CN202560494U - 一种集成式太阳能热发电系统 - Google Patents

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许世森
郑建涛
徐越
刘明义
徐海卫
刘冠杰
裴杰
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    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Abstract

一种集成式太阳能热发电系统,利用各种太阳能热发电技术特点,结合给水和蒸汽特性,中低温度用太阳能槽式或线性菲涅尔技术,提高了技术经济性和稳定性能,高温过热段采用塔式或碟式或菲涅尔太阳能热发电技术,利用这类技术的高聚光比特性,提高蒸汽压力和温度,既发挥中低温下系统跟踪精度要求低、高温下系统散热损失低的特点,同时兼顾了槽式太阳能热发电的储热及再热蒸汽性能,又体现了塔式或菲涅尔或碟式热发电的高温、高压蒸汽特性,降低了发电成本,提高运行可靠性,从而提高整个太阳能热发电机组的发电效率。

Description

一种集成式太阳能热发电系统
技术领域
本实用新型属于太阳能热发电系统技术领域,具体涉及一种集成式太阳能热发电系统。
背景技术
我国的能源资源储量不容乐观,人均资源并不丰富。化石能源的大量开发和利用使得我国排放CO2总量最多。许多地方,缺乏常规能源资源,但太阳能资源丰富。太阳能热发电具有技术相对成熟、对电网冲击小等优点,是可再生能源发电中最有前途的发电方式之一。其热功转换部分与常规火力发电机组相同,有成熟的技术可资利用,因此特别适宜于大规模化使用。
为提高太阳能热发电效率,一般均采用提高太阳能集热系统出口介质温度,从而提高整个系统的热电转化效率。为获得这个高温效果,目前大多数太阳能热发电工作介质使用导热油、熔盐等作为第一回路导热介质,将其吸收的太阳能辐射热传递给第二回路以产生高温给蒸汽。这些方式存在二次回路传热效率损失、泵功耗大,受导热油高温分解限制产汽温度不高,而导热熔盐具有熔点高、易凝固等缺点。
DSG技术有很多优势:①导热油被水代替,环境压力将更小;②可产生更高的蒸汽温度,泵耗小,电站效率更高;③电站整体配置更加简单;④制造和运营成本更低。
但DSG技术中存在几方面不足,一是蒸发段的水平管两相流问题易造成金属-玻璃管真空管破裂。二是集热管过热高温段热损失大,造成产汽不能达到更高温度。三是热管式集热管的加热流量和速率不能满足大规模热发电的需求。四是蒸汽储热需要相变,需要的蒸汽储罐为高压高温容器,且体积庞大。过热部分储热换热需要设备面积较大。
实用新型内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种集成式太阳能热发电系统,解决了直蒸汽DSG技术储热困难、蒸汽压力不稳定的难题,使得整个太阳能热发电系统更加高效、可靠运行,并能更好的利用储热系统进行发电。
为了达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:
一种集成式太阳能热发电系统,包括熔盐导热油换热器10、导热油主蒸汽换热器13以及导热油再热蒸汽换热器15,熔盐导热油换热器10、导热油主蒸汽换热器13以及导热油再热蒸汽换热器15的导热油出口端和导热油汇合箱14的进口端相连接,导热油汇合箱14的出口端和多个串联后并联的装有导热油的槽式集热管2-2通过导热油管道9相连接,和熔盐导热油换热器10入口端相连接的冷盐罐11,和熔盐导热油换热器10出口端相连接的热盐罐12,和再热蒸汽换热器15的导热油蒸汽出口端相连接的汽轮发电机组20,和汽轮发电机组20出口端相连接的凝汽器19,和凝汽器19相连接的凝结水泵18,低压加热器17的水侧入口端和凝结水泵18相连接,蒸汽进口端和汽轮发电机组20的抽汽口端相连接,水侧出口端和除氧器16的水侧入口端相连接,除氧器16的蒸汽进口端和汽轮发电机组20的抽汽口端相连接,除氧器16的水侧出口端和导热油主蒸汽换热器13的水侧入口端相连接,除氧器16和低压加热器17间通过热力管道8和多个相串联的菲涅尔式用集热管1-1相连接后和吸收器3-2下的给水下联箱3-1相连接,在集热管1-1间连接有镜场汽水分离器6,镜场汽水分离器6水侧出口端通过再循环管道7和再循环泵5连接后再和集热管1-1水侧出口端相连接,导热油主蒸汽换热器13的汽水侧出口端通过导热油管道9和吸收器3-2下的给水下联箱3-1相连接,多个高倍聚光器4成扇形或圆形布置在吸收器3-2的侧下方。
所述槽式集热管2-2外部设置有槽式中温聚光器2-1。
所述吸收器3-2为塔式、碟式或菲涅尔式吸收器。
所述集热管1-1为塔式、碟式或菲涅尔式集热管。
所述集热管1-1为塔式、碟式或菲涅尔式集热管,其外部分别设置有塔式、碟式或菲涅尔式中温聚光器1-2。
所述高倍聚光器4为塔式、碟式或菲涅尔式高倍聚光器。
本实用新型高温段采用塔式或碟式或菲涅尔式太阳能热发电技术,利用这类技术的高聚光比特性,提高蒸汽压力和温度,减少预热段热损失,使蒸汽参数达到500~600℃左右,极大地提高了太阳能热发电效率。同时中低温段采用槽式导热油系统不仅降低了系统追踪难度,降低发电成本,同时能够很好的利用导热油不相变的特性,和熔盐进行换热储热,避免了蒸汽储热容器大、释放压力不稳定问题。集热式太阳能热发电系统不仅提高了整个系统效率,降低造价。同时提高了系统可靠运行时间。
附图说明
附图为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构作进一步详细说明。
如附图所示,本实用新型一种集成式太阳能热发电系统,包括熔盐导热油换热器10、导热油主蒸汽换热器13以及导热油再热蒸汽换热器15,熔盐导热油换热器10、导热油主蒸汽换热器13以及导热油再热蒸汽换热器15的导热油出口端和导热油汇合箱14的进口端相连接,导热油汇合箱14的出口端和多个串联后并联的装有导热油的槽式集热管2-2通过导热油管道9相连接,和熔盐导热油换热器10入口端相连接的冷盐罐11,和熔盐导热油换热器10出口端相连接的热盐罐12,和再热蒸汽换热器15的导热油蒸汽出口端相连接的汽轮发电机组20,和汽轮发电机组20出口端相连接的凝汽器19,和凝汽器19相连接的凝结水泵18,低压加热器17的水侧入口端和凝结水泵18相连接,蒸汽进口端和汽轮发电机组20的抽汽口端相连接,水侧出口端和除氧器16的水侧入口端相连接,除氧器16的蒸汽进口端和汽轮发电机组20的抽汽口端相连接,除氧器16的水侧出口端和导热油主蒸汽换热器13的水侧入口端相连接,除氧器16和低压加热器17间通过热力管道8和多个相串联的菲涅尔式用集热管1-1相连接后和吸收器3-2下的给水下联箱3-1相连接,在集热管1-1间连接有镜场汽水分离器6,镜场汽水分离器6水侧出口端通过再循环管道7和再循环泵5连接后再和集热管1-1水侧出口端相连接,导热油主蒸汽换热器13的汽水侧出口端通过导热油管道9和吸收器3-2下的给水下联箱3-1相连接,塔支架(3-3)将吸收器(3-2)高高架起,多个高倍聚光器4成扇形或圆形布置在吸收器3-2的侧下方。
所述槽式集热管2-2外部设置有槽式中温聚光器2-1。
所述吸收器3-2为塔式、碟式或菲涅尔式吸收器。
所述集热管1-1为塔式、碟式或菲涅尔式集热管。
所述集热管1-1为塔式、碟式或菲涅尔式集热管,其外部分别设置有塔式、碟式或菲涅尔式中温聚光器1-2。
所述高倍聚光器4为塔式、碟式或菲涅尔式高倍聚光器。
本实用新型的工作原理为:首先由槽式聚光器2-1将太阳能进行50~80倍的聚光,将热量传递给槽式集热管2-2内的导热油,再通过导热油管道9和导热油主蒸汽换热器13以及导热油再热蒸汽换热器15进行换热,从而产生主蒸汽和再热蒸汽,再热蒸汽可直接进入汽轮机20,而主蒸汽经过塔式系统中的塔式下联箱3-1在塔式吸收器3-2中,被塔式定日镜4的太阳聚光的热量加热,产生更高温的蒸汽进入汽轮机20做功。
在夜间时,利用槽式集热场的吸收的太阳辐射热量,经过导热油熔盐换热器10,加热熔盐冷罐来冷介质,将热量储存在熔盐热罐12中。太阳能场产生的蒸汽在汽轮机20中膨胀作功后,在凝汽器19中凝结成水,经凝结水泵19升压,在经低压加热器17加热后,进入太阳能集热场进行各阶段的吸热升温,从而完成一个周期的热力循环。

Claims (6)

1.一种集成式太阳能热发电系统,其特征在于:包括熔盐导热油换热器(10)、导热油主蒸汽换热器(13)以及导热油再热蒸汽换热器(15),熔盐导热油换热器(10)、导热油主蒸汽换热器(13)以及导热油再热蒸汽换热器(15)的导热油出口端和导热油汇合箱(14)的进口端相连接,导热油汇合箱(14)的出口端和多个串联后并联的装有导热油的槽式集热管(2-2)通过导热油管道(9)相连接,和熔盐导热油换热器(10)入口端相连接的冷盐罐(11),和熔盐导热油换热器(10)出口端相连接的热盐罐(12),和再热蒸汽换热器(15)的导热油蒸汽出口端相连接的汽轮发电机组(20),和汽轮发电机组(20)出口端相连接的凝汽器(19),和凝汽器(19)相连接的凝结水泵(18),低压加热器(17)的水侧入口端和凝结水泵(18)相连接,蒸汽进口端和汽轮发电机组(20)的抽汽口端相连接,水侧出口端和除氧器(16)的水侧入口端相连接,除氧器(16)的蒸汽进口端和汽轮发电机组(20)的抽汽口端相连接,除氧器(16)的水侧出口端和导热油主蒸汽换热器(13)的水侧入口端相连接,除氧器(16)和低压加热器(17)间通过热力管道(8)和多个相串联的菲涅尔式用集热管(1-1)相连接后和吸收器(3-2)下的给水下联箱(3-1)相连接,在集热管(1-1)间连接有镜场汽水分离器(6),镜场汽水分离器(6)水侧出口端通过再循环管道(7)和再循环泵(5)连接后再和集热管1-1水侧出口端相连接,导热油主蒸汽换热器(13)的汽水侧出口端通过导热油管道(9)和吸收器(3-2)下的给水下联箱(3-1)相连接,多个高倍聚光器(4)成扇形或圆形布置在吸收器(3-2)的侧下方。
2.根据权利要求1所述的集成式太阳能热发电系统,其特征在于:所述槽式集热管(2-2)外部设置有槽式中温聚光器(2-1)。
3.根据权利要求1所述的集成式太阳能热发电系统,其特征在于:所述吸收器(3-2)为塔式、碟式或菲涅尔式吸收器。
4.根据权利要求1所述的集成式太阳能热发电系统,其特征在于:所述集热管(1-1)为塔式、碟式或菲涅尔式集热管。
5.根据权利要求4所述的集成式太阳能热发电系统,其特征在于:所述集热管(1-1)为塔式、碟式或菲涅尔式集热管,其外部分别设置有塔式、碟式或菲涅尔式中温聚光器(1-2)。
6.根据权利要求1所述的集成式太阳能热发电系统,其特征在于:所述高倍聚光器(4)为塔式、碟式或菲涅尔式高倍聚光器。
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