CN203214255U - 一种用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置 - Google Patents

一种用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置。本实用新型所提供的用于太阳能光热发电的蓄热换热装置，包括高温贮油缸（1）、用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统、透平汽轮发电机（7）、低温贮油缸（4）、水预热器（9）、热水贮缸（8）、太阳能吸热器（11）和用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统。本实用新型所提供的蓄热换热装置，同时以导热油和熔盐为蓄热材料，能够有效解决夜晚或阴雨天光照不足情况下的蓄能和能量转换问题，保证了发电的连续性。

Description

一种用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置
技术领域
本实用新型涉及热量储存及传递技术领域，尤其涉及一种用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置。
背景技术
太阳能光热发电即CSP（Concentrated Solar Power），指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。
1981年，美国等9个国家在西班牙的Tabernas试验基地建成了一座槽型抛物面太阳能发电装置，采用矿物油作为传热和蓄热介质，验证了太阳能发电以及高温显热蓄热的可行性。由于受到季节、气候、昼夜、地理纬度和海拔高度等的影响，太阳辐射是间断且不稳定的，要使太阳能能够持续稳定地被利用，就必须很好地解决蓄能和能量转换问题，这也是太阳能利用的薄弱环节之一。
发明内容
为了满足以上领域的需求和不足，本实用新型的目的是提供一种用于太阳能光热发电的蓄热换热装置，该蓄热换热装置同时以导热油和熔盐为蓄热材料，能够有效解决夜晚或阴雨天光照不足情况下的蓄能和能量转换问题。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型提供了一种用于太阳能光热发电的蓄热换热装置，包括高温贮油缸（1）、用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统、透平汽轮发电机（7）、低温贮油缸（4）、水预热器（9）、热水贮缸（8）、太阳能吸热器（11）和用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统；所述太阳能吸热器（11）、高温贮油缸（1）、多级蒸汽吸热交换系统和低温贮油缸（4）通过输油管道依次串联，形成循环的油回路；所述水预热器（9）、热水贮缸（8）、多级蒸汽吸热交换系统和透平汽轮发电机（7）通过蒸汽管道依次串联，形成循环的蒸汽回路；所述熔盐蓄热系统与所述太阳能吸热器（11）通过输油管道相连，形成循环的油回路。
所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统与所述低温贮油缸（4）通过输油管道相连，形成循环的油回路。
所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统包括一个以上熔盐罐。
所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统由两个熔盐罐并联组成。
所述用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统由两个以上的蒸汽交换发生器串联组成。
所述用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统由过热蒸汽交换发生器（2）、饱和蒸汽交换发生器（3）和水蒸气交换发生器（10）依次串联组成。
所述太阳能吸热器（11）、高温贮油缸（1）、过热蒸汽交换发生器（2）、饱和蒸汽交换发生器（3）和水蒸气交换发生器（10）和低温贮油缸（4）通过输油管道依次串联，形成循环的油回路；所述水预热器（9）、热水贮缸（8）、水蒸气交换发生器（10）、饱和蒸汽交换发生器（3）、过热蒸汽交换发生器（2）和透平汽轮发电机（7）通过蒸汽管道依次串联，形成循环的蒸汽回路。
所述太阳能吸热器（11）与所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统之间的输油管道设置阀门；
所述高温贮油缸（1）与所述过热蒸汽交换器（2）之间的输油管道上设置阀门；
所述低温贮油缸（4）与所述太阳能吸热器（11）之间的输油管道上设置阀门；
所述热水贮缸（8）与所述水蒸气交换发生器（10）之间的蒸汽管道上设置阀门。
所述水预热器（9）上分别设置进水管道和出水管道。
所述太阳能吸热器（11）为太阳能槽式吸热器。
本实用新型所提供的蓄热换热装置，包含两个导热油回路，一部分来自太阳能槽式吸热器的高温导热油进入高温贮油缸（1），另一部分来自太阳能槽式吸热器的高温导热油进入熔盐蓄热系统的两个熔盐罐，进行油-盐换热，当晚上或者阴雨天光照不足时，熔盐作为热源体，向槽式吸热器的导热油提供热量，进行正常的光热发电循环，保证了发电的连续性。
在高温贮油缸与低温贮油缸之间设置了多级蒸汽吸热交换系统，即由过热蒸汽交换发生器、饱和蒸汽交换发生器和水蒸气交换发生器依次串联组成，能够使高温导热油与水蒸气之间的热交换更加充分和完全。
同时，在预热交换器与水蒸气交换器之间设置热水贮缸，以保证过热蒸汽在透平汽轮发电机中形成冷凝水之后能够更快地转换为水蒸气，进行下一轮热交换循环过程。
附图说明
图1为本实用新型的用于光热发电的蓄热换热装置的结构图。
其中，1-高温贮油缸，2-过热蒸汽交换发生器高温贮油缸，3-饱和蒸汽交换发生器，4-低温贮油缸，5-2号熔盐罐，6-1号熔盐罐，7-透平汽轮发电机，8-热水贮缸，9-水预热器，10-水蒸气交换发生器，11-太阳能吸热器，12-阀门，13-阀门，14-阀门，15-阀门，16-阀门。
具体实施方式
如图1所示，用于太阳能光热发电的蓄热换热装置，包括高温贮油缸1、过热蒸汽交换发生器2、饱和蒸汽交换发生器3、水蒸气交换发生器10、透平汽轮发电机7、低温贮油缸4、水预热器9、热水贮缸8、太阳能槽式吸热器11和用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统；所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统由两个熔盐罐并联组成。所述太阳能槽式吸热器11、高温贮油缸1、过热蒸汽交换发生器2、饱和蒸汽交换发生器3、水蒸气交换发生器10和低温贮油缸4通过输油管道依次串联，形成循环的油回路；所述水预热器9、热水贮缸8、水蒸气交换发生器10、饱和蒸汽交换发生器3、过热蒸汽交换发生器2和透平汽轮发电机7通过蒸汽管道依次串联，形成循环的蒸汽回路；所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统与所述太阳能槽式吸热器11通过输油管道相连，形成循环的油回路；所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统与所述低温贮油缸4通过输油管道相连，形成循环的油回路。所述太阳能槽式吸热器11与所述熔盐蓄热系统之间的输油管道设置阀门；所述高温贮油缸1与所述过热蒸汽交换器2之间的输油管道上设置阀门；所述低温贮油缸4与所述太阳能槽式吸热器11之间的输油管道上设置阀门；所述热水贮缸8与所述水蒸气交换发生器10之间的蒸汽管道上设置阀门；所述水预热器9上分别设置进水管道和出水管道。
其工作原理如下：
来自太阳能槽式吸热器的高温导热油有2个回路。
回路1：一部分来自太阳能槽式吸热器的高温导热油进入高温贮油缸1，然后进入过热蒸汽交换发生器2与来自饱和蒸汽交换发生器3的饱和蒸汽进行一次换热，产生的过热蒸汽进入透平汽轮发电机7做功，带动汽轮机和发电机产生电能。而导热油则进入饱和蒸汽交换发生器3和来自水蒸气交换发生器10产生的蒸汽进行二次换热，产生的饱和蒸汽进入过热蒸汽交换发生器2，导热油则进入水蒸气交换发生器10与来自热水贮缸8的热水进行三次换热，产生的蒸汽进入饱和蒸汽交换发生器3，导热油则进入导热油低温贮油缸4，低温贮油缸的导热油循环到槽式吸热器11或者进入1、2号高温熔盐罐换热。过热蒸汽在经过透平汽轮发电机7后冷凝为水，进入水预热器9，预热后进入热水储罐8，为蒸汽发生器提供热水。
回路2：一部分来自太阳能槽式吸热器的高温导热油分别进入1号熔盐罐6和2号熔盐罐5进行油-盐换热，导热油温度下降，熔盐温度上升，换热后的导热油循环到槽式吸热器，熔盐则不断储蓄热量。当晚上或者阴雨天光照不足时，熔盐作为热源体，向槽式吸热器和导热油低温油缸的低温导热油提供热量，进行正常的光热发电循环，保证了发电的连续性。当经过熔盐罐的导热油温度降低时，可通过输油管道进入槽式吸热器吸收热量，也可以通过输油管道进入低温贮油缸；低温贮油缸中的低温导热油也可通过输油管道进入熔盐罐与高温熔盐交换热量，然后进入高温贮油缸。
为了使透平汽轮发电机7中完成热能到机械能转变的水蒸气尽快凝结为水，在水预热交换器9上分别设置进水管道和出水管道，以便于水蒸气与进水管道流入的水发生热量交换，变成冷凝水。

Claims (10)

1.一种用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：包括高温贮油缸（1）、用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统、透平汽轮发电机（7）、低温贮油缸（4）、水预热器（9）、热水贮缸（8）、太阳能吸热器（11）和用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统；所述太阳能吸热器（11）、高温贮油缸（1）、多级蒸汽吸热交换系统和低温贮油缸（4）通过输油管道依次串联，形成循环的油回路；所述水预热器（9）、热水贮缸（8）、多级蒸汽吸热交换系统和透平汽轮发电机（7）通过蒸汽管道依次串联，形成循环的蒸汽回路；所述熔盐蓄热系统与所述太阳能吸热器（11）通过输油管道相连，形成循环的油回路。 
2.根据权利要求1所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统与所述低温贮油缸（4）通过输油管道相连，形成循环的油回路。 
3.根据权利要求1或2所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统包括一个以上熔盐罐。 
4.根据权利要求3所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统由两个熔盐罐并联组成。 
5.根据权利要求1所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统由两个以上的蒸汽交换发生器串联组成。 
6.根据权利要求5所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述用于导热油与蒸汽进行热交换的多级蒸汽吸热交换系统由过热蒸汽交换发生器（2）、饱和蒸汽交换发生器（3）和水蒸气交换发生器（10）依次串联组成。 
7.根据权利要求6所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述太阳能吸热器（11）、高温贮油缸（1）、过热蒸汽交换发生器（2）、饱和蒸汽交换发生器（3）和水蒸气交换发生器（10）和低温贮油缸（4）通过输油管道依次串联，形成循环的油回路；所述水预热器（9）、热水贮缸（8）、水蒸气交换发生器（10）、饱和蒸汽交换发生器（3）、过热蒸汽交换发生器（2）和透平汽轮发电机（7）通过蒸汽管道依次串联，形成循环的蒸汽回路。 
8.根据权利要求4或7所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于： 
所述太阳能吸热器（11）与所述用于导热油与熔盐进行热交换的熔盐蓄热系统之间的输油管道设置阀门； 
所述高温贮油缸（1）与所述过热蒸汽交换器（2）之间的输油管道上设置阀门； 
所述低温贮油缸（4）与所述太阳能吸热器（11）之间的输油管道上设置阀门； 
所述热水贮缸（8）与所述水蒸气交换发生器（10）之间的蒸汽管道上设置阀门。 
9.根据权利要8所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述水预热器（9）上分别设置进水管道和出水管道。 
10.根据权利要求9所述的用于太阳能光热发电的熔盐和导热油蓄热换热装置，其特征在于：所述太阳能吸热器（11）为太阳能槽式吸热器。 
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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