CN218179279U - 一种基于塔式太阳岛的光热储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，包括塔式太阳光集热设备、高温储热设备、蒸汽设备，所述高温储热设备的一路进口连接塔式太阳光集热设备的出口，所述高温储热设备的第一路出口通过循环风机连接塔式太阳光集热设备的进口，所述高温储热设备的第二路出口连接蒸汽设备的一路进口，所述高温储热设备的第三路出口连接蒸汽设备的另一路进口。本实用新型通过集成塔式太阳光集热设备、高温储热设备、蒸汽设备于一体，并外接余热锅炉设备，能够减小自耗损失，增加利用率。

Description

一种基于塔式太阳岛的光热储能系统

技术领域

本实用新型涉及光热系统领域，尤其涉及一种基于塔式太阳岛的光热储能系统。

背景技术

塔式太阳能热发电有定日镜采集太阳光，聚焦汇集在太阳塔的吸热器装置，以熔盐为导热介质传导达到565度的高温，高温产生蒸汽带动汽轮机旋转发电。其中熔盐是一种优良的传热储热介质，熔盐储能既可以大规模集中应用于光热发电储能、新能源废弃电力利用、电网调峰等领域，也可以分布式应用于智慧能源、清洁能源集中供热、清洁能源热电冷联供等领域。尤其在光热领域，可显著提高发电系统的热效率、系统的可靠性和经济性。

储能系统，是电力生产过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中一个重要组成部分。储能系统可以实现能量搬移，促进新能源的应用；可以建立微电网，为无电地区提供电力；可以调峰调频，提高电力系统运行稳定性。储能系统对智能电网的建设具有重大的战略意义。

对于现有技术，现有的塔式太阳岛的光热储能系统存在自耗损失大、利用率不足的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，用于解决上述问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，包括塔式太阳光集热设备、高温储热设备、蒸汽设备，所述高温储热设备的一路进口连接塔式太阳光集热设备的出口，所述高温储热设备的第一路出口通过循环风机连接塔式太阳光集热设备的进口，所述高温储热设备的第二路出口连接蒸汽设备的一路进口，所述高温储热设备的第三路出口连接蒸汽设备的另一路进口。

进一步的，所述蒸汽设备包括低压蒸汽发生器和高压蒸汽发生器，所述高温储热设备的第二路出口分别连接低压蒸汽发生器的一路进口和高压蒸汽发生器的一路进口，所述高温储热设备的第三路出口分别通过回热器连接低压蒸汽发生器的另一路进口和高压蒸汽发生器的另一路进口，所述低压蒸汽发生器的出口连接外部低压蒸汽母管，所述高压蒸汽发生器的出口连接背压式蒸汽轮机。

进一步的，所述蒸汽设备还包括燃气轮机，所述燃气轮机的进口连接锅炉余热设备，所述燃气轮机的一路出口连接高温储热设备的一路进口，所述燃气轮机的另一路出口连接高压蒸汽发生器的进口。

进一步的，所述太阳光集热设备包括吸热器和集热塔，所述高温储能设备通过集热塔连接吸热器。

进一步的，所述吸热器为内部装有液体金属的光热接收器。

进一步的，所述集热塔上设置有至少一个定日镜场。

进一步的，所述循环风机功率为 125kW。

进一步的，所述高温储热设备包括4组高温储热器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过集成塔式太阳光集热设备、高温储热设备、蒸汽设备于一体，并外接余热锅炉设备，能够减小自耗损失，增加利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例1提出的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统的系统结构图；

图2为本实用新型实施例1提出的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统的集热流程图；

图中：1-高温储热设备、2-低压蒸汽发生器、3-高压蒸汽发生器、4-吸热器、5-集热塔、6-循环风机、7-燃气轮机、8-背压式蒸汽轮机、9-回热器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1、图2，本实施例提出一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，包括塔式太阳光集热设备、高温储热设备1、蒸汽设备，所述高温储热设备1的一路进口连接塔式太阳光集热设备的出口，所述高温储热设备1的第一路出口通过循环风机6连接塔式太阳光集热设备的进口，所述高温储热设备1的第二路出口连接蒸汽设备的一路进口，所述高温储热设备1的第三路出口连接蒸汽设备的另一路进口。

进一步的，所述蒸汽设备包括低压蒸汽发生器2和高压蒸汽发生器3，所述高温储热设备1的第二路出口分别连接低压蒸汽发生器2的一路进口和高压蒸汽发生器3的一路进口，所述高温储热设备1的第三路出口分别通过回热器9连接低压蒸汽发生器2的另一路进口和高压蒸汽发生器3的另一路进口，所述低压蒸汽发生器2的出口连接外部低压蒸汽母管，所述高压蒸汽发生器3的出口连接背压式蒸汽轮机8。

进一步的，所述蒸汽设备还包括燃气轮机7，所述燃气轮机7的进口连接锅炉余热设备，所述燃气轮机7的一路出口连接高温储热设备1的一路进口，所述燃气轮机7的另一路出口连接高压蒸汽发生器3的进口。

进一步的，所述太阳光集热设备包括吸热器4和集热塔5，所述高温储能设备通过集热塔5连接吸热器4。

进一步的，所述吸热器4为内部装有液体金属的光热接收器。

进一步的，所述集热塔5上设置有至少一个定日镜场。

进一步的，所述循环风机6功率为 125kW。

进一步的，所述高温储热设备1包括4组高温储热器。

其中，本实施例的具体实施原理流程如下：

本实施例选用包括定日镜、吸热器4、集热塔5、储能系统的新一代塔式光热发电太阳岛系统。光热储能系统产生低压蒸汽直接进入外供低压蒸汽母管，同时，光热接收器的换热空气可通过高温储热器进行储热，降温后的空气由循环风机6送回接收器，继续接收由太阳能发送来的光热。其中循环风机6装机功率 125kW，蒸汽发生器侧风机装机功率 30kW。本实施例包含定日镜场、集热塔5、控制系统。空气作为传热媒介，离开吸热气温度为 500℃，返回吸热气最高温度为 220℃。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种基于塔式太阳岛的光热储能系统的定日镜场，其中，根据场地的太阳能资源进行数据分析，传统的单塔定日镜场方案南镜场效率低下，所以采用北镜场布局方案。定日镜主要布置在建筑物房顶。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种基于塔式太阳岛的光热储能系统的集热塔5，其中，集热塔5设计高度约为50米，采用桁架钢结构设计，集热塔5与置燃气轮机7机房与储热室集装布置，从而减少了管路长度，降低了建设成本，提高了热效率和土地利用率。集热塔5设计载荷为 20 吨，塔顶安装吸热器4，小型塔吊，以及其他装置。

实施例4

在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种基于塔式太阳岛的光热储能系统的吸热器4，其中，吸热器4采用内部装有液体金属（铅锡合金）的薄壳箱体作为太阳能接收面。吸热器4工作时，太阳光照射在吸热面上，通过液体金属迅速将热量传递到箱体后部换热管内，通过换热管加热外部风管内的空气工质，完成吸热、换热过程。液体金属导热系数可达 35~65W/m∙K，所以吸热面受热较为均匀，可以有效避免传统吸热器4因为热应力较大导致的容易爆管的问题。吸热器4、换热器外部安装有保温层，使吸热器4在不工作时可以保持温度。正面四周也安装有耐高温的保护层，保护塔架不会受到阳光照射。

实施例5

在实施例1的基础上，本实施例进一步提出一种基于塔式太阳岛的光热储能系统的高温储热系统，其中，光热接收器的空气可以流经高温储热器，使其热量在高温储热器储存下来，再由风机送回光热接收器继续利用太阳光热；另一方面，余热锅炉烟气也可以流经高温储热器，储存下其携带的热量后，排入烟囱。高温储热设备1采用固体储热，热端储热温度为 480 度，冷端储热温度为 220 度。储热工质采用低蠕变黏土格子砖。储热室由 4个储热模块组成，每个模块高 10 米，占地约为 4 平方米。储热系统储热总量为 10MWh，放热峰值功率可达 4MWth。空气通过储热室加热，热空气经过蒸汽发生器，产生出需求端所需 220度蒸汽。固体储热工质储热温度上限可达 800℃。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，包括塔式太阳光集热设备、高温储热设备、蒸汽设备，所述高温储热设备的一路进口连接塔式太阳光集热设备的出口，所述高温储热设备的第一路出口通过循环风机连接塔式太阳光集热设备的进口，所述高温储热设备的第二路出口连接蒸汽设备的一路进口，所述高温储热设备的第三路出口连接蒸汽设备的另一路进口。

2.根据权利要求1所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述蒸汽设备包括低压蒸汽发生器和高压蒸汽发生器，所述高温储热设备的第二路出口分别连接低压蒸汽发生器的一路进口和高压蒸汽发生器的一路进口，所述高温储热设备的第三路出口分别通过回热器连接低压蒸汽发生器的另一路进口和高压蒸汽发生器的另一路进口，所述低压蒸汽发生器的出口连接外部低压蒸汽母管，所述高压蒸汽发生器的出口连接背压式蒸汽轮机。

3.根据权利要求1所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述蒸汽设备还包括燃气轮机，所述燃气轮机的进口连接锅炉余热设备，所述燃气轮机的一路出口连接高温储热设备的另一路进口，所述燃气轮机的另一路出口连接高压蒸汽发生器的进口。

4.根据权利要求1所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述太阳光集热设备包括吸热器和集热塔，所述高温储热设备通过集热塔连接吸热器。

5.根据权利要求4所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述吸热器为内部装有液体金属作的光热接收器。

6.根据权利要求4所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述集热塔上设置有至少一个定日镜场。

7.根据权利要求1所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述循环风机功率为 125kW。

8.根据权利要求1所述的一种基于塔式太阳岛的光热储能系统，其特征在于，所述高温储热设备包括4组高温储热器。

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