CN208486987U - 一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，包括太阳能集热镜场和蒸汽发生器，太阳能集热镜场包括太阳能集热器，太阳能集热器的输出端与蒸汽发生器的上入口通过第一换热管道连接，太阳能集热器的输入端与蒸汽发生器的下出口通过第二换热管道连接，第一换热管道上设置有高温熔盐罐，第二换热管道上设置有低温熔盐罐；蒸汽发生器的上方设置有蒸汽出口，蒸汽出口通过蒸汽管路与一蒸汽发电机的蒸汽入口连接，蒸汽发电机与电网系统输入端连接，并用于向电网系统输送电能。该系统占地小、成本低、寿命长，不仅可连续发电，而且有利于提高发电量和对太阳光能源的有效利用，有利于节能环保。

Description

一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用领域，特别是涉及一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统。

背景技术

太阳能是可再生能源中应用最为广泛的能源种类之一，利用太阳能进行蓄热储能可以解决光热发电中的能源储备问题。目前光热发电采用的大多是导热油储能换热，导热油虽然具有良好的导热性和稳定性，但导热油存在寿命低、蓄热温度低、占地大、成本高的缺点，不利于节能环保。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用寿命长、发电效率高的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，包括太阳能集热镜场和蒸汽发生器，所述太阳能集热镜场包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的输出端与所述蒸汽发生器的上入口通过第一换热管道连接，所述太阳能集热器的输入端与所述蒸汽发生器的下出口通过第二换热管道连接，所述第一换热管道上设置有高温熔盐罐，所述第二换热管道上设置有低温熔盐罐；所述蒸汽发生器的上方设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过蒸汽管路与一蒸汽发电机的蒸汽入口连接，所述蒸汽发电机与电网系统输入端连接，并用于向所述电网系统输送电能。

可选的，所述太阳能集热镜场为太阳能塔式集热镜场，所述太阳能集热器位于所述太阳能塔式集热镜场的塔顶，所述太阳能塔式集热镜场包括多个日光反射装置，多个所述日光反射装置呈圆形陈列排布，且多个所述日光反射装置分布于所述太阳能集热器下方。

可选的，所述蒸汽发电机上设置有废蒸汽出口，所述蒸汽发生器的下方设置有废蒸汽入口，所述废蒸汽出口与所述蒸汽发生器的废蒸汽入口之间通过废蒸汽管路连接。

可选的，所述废蒸汽管路上还设置有蒸汽冷凝器，所述蒸汽冷凝器用于将从所述废蒸汽出口排出的蒸汽冷凝；所述废蒸汽管路上还设置有水循环泵。

可选的，所述高温熔盐罐的底部设置第一燃气锅炉，所述第一燃气锅炉用于对所述高温熔盐罐内的熔盐进行预热。

可选的，所述低温熔盐罐的底部设置第二燃气锅炉，所述第二燃气锅炉用于对所述低温熔盐罐内的熔盐进行预热。

可选的，位于所述高温熔盐罐与所述蒸汽发生器之间的所述第一换热管道上设置有第一熔盐泵；位于所述低温熔盐罐与所述太阳能集热器之间的所述第二换热管道上设置有第二熔盐泵。

可选的，所述第一换热管道、所述第二换热管道、所述蒸汽管路、所述废蒸汽管路以及所述蒸汽发生器上均设置有电加热装置，所述电加热装置用于防止熔盐在管路内滞留固化堵塞。

可选的，在所述太阳能集热镜场和所述蒸汽发生器之间循环的熔盐存放在所述高温熔盐罐和所述低温熔盐罐内，所述熔盐为二元混合熔盐。

可选的，所述低温熔盐罐设置在熔盐储能发电系统的最低位置处。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，将太阳能集热、熔盐储热和蒸汽发生器三者结合组建一套发电系统，不仅利用太阳光能源直接产生交流电并连续发电形成了电网友好型电源，而且利用熔盐良好的储热性和热稳定性可实现在更高的温度下储存热能，有利于提高发电量和对太阳光能源的有效利用，而且整个熔盐储能发电系统占地小、成本低、寿命长，有利于节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型基于太阳能集热的熔盐储能发电系统的结构示意图；

其中，附图标记为：1、太阳能集热器；2、日光反射装置；3、第一换热管道；4、第二换热管道；5、高温熔盐罐；51、第一燃气锅炉；6、低温熔盐罐；61、第二燃气锅炉；7、蒸汽发生器；8、蒸汽发电机；9、蒸汽管路；10、废蒸汽管路；11、蒸汽冷凝器；12、第一熔盐泵；13、第二熔盐泵；14、水循环泵；15、电网系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种使用寿命长、发电效率高的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统。

基于此，本实用新型提供一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，包括太阳能集热镜场和蒸汽发生器，太阳能集热镜场包括太阳能集热器，太阳能集热器的输出端与蒸汽发生器的上入口通过第一换热管道连接，太阳能集热器的输入端与蒸汽发生器的下出口通过第二换热管道连接，第一换热管道上设置有高温熔盐罐，第二换热管道上设置有低温熔盐罐；蒸汽发生器的上方设置有蒸汽出口，蒸汽出口通过蒸汽管路与一蒸汽发电机的蒸汽入口连接，蒸汽发电机与电网系统输入端连接，并用于向电网系统输送电能。

本实用新型基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，将太阳能集热、熔盐储热和蒸汽发生器三者结合组建一套发电系统，不仅利用太阳光能源直接产生交流电并连续发电形成了电网友好型电源，而且利用熔盐良好的储热性和热稳定性可实现在更高的温度下储存热能，有利于提高发电量和对太阳光能源的有效利用，而且整个熔盐储能发电系统占地小、成本低、寿命长，有利于节能环保。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，包括太阳能集热镜场和蒸汽发生器7，太阳能集热镜场包括太阳能集热器1，太阳能集热器1的输出端与蒸汽发生器7的上入口通过第一换热管道3连接，太阳能集热器1的输入端与蒸汽发生器7的下出口通过第二换热管道4连接，第一换热管道9上设置有高温熔盐罐5，第二换热管道4上设置有低温熔盐罐6；蒸汽发生器7的上方设置有蒸汽出口，蒸汽出口通过蒸汽管路9与一蒸汽发电机8的蒸汽入口连接，蒸汽发电机8与电网系统15的输入端连接，并用于向电网系统15输送电能。

于本具体实施例中，如图1所示，太阳能集热镜场为太阳能塔式集热镜场，太阳能集热器1位于太阳能塔式集热镜场的塔顶，太阳能塔式集热镜场包括多个日光反射装置2，多个日光反射装置2呈圆形陈列排布分布于太阳能集热器1下方。

进一步地，如图1所示，蒸汽发电机8上设置有废蒸汽出口，蒸汽发生器7的下方设置有废蒸汽入口，废蒸汽出口与蒸汽发生器7的废蒸汽入口之间通过废蒸汽管路10连接。于本实施例中，蒸汽发电机8采用汽轮发电机。

进一步地，如图1所示，废蒸汽管路10上还设置有蒸汽冷凝器11，蒸汽冷凝器11用于将从废蒸汽出口排出的蒸汽冷凝；废蒸汽管路10上还设置有水循环泵14。

进一步地，如图1所示，高温熔盐罐5的底部设置第一燃气锅炉51，第一燃气锅炉51用于对高温熔盐罐5内的熔盐进行预热，以防止熔盐进入后在管路内发生滞留固化，引起管路堵塞并发生事故。相应的，低温熔盐罐6的底部设置第二燃气锅炉61，第二燃气锅炉61用于对低温熔盐罐6内的熔盐进行预热，以防止熔盐进入后在管路内发生滞留固化，引起管路堵塞并发生事故。

进一步地，如图1所示，位于高温熔盐罐5与蒸汽发生器7之间的第一换热管道3上设置有第一熔盐泵12；位于低温熔盐罐6与太阳能集热器1之间的第二换热管道4上设置有第二熔盐泵13。

进一步地，如图1所示，第一换热管道3、第二换热管道4、蒸汽管路9、废蒸汽管路10以及蒸汽发生器17上均设置有电加热装置，电加热装置用于防止熔盐在管路内滞留固化堵塞，引起管路堵塞并发生事故。

进一步地，如图1所示，在太阳能集热镜场和蒸汽发生器7之间循环的熔盐存放在高温熔盐罐5和低温熔盐罐6内，其中熔盐为二元混合熔盐，二元混合熔盐包括6重量份的NaNO₃和4重量份的KNO₃；该二元混合熔盐在221℃时开始熔化，在600℃以下热稳定性非常好，加入相应的添加剂还可以使二元混合熔盐的熔点大幅度降低，但又不改变混合熔融盐的热稳定性，甚至还能够进一步提高熔盐的最高蓄热温度，实现在更高的温度下储存热能，从而提高发电量。

进一步地，如图1所示，低温熔盐罐6设置在熔盐储能发电系统的最低位置处，便于在熔盐储能发电系统停止运行时，将系统内的全部熔盐排入低温熔盐罐6内进行保存。

下面对本实施例作具体使用说明：

在熔盐储能发电系统运行初始时，第一换热管道3、第二换热管道4、高温熔盐罐5和低温熔盐罐6均处于常温状态，之后采用间接式的第一燃气锅炉51和第二燃气锅炉61分别对高温熔盐罐5和低温熔盐罐6预热，以防止熔盐进入后在管路内发生固化堵塞。同时开启第一换热管道3、第二换热管道4、蒸汽管路9、废蒸汽管路10以及蒸汽发生器17上的电加热装置，以防止熔盐在管路内滞留固化堵塞，引起管路堵塞并发生事故。

熔盐储能发电系统运行时，低温熔盐罐6内的低温熔盐经第二熔盐泵13被泵送到太阳能集热器1内，低温熔盐在太阳能集热器1内吸收热能升温后形成高温熔盐进入到高温熔盐罐5中，随后并从高温熔盐罐5内被第一熔盐泵12泵送进蒸汽发生器7内，高温熔盐所储存的热能用于加热蒸汽发生器7内的冷水并产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽管路9进入汽轮发电机驱动汽轮发电机运行发电，并将电输送给电网使用。冷水变成过热蒸汽的同时，高温熔盐温度降低变为低温熔盐并回流至低温熔盐罐6内；而汽轮发电机发电过程中产生的废蒸汽则通过废蒸汽管路10进入蒸汽冷凝器11冷凝成水，再由水循环泵14将冷凝水输入到蒸汽发生器7内进行循环利用。本实施例中，高温熔盐罐5的储量均足够大，白天用于储存足够的高温熔盐，可以使得汽轮发电机昼夜连续发电。

熔盐储能发电系统停止运行时，系统内的全部熔融盐排入低温熔盐罐6内保存，其中由于低温熔盐罐6设置在熔盐储能发电系统的最低位置处，并配合将各管道设计呈合理的弯曲度，以致将全部熔盐排入低温熔盐罐6内，而其他设备和管道内均没有残余熔盐滞留。由于低温熔盐罐6体积通常比较大，为了防止低温熔盐罐6内熔盐固化，采用第二燃气锅炉61自动加热将熔盐的温度保持在融熔点以上。

由此可见，本实施例通过将太阳能集热、熔盐储热和蒸汽发生器三者结合组建一套发电系统，不仅利用太阳光能源直接产生交流电并连续发电形成了电网友好型电源，而且利用熔盐良好的储热性和热稳定性可实现在更高的温度下储存热能，有利于提高发电量和对太阳光能源的有效利用，而且整个熔盐储能发电系统占地小、成本低、寿命长，有利于节能环保。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：包括太阳能集热镜场和蒸汽发生器，所述太阳能集热镜场包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的输出端与所述蒸汽发生器的上入口通过第一换热管道连接，所述太阳能集热器的输入端与所述蒸汽发生器的下出口通过第二换热管道连接，所述第一换热管道上设置有高温熔盐罐，所述第二换热管道上设置有低温熔盐罐；所述蒸汽发生器的上方设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过蒸汽管路与一蒸汽发电机的蒸汽入口连接，所述蒸汽发电机与电网系统输入端连接，并用于向所述电网系统输送电能。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述太阳能集热镜场为太阳能塔式集热镜场，所述太阳能集热器位于所述太阳能塔式集热镜场的塔顶，所述太阳能塔式集热镜场包括多个日光反射装置，多个所述日光反射装置呈圆形陈列排布，且多个所述日光反射装置分布于所述太阳能集热器下方。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述蒸汽发电机上设置有废蒸汽出口，所述蒸汽发生器的下方设置有废蒸汽入口，所述废蒸汽出口与所述蒸汽发生器的废蒸汽入口之间通过废蒸汽管路连接。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述废蒸汽管路上还设置有蒸汽冷凝器，所述蒸汽冷凝器用于将从所述废蒸汽出口排出的蒸汽冷凝；所述废蒸汽管路上还设置有水循环泵。

5.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述高温熔盐罐的底部设置第一燃气锅炉，所述第一燃气锅炉用于对所述高温熔盐罐内的熔盐进行预热。

6.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述低温熔盐罐的底部设置第二燃气锅炉，所述第二燃气锅炉用于对所述低温熔盐罐内的熔盐进行预热。

7.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：位于所述高温熔盐罐与所述蒸汽发生器之间的所述第一换热管道上设置有第一熔盐泵；位于所述低温熔盐罐与所述太阳能集热器之间的所述第二换热管道上设置有第二熔盐泵。

8.根据权利要求4所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述第一换热管道、所述第二换热管道、所述蒸汽管路、所述废蒸汽管路以及所述蒸汽发生器上均设置有电加热装置，所述电加热装置用于防止熔盐在管路内滞留固化堵塞。

9.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：在所述太阳能集热镜场和所述蒸汽发生器之间循环的熔盐存放在所述高温熔盐罐和所述低温熔盐罐内，所述熔盐为二元混合熔盐。

10.根据权利要求1所述的基于太阳能集热的熔盐储能发电系统，其特征在于：所述低温熔盐罐设置在熔盐储能发电系统的最低位置处。