CN205779517U - 一种新型线聚焦太阳能联合发电系统 - Google Patents

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徐海卫
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Abstract

本实用新型提供一种新型线聚焦太阳能联合发电系统，包括排管式菲涅尔太阳能集热回路、采用熔盐为传热储热介质的槽式太阳能集热回路以及常规发电系统；本系统利用菲涅尔太阳能集热系统结构相对简单，运行维护简便、建设成本较低的优势，替代部分槽式太阳能集热系统，使得整体太阳能热发电系统投资成本降低，同时采用排管式吸热器，解决了菲涅尔太阳能集热系统的二次复合抛物面聚光器存在采用镜面铝材质易变形，或者玻璃材质易破裂的问题；而且利用了槽式太阳能热发电系统关键部件，加工工艺流程成熟可靠、性能稳定的优势，同时采用熔盐作为传热储热介质，可提高系统主蒸汽参数，从而提高发电效率。

Description

一种新型线聚焦太阳能联合发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能发电系统，特别涉及一种新型线聚焦太阳能联合发电系统。
背景技术
线聚焦太阳能热发电技术主要包括槽式太阳能热发电技术以及菲涅尔太阳能热发电技术，是利用具有实时高效跟踪太阳运动装置的反射镜列或者槽式反射镜将太阳光反射聚集到固定在一定高度的吸热器上，产生的光斑为线性聚焦，吸热器将太阳光的辐射能转化为热能，并加热集热管内的工质，直接或者间接地产生蒸汽推动汽轮机发电机组发电。然而对于纯槽式太阳能热发电系统，尽管大规模商业化运营已经数十年，然而还是存在系统参数偏低导致发电效率相对偏低的问题，当前槽式太阳能热发电系统主要采用导热油为集热介质，采用熔盐为储热介质，多次换热，但是不可避免地会产生换热损失。而纯菲涅尔太阳能热发电系统多采用水工质为传热介质，储热介质采用导热油或者熔盐，纯菲涅尔太阳能热发电系统具有抗风性能较佳、整体投资成本相对塔式与槽式太阳能热发电系统更低，技术难度也相对较易等优势，然而纯菲涅尔太阳能热发电系统还是存在光热转换效率偏低，以及系统关键部件设计加工工艺难以克服等问题，如菲涅尔太阳能热发电系统采取的二次复合抛物面聚光器，当前常采用镜面铝或者玻璃形成二次复合抛物面，但是在实际商业化运行过程中，发现镜面铝材质的二次复合抛物面聚光器由于温度升高导致变形，从而影响聚光效果，进而影响菲涅尔太阳能热发电系统光热转换效率。而玻璃材质的二次复合抛物面反射镜经常由于温度升高导致爆裂。而例如国外菲涅尔太阳能热发电技术开发商阿海珐公司采用的排管式吸热器，尽管采用挡风玻璃可减少对流损失，然而由于对流损失较大限制了排管式吸热器温度的提升，而且阿海珐公司在实际运行过程中发现挡风玻璃由于较高的热负荷下破裂，从而从高空中掉下砸坏底下的菲涅尔反射镜。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种新型线聚焦太阳能联合发电系统，将线聚焦的菲涅尔太阳能集热系统部分替代线聚焦的槽式太阳能集热系统，充分利用两者的优势，但是避免两者的短处，从而降低联合发电系统整体建设造价成本，同时系统主蒸汽参数也得到提高，进而提升系统的发电效率。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种新型线聚焦太阳能联合发电系统，包括排管式菲涅尔太阳能集热回路、采用熔盐为传热储热介质的槽式太阳能集热回路以及常规发电系统，其中，
所述排管式菲涅尔太阳能集热回路主要由排管式菲涅尔太阳能集热场1、储罐3、泵503以及换热器4连接组成；
所述槽式太阳能集热回路主要由槽式太阳能集热场2、高温熔盐储罐6、高温熔盐泵504、过热器7、蒸发器8、预热器9、低温熔盐储罐10、低温熔盐泵502以及换热器4连接组成；
所述常规发电系统主要由汽轮发电机组11、凝汽器12、凝结水泵505、除氧器13、给水泵501、预热器9、蒸发器8以及过热器7连接组成。
所述排管式菲涅尔太阳能集热场1的出口连接储罐3，储罐3的出口连接泵503，泵503将高温传热工质泵入换热器4进行换热，换热后的传热工质进入所述排管式菲涅尔太阳能集热场1吸收太阳能。
所述排管式菲涅尔太阳能集热场1的传热工质为导热油或者水。
所述排管式菲涅尔太阳能集热场1的吸热器为排管式吸热器101，采用梯形结构形式，排管数量6～15根。
所述槽式太阳能集热场2的出口连接高温熔盐储罐6，高温熔盐储罐6通过高温熔盐泵504将高温熔盐依次泵入过热器7、蒸发器8和预热器9中与给水进行换热，换热后的低温熔盐进入低温熔盐储罐10，低温熔盐储罐10内的低温熔盐通过低温熔盐泵502经由换热器4预热后进入槽式太阳能集热场2吸收太阳能。
所述槽式太阳能集热场2的传热介质和储热介质都是熔盐。可以避免导热油的工作温度受限，使得运行温度较高，从而发电效率更高，同时不存在导热油和水作为传热储热介质的受热膨胀问题。
所述汽轮发电机组11的蒸汽出口与凝汽器12连接，蒸汽进入凝汽器12凝结后形成凝结水，凝结水通过凝结水泵505进入除氧器13，然后通过给水泵501依次进入预热器9、蒸发器8和过热器7与熔盐换热，加热得到蒸汽，最后进入汽轮发电机组11，形成水/蒸汽循环回路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用菲涅尔太阳能集热系统结构相对简单，建设成本较低的优势，替代部分槽式太阳能集热系统，使得整体太阳能热发电系统投资成本降低，这种方式不仅充分利用了菲涅尔式太阳能热发电系统结构相对简单、建设成本相对较低，运行维护简便及抗风性能较佳的优势，同时采用排管式吸热器解决了菲涅尔太阳能集热系统的二次复合抛物面聚光器存在采用镜面铝材质易变形，或者玻璃材质易破裂的问题。而且利用了槽式太阳能热发电系统关键部件加工工艺流程成熟可靠、性能稳定的优势，同时采用熔盐作为传热储热介质可提高系统主蒸汽参数，从而提高发电效率。本实用新型所阐述的一种新型线聚焦太阳能联合发电系统具有主蒸汽参数较高、建设成本低，运行维护简便等优势。
附图说明
图1是本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
如图1所示，本实用新型提供一种新型线聚焦太阳能联合发电系统，包括：采用导热油或者水为传热工质的排管式菲涅尔太阳能集热回路、采用熔盐为传热储热介质的槽式太阳能集热回路以及常规发电系统。其中排管式菲涅尔太阳能集热回路主要包括排管式菲涅尔太阳能集热场1、泵503、储罐3以及换热器4；熔盐槽式太阳能集热回路主要包括槽式太阳能集热场2、高温熔盐储罐6、低温熔盐储罐10、高温熔盐泵504、低温熔盐泵502、预热器9、蒸发器8、过热器7等；常规发电系统主要包括汽轮发电机组11、凝汽器12、凝结水泵505、给水泵501、除氧器13等。
排管式菲涅尔太阳能集热场1出口连接储罐3，储罐3出口连接泵503，泵503将高温传热工质泵入换热器4进行换热，换热后的传热工质进入排管式菲涅尔太阳能集热场1吸收太阳能。
槽式太阳能集热场2出口连接高温熔盐罐6，高温熔盐罐6通过高温熔盐泵504依次将高温熔盐泵入过热器7、蒸发器8、预热器9和给水进行换热，然后换完热的低温熔盐进入低温熔盐储罐10。低温熔盐储罐10内的低温熔盐通过低温熔盐泵502经由换热器4预热后进入槽式太阳能集热场2吸收太阳能。
汽轮发电机组11内做完功的蒸汽进入凝汽器12冷却得到冷凝水，通过凝结水泵505进入除氧器13，给水泵501将给水依次泵入预热器9、蒸发器8和过热器7同熔盐进行换热，被加热到的一定温度压力的主蒸汽进入汽轮机做功发电。
排管式菲涅尔太阳能集热场1的吸热器为排管式吸热器101，采用梯形结构形式，排管数量7根。
槽式太阳能集热场2的传热介质和储热介质都是熔盐。
本实用新型专利联合发电系统的工作流程：
导热油回路：排管式菲涅尔太阳能集热场1循环加热导热油到一定温度，通过换热器4将热量传递给熔盐，对熔盐进行预热。
熔盐回路：在导热油回路的换热器4预热完的熔盐进入槽式太阳能集热系统2加热到一定温度，存储在高温熔盐储罐6内，高温熔盐泵504将高温熔盐依次进入过热器7、蒸发器8、预热器9与水/蒸汽换热。换热完后的熔盐进入低温熔盐储罐10。然后通过低温熔盐泵502将低温熔盐泵入导热油回路的换热器4内预热，从而形成熔盐集热储热循环。
水/蒸汽回路：汽轮机11内做完功的蒸汽进入凝汽器12凝结后形成凝结水，凝结水通过凝结水泵505进入除氧器13，然后通过给水泵501依次进入预热器9、蒸发器8、过热器7依次与熔盐换热，从而加热到高温高压的蒸汽，最后进入汽轮机11，形成水/蒸汽循环回路。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，包括排管式菲涅尔太阳能集热回路、采用熔盐为传热储热介质的槽式太阳能集热回路以及常规发电系统，其中，
所述排管式菲涅尔太阳能集热回路主要由排管式菲涅尔太阳能集热场(1)、储罐(3)、泵(503)以及换热器(4)连接组成；
所述槽式太阳能集热回路主要由槽式太阳能集热场(2)、高温熔盐储罐(6)、高温熔盐泵(504)、过热器(7)、蒸发器(8)、预热器(9)、低温熔盐储罐(10)、低温熔盐泵(502)以及换热器(4)连接组成；
所述常规发电系统主要由汽轮发电机组(11)、凝汽器(12)、凝结水泵(505)、除氧器(13)、给水泵(501)、预热器(9)、蒸发器(8)以及过热器(7)连接组成。
2.根据权利要求1所述新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，所述排管式菲涅尔太阳能集热场(1)的出口连接储罐(3)，储罐(3)的出口连接泵(503)，泵(503)将高温传热工质泵入换热器(4)进行换热，换热后的传热工质进入所述排管式菲涅尔太阳能集热场(1)吸收太阳能。
3.根据权利要求1所述新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，所述排管式菲涅尔太阳能集热场(1)的传热工质为导热油或者水。
4.根据权利要求1所述新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，所述排管式菲涅尔太阳能集热场(1)的吸热器为排管式吸热器(101)，采用梯形结构形式，排管数量6～15根。
5.根据权利要求1所述新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，所述槽式太阳能集热场(2)的出口连接高温熔盐储罐(6)，高温熔盐储罐(6)通过高温熔盐泵(504)将高温熔盐依次泵入过热器(7)、蒸发器(8)和预热器(9)中与给水进行换热，换热后的低温熔盐进入低温熔盐储罐(10)，低温熔盐储罐(10)内的低温熔盐通过低温熔盐泵(502)经由换热器(4)预热后进入槽式太阳能集热场(2)吸收太阳能。
6.根据权利要求1所述新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，所述槽式太阳能集热场(2)的传热介质和储热介质都是熔盐。
7.根据权利要求1所述新型线聚焦太阳能联合发电系统，其特征在于，所述汽轮发电机组(11)的蒸汽出口与凝汽器(12)连接，蒸汽进入凝汽器(12)凝结后形成凝结水，凝结水通过凝结水泵(505)进入除氧器(13)，然后通过给水泵(501)依次进入预热器(9)、蒸发器(8)和过热器(7)与熔盐换热，加热得到蒸汽，最后进入汽轮发电机组(11)，形成水/蒸汽循环回路。
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