CN204436708U - 塔式太阳能高低温互补发电系统 - Google Patents
塔式太阳能高低温互补发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204436708U CN204436708U CN201520075822.6U CN201520075822U CN204436708U CN 204436708 U CN204436708 U CN 204436708U CN 201520075822 U CN201520075822 U CN 201520075822U CN 204436708 U CN204436708 U CN 204436708U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- solar
- low
- pump
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种塔式太阳能高低温互补发电系统，属于太阳能应用领域，包括高温发电系统和低温补偿系统，高温发电系统包括高塔、设置在高塔顶端的太阳能接收器、汽轮发电机、凝汽器和定日镜，定日镜将太阳光反射到太阳能接收器上，太阳能接收器将接收到的太阳光转变为高温热能；低温补偿系统包括太阳能低温集热器、热泵、蒸汽发生器和蒸汽增压泵；太阳能低温集热器或太阳能低温集热器与热泵共同作用为蒸汽发生器提供热能生产低温蒸汽，低温蒸汽通过蒸汽增压泵压送到太阳能接收器,太阳能接收器将低温蒸汽加热为过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮发电机做功发电，凝汽器与汽轮发电机连接。既大幅提高太阳能利用效率，又大幅减少投资和运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能应用领域，尤其涉及太阳能高温热发电系统。
背景技术
现有技术中的塔式太阳能高温热发电系统是采用若干定日镜将太阳光反射聚焦到几百米高的铁塔顶端的接收器上获得上千度高温,以加热熔盐储能,再经过热交换器使水成为过热蒸汽进入汽轮发电机发电，或铁塔顶端的接收器直接把水加热成为过热蒸汽进入汽轮发电机做功发电。塔式电站单机容量可做到百万千瓦,被业界认为是最有希望的替代能源。现有技术中的，塔式太阳能高温热发电系统存在以下缺点：1、所采用的若干面自动跟踪太阳的定日镜造价高；2、由于散射光不聚焦，只能利用太阳的直射光,因此，太阳能利用效率较低；3、为减少在太阳高度角偏低后定日镜之间的相互遮挡,镜与镜之间的距离大,百万千瓦以上的电站需占用很多的土地,而且,要基本在一个平面上，占地面积太大,土地成本高；因此，塔式太阳能高温热发电系统由于投资大,成本高,效率低而迟迟尚未商业化,要使其得到商业化利用，还需有更大的改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效提高太阳能利用效率、节省用地、并大幅度降低系统投资和运行成本的塔式太阳能高低温互补发电系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的塔式太阳能高低温互补发电系统，包括高温发电系统和低温补偿系统，所述高温发电系统包括高塔、设置在高塔顶端的太阳能接收器、汽轮发电机、凝汽器和定日镜，所述定日镜将太阳光反射到所述太阳能接收器上，所述太阳能接收器将接收到的太阳光转变为高温热能；所述低温补偿系统包括太阳能低温集热器、热泵、蒸汽发生器和蒸汽增压泵；所述太阳能低温集热器或所述太阳能低温集热器与所述热泵共同作用为所述蒸汽发生器提供热能生产低温蒸汽，所述蒸汽增压泵用于压送低温蒸汽，所述太阳能接收器将所述低温蒸汽加热为过热蒸汽,所述过热蒸汽进入所述汽轮发电机做功发电，所述凝汽器与所述汽轮发电机连接。
进一步的，所述太阳能低温集热器与储热箱连接，所述太阳能低温集热器和所述储热箱之间通过传热介质构成一个循环回路；所述热泵与热管并联在所述储热箱与所述蒸汽发生器之间；所述热泵包括压缩机、冷凝器、节流器和热泵蒸发器，所述压缩机、冷凝器、节流器和热泵蒸发器串联构成一个循环回路；所述热管包括蒸发段和冷凝段；所述热泵蒸发器和所述热管的蒸发段设置在所述储热箱内，所述冷凝器和所述热管的冷凝段设置在所述蒸汽发生器内。
进一步的，所述太阳能低温集热器为平板集热器或真空管集热器。
进一步的，所述凝汽器的出水端通过水泵连接到蒸汽发生器。
进一步的，还包括第一储能罐、第二储能罐、第一换热器、第二换热器、第一介质输送泵、第三介质输送泵和第二介质输送泵；所述第二换热器设置在蒸汽发生器；所述第一储能罐的一端与太阳能接收器连接，另一端通过三通管分别与第一介质输送泵一端、第二介质输送泵的一端连接，所述第二介质输送泵的另一端与第二换热器的一端连接，所述第一介质输送泵的另一端与第一换热器的一端连接，所述第一换热器的另一端通过三通管分别与第二储能罐的一端、所述第二换热器的另一端连接，所述第二储能罐的另一端通过第三介质输送泵与太阳能接收器连接；第一换热器的一端还与蒸汽增压泵，另一端还与汽轮发电机连接。
进一步的，所述凝汽器的出水端通过水泵连接到蒸汽发生器。
进一步的，所述传热介质为导热油或空气。
进一步的，所述太阳能接收器的受光面在底面，所述底面为向上凹进去的黑体空腔，所述定日镜将太阳光反射到所述太阳能接收器的黑体空腔。
本实用新型的有益效果是：采用高效廉价的太阳能低温集热器,例如，全玻璃真空管或平板集热器,既能利用太阳的直射光又能利用散射光,其效率比只能利用直射光的定日镜高30％以上,而制作成本、使用寿命及运行成本均不到定日镜的一半；用太阳能低温集热器获取的热能与热泵结合为蒸汽发生器提供热能，把水汽化为低温蒸汽，低温蒸汽含汽潜热进入太阳能接收器,每一克水成为过热蒸汽需约800多卡的热量，水的汽化潜热为每克540卡，每克水从常温20加热到100度约需80卡热量，太阳能低温集热器与热泵结合使用已给每克水蒸汽提供了约600卡的热量,约占蒸汽能耗的2/3,用廉价的太阳能低温集热器与热泵结合可替代2/3的定日镜,这可大大减少塔式太阳能高温热发电系统的投资,用太阳能低温集热器生产低温蒸汽,取代大部份定日镜,既大幅提高太阳能利用效率又大幅减少投资和运行成本，节约用地。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的另一种实施例的结构示意图；
图中所示：太阳能低温集热器1、储热箱2、压缩机3、冷凝器4、节流器5、热泵蒸发器6、热管7、蒸汽发生器8、蒸汽增压泵9、太阳能接收器10、水泵11、高塔12、汽轮发电机13、凝汽器14、定日镜15、第一储能罐16、第二储能罐17、第一换热器18、第二换热器19、第一介质输送泵20、第三介质输送泵21、第二介质输送泵22。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型的塔式太阳能高低温互补发电系统，包括高温发电系统和低温补偿系统，所述高温发电系统包括高塔12、设置在高塔12顶端的太阳能接收器10、汽轮发电机13、凝汽器14和定日镜15，所述定日镜15将太阳光反射到所述太阳能接收器10上，所述太阳能接收器10将接收到的太阳光转变为高温热能；所述低温补偿系统包括太阳能低温集热器1、热泵、蒸汽发生器8和蒸汽增压泵9；所述太阳能低温集热器1或所述太阳能低温集热器1与所述热泵共同作用为所述蒸汽发生器8提供热能生产低温蒸汽，所述蒸汽增压泵9用于压送低温蒸汽，所述太阳能接收器10将所述低温蒸汽加热为过热蒸汽,所述过热蒸汽进入所述汽轮发电机13做功发电，所述凝汽器14与所述汽轮发电机13连接。
用太阳能低温集热器1获取的热能或用太阳能低温集热器与热泵共同作用为蒸汽发生器8提供热能把水汽化为低温蒸汽，即：当太阳照度强的时候,通过太阳能低温集热器1供热；当太阳能不足时,再接通热泵的电源,通过热泵与太阳能低温集热器1共同作用保持蒸汽发生器8里面的温度,维持蒸发量；这既充分利用太阳能,又保证系统稳定运行。低温蒸汽用蒸汽增压泵9压送到太阳能接收器10,太阳能接收器10接收来自于定日镜15的聚焦太阳光转变成上千度高温热能,把低温蒸汽加热为过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮发电机13做功发电，过热蒸汽经所述汽轮发电机13做功发电后变成乏汽，乏汽经凝汽器冷凝后形成冷凝水，冷凝水可以直接排除，也可以循环利用。采用高效廉价的太阳能低温集热器,例如，全玻璃真空管或平板集热器,既能利用太阳的直射光又能利用散射光,其效率比只能利用直射光的定日镜30％以上,而制作成本、使用寿命及运行成本均不到定日镜的一半；每一克水成为过热蒸汽需约800多卡的热量，水的汽化潜热为每克540卡，每克水从常温20加热到100度约需80卡热量，太阳能低温集热器已给每克水蒸汽提供了约600卡的热量,约占蒸汽能耗的2/3,用廉价的太阳能低温集热器与热泵结合使用可替代2/3的定日镜,这可大大减少塔式太阳能高温热发电系统的投资,用太阳能低温集热器生产低温蒸汽,取代大部份定日镜,既大幅提高太阳能利用效率又大幅减少投资和运行成本，节约用地。
所述太阳能低温集热器1与热泵结合应用有多种连接方式，作为本实用新型的一种实施方式，所述太阳能低温集热器1与储热箱2连接，所述太阳能低温集热器1和所述储热箱2之间通过传热介质构成一个循环回路；所述热泵与热管7并联在所述储热箱2与所述蒸汽发生器8之间；所述热泵包括压缩机3、冷凝器4、节流器5和热泵蒸发器6，所述压缩机3、冷凝器4、节流器5和热泵蒸发器6串联构成一个循环回路；所述热管7包括蒸发段和冷凝段；所述热泵蒸发器6和所述热管7的蒸发段设置在所述储热箱2内，所述冷凝器4和所述热管7的冷凝段设置在所述蒸汽发生器8内。设置在储热箱2里面的热泵蒸发器6的一端连接到压缩机3的一端，压缩机3的另一端连接到设置在蒸汽发生器8里面的冷凝器4的一端，冷凝器4的另一端经节流器5回到热泵蒸发器6的另一端。太阳能低温集热器1和所述储热箱2之间的传热介质为导热油或空气,太阳能照度强的时候，通过太阳能低温集热器1供热,太阳能低温集热器1接收的太阳热能可把传热介质的温度加热到高于100度,用热管7可将储热箱2的热能高效传递给蒸汽发生器8；当太阳能不足时,接通热泵的压缩机3的电源,通过热泵与太阳能低温集热器1共同作用保持蒸汽发生器8里面的温度,维持蒸发量。
作为优选的实施方式，如图2所示，本实用新型的塔式太阳能高低温互补发电系统，还包括第一储能罐16、第二储能罐17、第一换热器18、第二换热器19、第一介质输送泵20、第三介质输送泵21和第二介质输送泵22；所述第二换热器19设置在蒸汽发生器8；所述第一储能罐16的一端与太阳能接收器10连接，另一端通过三通管分别与第一介质输送泵20一端、第二介质输送泵22的一端连接，所述第二介质输送泵22的另一端与第二换热器19的一端连接，所述第一介质输送泵20的另一端与第一换热器18的一端连接，所述第一换热器18的另一端通过三通管分别与第二储能罐17的一端、所述第二换热器19的另一端连接，所述第二储能罐17的另一端通过第三介质输送泵21与太阳能接收器10连接；第一换热器18的一端还与蒸汽增压泵9，另一端还与汽轮发电机13连接。
所述第一储能罐16和第二储能罐17内均存储有储能介质，所述第一储能罐16为热罐，所述第二储能罐17为冷罐，所述第二储能罐17内的储能介质通过第三介质输送泵21压送到太阳能接收器10，所述太阳能接收器10将储能介质加热后存储到第一储能罐16内，第一储能罐16内的储能介质通过第一介质输送泵20输送到第一换热器18，通过第一换热器18将从蒸汽增压泵9过来的低温蒸汽加热成为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述汽轮发电机13做功发电；储能介质经过第一换热器18换热后进入第二储能罐17；所述第一储能罐16内的储能介质通过第二介质输送泵22输送到第二换热器19，通过第二换热器19换热为所述蒸汽发生器8提供热能生产低温蒸汽，储能介质经过第二换热器19换热后进入第二储能罐17。这样，当太阳照度强的时候,通过太阳能接收器10将储能介质加热后存储到第一储能罐16内，当太阳照度弱的时候,通过第一换热器18、第二换热器19换热，通过第一换热器18换热为所述蒸汽发生器8提供热能生产低温蒸汽，通过第二换热器19换热将低温蒸汽加热成为过热蒸汽，这样在太阳能很低甚至在没有太阳能的时候，也能通过释放第一储能罐16内的储能而发电。所述第一介质输送泵20、第三介质输送泵21和第二介质输送泵22用于输送储能介质，所述储能介质可以是熔融盐，例如：硝酸钾与硝酸钠的混合物。
所述太阳能低温集热器1为平板集热器或真空管集热器，所述平板集热器可以为金属板芯平板集热器、全玻璃真空平板集热器、黑瓷太阳能平板集热器等；所述真空管集热器可以为全玻璃真空管集热器、真空管铜管集热器和真空管热管集热器等。
作为优选的实施方式，所述凝汽器14的出水端通过水泵11连接到蒸汽发生器8，从而实现水的循环利用。
为了进一步提高太阳能的利用率，减少太阳能接收器10的热量损失，作为优选的实施方式，所述太阳能接收器10的受光面在底面，所述底面为向上凹进去的黑体空腔，所述定日镜15将太阳光反射到所述太阳能接收器10的黑体空腔。
Claims (9)
1.塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：包括高温发电系统和低温补偿系统，所述高温发电系统包括高塔(12)、设置在高塔(12)顶端的太阳能接收器(10)、汽轮发电机(13)、凝汽器(14)和定日镜(15)，所述定日镜(15)将太阳光反射到所述太阳能接收器(10)上，所述太阳能接收器(10)将接收到的太阳光转变为高温热能；所述低温补偿系统包括太阳能低温集热器(1)、热泵、蒸汽发生器(8)和蒸汽增压泵(9)；所述太阳能低温集热器(1)或所述太阳能低温集热器(1)与所述热泵共同作用为所述蒸汽发生器(8)提供热能生产低温蒸汽，所述蒸汽增压泵(9)用于压送低温蒸汽，所述太阳能接收器(10)将所述低温蒸汽加热为过热蒸汽,所述过热蒸汽进入所述汽轮发电机(13)做功发电，所述凝汽器(14)与所述汽轮发电机(13)连接。
2.如权利要求1所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述太阳能低温集热器(1)与储热箱(2)连接，所述太阳能低温集热器(1)和所述储热箱(2)之间通过传热介质构成一个循环回路；所述热泵与热管(7)并联在所述储热箱(2)与所述蒸汽发生器(8)之间；所述热泵包括压缩机(3)、冷凝器(4)、节流器(5)和热泵蒸发器(6)，所述压缩机(3)、冷凝器(4)、节流器(5)和热泵蒸发器(6)串联构成一个循环回路；所述热管(7)包括蒸发段和冷凝段；所述热泵蒸发器(6)和所述热管(7)的蒸发段设置在所述储热箱(2)内，所述冷凝器(4)和所述热管(7)的冷凝段设置在所述蒸汽发生器(8)内。
3.如权利要求1或2所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述太阳能低温集热器(1)为平板集热器或真空管集热器。
4.如权利要求1或2所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述凝汽器(14)的出水端通过水泵(11)连接到蒸汽发生器(8)。
5.如权利要求1或2所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：还包括第一储能罐(16)、第二储能罐(17)、第一换热器(18)、第二换热器(19)、第一介质输送泵(20)、第三介质输送泵(21)和第二介质输送泵(22)；所述第二换热器(19)设置在蒸汽发生器(8)；所述第一储能罐(16)的一端与太阳能接收器(10)连接，另一端通过三通管分别与第一介质输送泵(20)一端、第二介质输送泵(22)的一端连接，所述第二介质输送泵(22)的另一端与第二换热器(19)的一端连接，所述第一介质输送泵(20)的另一端与第一换热器(18)的一端连接，所述第一换热器(18)的另一端通过三通管分别与第二储能罐(17)的一端、所述第二换热器(19)的另一端连接，所述第二储能罐(17)的另一端通过第三介质输送泵(21)与太阳能接收器(10)连接；第一换热器(18)的一端还与蒸汽增压泵(9)，另一端还与汽轮发电机(13)连接。
6.如权利要求5所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述凝汽器(14)的出水端通过水泵(11)连接到蒸汽发生器(8)。
7.如权利要求2所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述传热介质为导热油或空气。
8.如权利要求5所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述传热介质为导热油或空气。
9.如权利要求1或2所述的塔式太阳能高低温互补发电系统，其特征在于：所述太阳能接收器(10)的受光面在底面，所述底面为向上凹进去的黑体空腔，所述定日镜(15)将太阳光反射到所述太阳能接收器(10)的黑体空腔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520075822.6U CN204436708U (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 塔式太阳能高低温互补发电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520075822.6U CN204436708U (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 塔式太阳能高低温互补发电系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204436708U true CN204436708U (zh) | 2015-07-01 |
Family
ID=53604582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520075822.6U Withdrawn - After Issue CN204436708U (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 塔式太阳能高低温互补发电系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204436708U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104612920A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-13 | 攀枝花学院 | 塔式太阳能高低温互补发电系统 |
| CN105201762A (zh) * | 2015-10-26 | 2015-12-30 | 李艳 | 一种高效的太阳能热发电装置 |
-
2015
- 2015-02-03 CN CN201520075822.6U patent/CN204436708U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104612920A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-13 | 攀枝花学院 | 塔式太阳能高低温互补发电系统 |
| CN104612920B (zh) * | 2015-02-03 | 2017-06-09 | 攀枝花学院 | 塔式太阳能高低温互补发电系统 |
| CN105201762A (zh) * | 2015-10-26 | 2015-12-30 | 李艳 | 一种高效的太阳能热发电装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208578679U (zh) | 一种基于塔式定日镜的改良布雷顿光热发电系统 | |
| CN106014891B (zh) | 一种槽式太阳能联合循环发电系统 | |
| CN201062902Y (zh) | 太阳能聚光光伏热泵联合系统 | |
| CN103939306B (zh) | 一种两回路式太阳能热发电系统 | |
| CN106482389B (zh) | 一种热电耦合利用太阳能系统及方法 | |
| CN112814860B (zh) | 一种塔式太阳能光热发电制冷机循环互补热电联供系统及其运行方法 | |
| CN101907075A (zh) | 多级耦合蓄热式太阳能热电联供系统 | |
| CN202696508U (zh) | 高倍聚光太阳能光热综合发电系统 | |
| CN105065217A (zh) | 一种适用于炎热干旱地区的太阳能热发电系统及方法 | |
| CN104612920A (zh) | 塔式太阳能高低温互补发电系统 | |
| CN204436708U (zh) | 塔式太阳能高低温互补发电系统 | |
| CN203296823U (zh) | 一种多塔、雁阵式排列的太阳能蓄热发电系统 | |
| CN103061833A (zh) | 一种太阳能与生物质能复合的热电联产装置 | |
| CN204961183U (zh) | 一种适用于炎热干旱地区的太阳能热发电系统 | |
| CN103850898A (zh) | 一种槽式太阳能聚光热能循环系统 | |
| CN107023446B (zh) | 一种以二氧化碳为储热及做功工质的菲涅尔式太阳能光热发电系统 | |
| CN106968903B (zh) | 混合式太阳能热发电系统及其方法 | |
| Chopde et al. | Solar technology: A way to the prosperity of Indian dairy industry | |
| CN105091356A (zh) | 一种太阳能聚光集热与常规能源耦合发电系统 | |
| CN103511207A (zh) | 一种蓄热换热一体化的塔式太阳能发电系统 | |
| CN203452988U (zh) | 一种太阳能发电装置 | |
| CN112539145A (zh) | 基于显热和相变潜热复合储能的太阳能热发电系统 | |
| CN205090659U (zh) | 一种光伏槽式供热制冷系统 | |
| CN102678489A (zh) | 一种抛物槽式太阳能热发电系统 | |
| WO2020029422A1 (zh) | 一种碟式太阳能光热能源梯级利用系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150701 Effective date of abandoning: 20170609 |