镜场I(1)的出口传热工质温度达到温度设定值3；
(二)在储热阶段时，打开储热支路阀门(7)，并逐渐关闭镜场I再循环旁路阀门(3)，使传热工质进入油盐换热器(6)，同时打开低温储热罐熔盐泵(21)和高温储热罐进口阀门(18)，并关闭高温储热罐熔盐泵(19)和低温储热罐进口阀门(20)，通过调节低温储热罐熔盐泵(21)，控制进入高温储热罐(4)的熔融盐温度，如果由于光照波动，导致从镜场II(2)进入蒸汽发生系统的传热工质流量不足，则打开镜场I出口阀门(9)和镜场I进口阀门(15)，并通过调节镜场I出口阀门(9)，补充传热工质流量；
(三)在蒸汽发生系统升温阶段时，打开镜场出口阀门(9)和镜场I进口阀门(15)，并通过调节储热支路阀门(7)和镜场I出口阀门(9)，控制进入蒸汽发生系统的传热工质流量，进而控制蒸汽发生系统的升温速率，如果进入蒸汽发生系统的传热工质流量不足，则打开低温储热罐熔盐泵(21)和高温储热罐进口阀门(18)，关闭高温储热罐熔盐泵(19)和低温储热罐进口阀门(20)，通过调节低温储热罐熔盐泵(21)，控制油盐换热器(6)的传热工质出口温度，并通过调节储热支路阀门(7)，控制进入油盐换热器(6)的传热工质流量；
(四)在镜场I(1)定温运行阶段时，根据光照强度的变化，调整镜场I流量泵(17)的转速，控制镜场I流量泵(17)的传热工质流量，使得镜场I(1)的出口传热工质温度保持温度设定值4。
3.根据权利要求2所述的一种光热电站高效启动系统的运行方法，其特征在于，镜场I(1)和镜场II(2)的总支路数量是不变的，但是镜场II(2)的支路数量是根据当日预测光照强度而改变的，具体的计算公式为：
式中：N为镜场II(2)的支路数量；QSGS为蒸汽发生系统在预热和升温阶段需要消耗的能量；qDNI为单位面积的光照强度；τ为蒸汽发生系统在预热和升温阶段消耗的时间；A为镜场II(2)的总集热器面积；η为附加镜场(2)的集热器效率。
4.根据权利要求2所述的一种光热电站高效启动系统的运行方法，其特征在于，温度设定值1和温度设定值2通过智能算法进行优化，具体流程为：
(一)首先设置温度设定值1和温度设定值2的范围分别为330～370和381～391℃，在光热电站启动过程中，温度设定值1和温度设定值2在温度范围内随机生成，然后镜场II(2)按照温度设定值进行启动，并记录机组在整个启动过程中的能量消耗量；
(二)以温度设定值1和温度设定值2为输入，光热电站的启动能量消耗量作为输出，利用神经网络进行学习训练，随着光热电站启动次数的增加，训练的数据也不断增加，新数据如果超过设置的数量阈值，则补充新数据对神经网络重新进行训练；
(三)神经网络训练完成后，通过粒子群算法，以启动过程中的能量消耗最少为目标，对温度设定值1和温度设定值2进行优化，获得优化的温度设定值后，镜场II(2)则按照优化后的升温曲线进行升温。
5.根据权利要求2所述的一种光热电站高效启动系统的运行方法，温度设定值3为360～393℃，温度设定值4为393℃。
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Citations (8)
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|---|---|---|---|---|
| CN107542631A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-05 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种三罐储热式点‑线聚焦混合集热场太阳能热发电系统 |
| CN207830046U (zh) * | 2018-02-01 | 2018-09-07 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 槽式太阳能热发电系统 |
| CN209586603U (zh) * | 2019-01-14 | 2019-11-05 | 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 | 三罐式熔盐储热的塔槽耦合光热发电系统 |
| CN209877401U (zh) * | 2019-05-07 | 2019-12-31 | 内蒙古电力勘测设计院有限责任公司 | 一种槽塔耦合太阳能光热发电站储换热系统 |
| CN112648158A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-13 | 青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 | 一种槽式光热电站启动方法 |
| CN113294306A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-24 | 西安交通大学 | 一种光热电站启动旁路的能量回收系统及运行方法 |
| CN113446175A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-09-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种点-线聚焦结合式太阳能热发电系统及方法 |
| CN113587064A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-02 | 西安交通大学 | 一种光热电站的镜场启停系统及控制方法 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107542631A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-05 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种三罐储热式点‑线聚焦混合集热场太阳能热发电系统 |
| CN207830046U (zh) * | 2018-02-01 | 2018-09-07 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 槽式太阳能热发电系统 |
| CN209586603U (zh) * | 2019-01-14 | 2019-11-05 | 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 | 三罐式熔盐储热的塔槽耦合光热发电系统 |
| CN209877401U (zh) * | 2019-05-07 | 2019-12-31 | 内蒙古电力勘测设计院有限责任公司 | 一种槽塔耦合太阳能光热发电站储换热系统 |
| CN112648158A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-13 | 青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 | 一种槽式光热电站启动方法 |
| CN113294306A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-24 | 西安交通大学 | 一种光热电站启动旁路的能量回收系统及运行方法 |
| CN113587064A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-02 | 西安交通大学 | 一种光热电站的镜场启停系统及控制方法 |
| CN113446175A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-09-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种点-线聚焦结合式太阳能热发电系统及方法 |
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