熱發(fā)電設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供了一種熱發(fā)電站。其公開了能量中心、儲(chǔ)熱系統(tǒng)、太陽能熱系統(tǒng)、非太陽能熱系統(tǒng)和控制器。包括被構(gòu)造來獲取熱能以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪和被構(gòu)造來將熱能供應(yīng)給渦輪的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)(SGS)。儲(chǔ)熱系統(tǒng)包括儲(chǔ)熱介質(zhì)(TSM)、可操作地連接到能量中心的SGS以將熱從TSM供應(yīng)給SGS的熱側(cè)和被構(gòu)造以便于將熱存儲(chǔ)到TSM的冷側(cè)。太陽能熱系統(tǒng)包括太陽能熱流體(STF)和被構(gòu)造來利用撞擊的太陽輻射以加熱STF的聚集系統(tǒng)，所述太陽能熱系統(tǒng)可操作地連接到能量中心的SGS以將熱從STF供應(yīng)給SGS。非太陽能熱系統(tǒng)包括非太陽能熱流體(NSTF)和被構(gòu)造來加熱NSTF的非太陽能熱源，所述非太陽能熱系統(tǒng)可操作地連接到儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)以對(duì)其供熱?？刂破鞅粯?gòu)造來管理熱發(fā)電站的操作。
【專利說明】熱發(fā)電設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及太陽能熱發(fā)電設(shè)備，且特別涉及包括不可再生能源的發(fā)電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]能源供應(yīng)商一直在致力于尋求替代性一次能源。一種這類能源為太陽能，且一種利用太陽能的方式為采用中央塔發(fā)電設(shè)備。
[0003]一種典型的中央塔發(fā)電設(shè)備裝置包括定日鏡陣列以及收集塔。每個(gè)定日鏡被構(gòu)造來追蹤太陽且將日光朝著收集塔的槽反射，從而加熱此槽及其內(nèi)容物。構(gòu)成熱傳輸介質(zhì)的傳熱流體(其可為例如熔鹽或熱油的液體)容納于上述槽中。
[0004]將加熱的熱流體傳輸?shù)桨l(fā)電設(shè)備(例如蒸汽發(fā)電設(shè)備)，其中熱流體的熱能用于驅(qū)動(dòng)其一個(gè)或多個(gè)渦輪，以便以常規(guī)方式如通過將每個(gè)渦輪的輪軸耦合到發(fā)電機(jī)來發(fā)電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明所公開的主題的一個(gè)方面，提供了一種熱發(fā)電站，其包括:
[0006].能量中心，其包括被構(gòu)造來獲取熱能以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪和被構(gòu)造來將熱能供應(yīng)給渦輪的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)(SGS)；
[0007]?儲(chǔ)熱系統(tǒng)，其包括儲(chǔ)熱介質(zhì)(TSM)、可操作地連接到能量中心的SGS以將熱從TSM供應(yīng)給SGS的熱側(cè)和被構(gòu)造以便于將熱存儲(chǔ)到TSM的冷側(cè)；
[0008]?太陽能熱系統(tǒng)，其包括太 陽能熱流體(STF)和被構(gòu)造來利用撞擊的太陽輻射以加熱STF的聚集系統(tǒng)，所述太陽能熱系統(tǒng)可操作地連接到能量中心的SGS以將熱從STF供應(yīng)給 SGS ；
[0009]?非太陽能熱系統(tǒng)，其包括非太陽能熱流體(NSTF)和被構(gòu)造來加熱NSTF的非太陽能熱源，所述非太陽能熱系統(tǒng)可操作地連接到儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)以對(duì)其供熱；和
[0010].控制器，其被構(gòu)造來管理熱發(fā)電站的操作。
[0011]非太陽能熱系統(tǒng)還可以可操作地連接到能量中心的SGS以將熱從NSTF供應(yīng)給SGS0控制器可以被構(gòu)造來管理操作，使得熱從NSTF選擇性供應(yīng)給儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)或能量中心的SGS?？刂破鬟€可以被構(gòu)造來管理操作，使得NSTF的第一部分熱供應(yīng)給儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)，且NSTF的第二部分熱供應(yīng)給能量中心的SGS。
[0012]太陽能熱系統(tǒng)還可以可操作地連接到儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)?？刂破骺梢员粯?gòu)造來管理操作，使得熱從STF選擇性供應(yīng)給儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)或能量中心的SGS?？刂破鬟€可以被構(gòu)造來管理操作，使得STF的第一部分熱供應(yīng)給儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)，且STF的第二部分熱供應(yīng)給能量中心的SGS。
[0013]儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以經(jīng)過設(shè)計(jì)使得:
[0014].儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱側(cè)包括用于將加熱的TSM存儲(chǔ)于其中以將熱供應(yīng)給能量中心的SGS的熱存儲(chǔ)槽；且
[0015].儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)包括在供應(yīng)之后用于將TSM存儲(chǔ)于其中的冷存儲(chǔ)槽。[0016]儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱側(cè)包括被構(gòu)造來從引取自熱存儲(chǔ)槽的TSM傳遞熱的輸出熱交換器，其中儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)包括被構(gòu)造來將熱傳遞給引取自冷存儲(chǔ)槽的TSM的輸入熱交換器。
[0017]在冷側(cè)內(nèi)加熱的TSM可以供應(yīng)給熱存儲(chǔ)槽，且在熱側(cè)內(nèi)供熱的TSM可以供應(yīng)給冷存儲(chǔ)槽。
[0018]TSM可以是熔鹽。
[0019]能量中心可以包括被構(gòu)造來將熱從SGS傳遞給渦輪的工作流體。
[0020]SGS可以包括被構(gòu)造來加熱工作流體的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。
[0021]渦輪可以是蒸汽渦輪，工作流體是水。
[0022]非太陽能熱源可以是煤，非太陽能熱系統(tǒng)包括煤粉燃燒器。
[0023]非太陽能熱源可以是核燃料，非太陽能熱系統(tǒng)包括核蒸汽產(chǎn)生器。
[0024]非太陽能熱源可以是天然氣。非太陽能熱系統(tǒng)可以包括配備將熱提供給NSTF的廢熱回收設(shè)備的聯(lián)合型循環(huán)燃?xì)鉁u輪發(fā)電設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了理解本發(fā)明并且了解如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖且僅舉非限制實(shí)施例方式描述實(shí)施方案，其中:
[0026]圖1是熱發(fā)電設(shè)備的示意圖；
[0027]圖2是圖1所示的熱發(fā)電設(shè)備的儲(chǔ)熱系統(tǒng)的示意圖；
[0028]圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明所公開的主題的不同實(shí)施例的太陽能熱系統(tǒng)的示意圖；
[0029]圖4至圖6是根據(jù)本發(fā)明所公開的主題的不同實(shí)施例的非太陽能熱系統(tǒng)的示意圖；
[0030]圖7A至圖7C是根據(jù)本發(fā)明所公開的主題的不同實(shí)施例的供應(yīng)調(diào)節(jié)器的示意圖；
[0031]圖8A至圖SC是根據(jù)本發(fā)明所公開的主題的不同實(shí)施例的返回調(diào)節(jié)器的示意圖；和
[0032]圖9是配備圖1所示的熱發(fā)電設(shè)備的可再生能源系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1示意性所示，提供通常以10表示的熱發(fā)電站。熱發(fā)電站10被設(shè)計(jì)用來提供電能，且因此包括通常在這種發(fā)電設(shè)備中提供且本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的大量元件，其多數(shù)并未描述于本公開中；但是，為了清楚起見，本公開省略那些沒有必要描述的元件以便理解本發(fā)明。
[0034]熱發(fā)電站10包括能量中心12、儲(chǔ)熱系統(tǒng)14、太陽能熱系統(tǒng)16和非太陽能熱系統(tǒng)
18。此外，提供控制器20以管理熱發(fā)電站10的操作。應(yīng)了解，雖然圖1中示意性所示的控制器20是單個(gè)元件，但在實(shí)踐中，其可以提供為一起工作以管理熱發(fā)電站10的操作的多個(gè)控制器。
[0035]能量中心12被構(gòu)造來利用熱能廣生電能。因而，所述能量中心12包括稱合到發(fā)電機(jī)24用來發(fā)電的一個(gè)或多個(gè)蒸汽渦輪22、被構(gòu)造以加熱能量中心12的工作流體(接著所述工作流體被提供給渦輪以對(duì)其供熱能)的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26，以及將渦輪連接到蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)的管道28。應(yīng)理解，雖然圖1圖示了一個(gè)渦輪22，但是能量中心12可以包括(例如)連續(xù)設(shè)置(即，從一個(gè)渦輪輸出的工作流體用作另一個(gè)的輸入)且在不同壓力下操作的多個(gè)渦輪。多個(gè)渦輪22可以具有驅(qū)動(dòng)單個(gè)發(fā)電機(jī)24的共同軸，或者所述渦輪22可以驅(qū)動(dòng)不同的發(fā)電機(jī)。此外，能量中心12可以包括圖1未圖示的冷凝器、給水加熱器、泵和多種其它元件。
[0036]在能量中心12的操作期間，通過蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26產(chǎn)生蒸汽。此蒸汽用來驅(qū)動(dòng)渦輪22，該渦輪22繼而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)24，從而產(chǎn)生可以供給電網(wǎng)的電。
[0037]蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26可以包括具有(例如)三個(gè)熱交換器的蒸汽產(chǎn)生串列，使得工作流體可以到達(dá)適合驅(qū)動(dòng)渦輪22的溫度和壓力。例如，熱交換器可以是預(yù)熱器30、蒸發(fā)器32和過熱器34。
[0038]如圖2所示，儲(chǔ)熱系統(tǒng)14被構(gòu)造來存儲(chǔ)將供應(yīng)給能量中心12的熱能。該儲(chǔ)熱系統(tǒng)14包括熱存儲(chǔ)槽36和輸出熱交換器38，其一起構(gòu)成儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的熱側(cè)40。儲(chǔ)熱系統(tǒng)14還包括冷存儲(chǔ)槽42和輸入熱交換器44，其一起構(gòu)成儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的冷側(cè)。在儲(chǔ)熱系統(tǒng)14中提供儲(chǔ)熱介質(zhì)(諸如，熔鹽)來存儲(chǔ)熱能。此外，提供適當(dāng)?shù)墓艿?8以在儲(chǔ)熱系統(tǒng)14內(nèi)移動(dòng)儲(chǔ)熱介質(zhì)。
[0039]輸出熱交換器38可操作地連接到能量中心12的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26以對(duì)其提供存儲(chǔ)于儲(chǔ)熱介質(zhì)中的熱能。如下文描述，輸入熱交換器44可操作地連接到熱能源以便于通過儲(chǔ)熱介質(zhì)存儲(chǔ)熱能。
[0040]儲(chǔ)熱系統(tǒng)14可以儲(chǔ)能模式或排能模式操作。該儲(chǔ)熱系統(tǒng)14可以設(shè)計(jì)成便于每次以一個(gè)模式操作，或者同時(shí)以兩個(gè)模式操作。
[0041]在儲(chǔ)能模式中，在儲(chǔ)熱介質(zhì)從冷存儲(chǔ)槽流過輸入熱交換器44時(shí)，加熱的流體(即，具有比冷存儲(chǔ)槽42內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)的溫度更高的溫度的流體)流過輸入熱交換器44。加熱的流體和儲(chǔ)熱介質(zhì)可以在相同方向上流動(dòng)，或者其在相反方向上流動(dòng)以增加傳熱的效率(如圖2所示)。如此，加熱的流體內(nèi)的熱能傳遞給儲(chǔ)熱介質(zhì)，所述儲(chǔ)熱介質(zhì)隨后存儲(chǔ)于熱存儲(chǔ)槽36中。
[0042]在排能模式中，在儲(chǔ)熱介質(zhì)從熱存儲(chǔ)槽流過輸出熱交換器38時(shí)，具有比熱存儲(chǔ)槽36內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)的溫度更低的溫度的流體流過輸出熱交換器38。流體和儲(chǔ)熱介質(zhì)可以在相同方向上流動(dòng)，或者其在相反方向上流動(dòng)以便增加傳熱的效率(如圖2所示)。如此,儲(chǔ)熱介質(zhì)內(nèi)的熱能傳遞給流體，就本公開而言，所述流體流向能量中心12的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26來加熱其工作流體。
[0043]太陽能熱系統(tǒng)16被構(gòu)造來從撞擊的太陽輻射捕捉熱能。如圖3A所示，太陽能熱系統(tǒng)16可以包括通常以50表示的中央塔發(fā)電設(shè)備。該中央塔發(fā)電設(shè)備50包括多個(gè)定日鏡52，所述定日鏡52被構(gòu)造來追蹤太陽且將撞擊的太陽輻射朝著收集塔54反射，從而聚集太陽輻射。太陽能熱流體在收集塔54內(nèi)流動(dòng)，并且由經(jīng)反射和聚集的太陽輻射加熱。
[0044]如圖3B所示，太陽能熱系統(tǒng)16可以包括通常以56表示的線聚焦太陽能集熱器。線聚焦太陽能收集器包括多個(gè)槽型收集器58，其中管狀輻射吸收器60安置于其焦點(diǎn)處。槽型收集器58被構(gòu)造來追蹤太陽且將撞擊的太陽輻射朝著管狀輻射吸收器60聚集。太陽能熱流體在管狀輻射吸收器60內(nèi)流動(dòng)，并且由經(jīng)聚集的太陽輻射加熱。
[0045]根據(jù)參考圖3A和圖3B描述的任何一個(gè)實(shí)施例，加熱的太陽能熱流體用于將熱能供應(yīng)給能量中心12。因而，太陽能熱16可操作地連接到蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26以對(duì)其供應(yīng)熱能。特別來說，熱發(fā)電站10可以被構(gòu)造來允許加熱的太陽能熱流體流過熱交換器30、32、34。一旦太陽能熱流體已加熱能量中心12的工作流體，所述太陽能熱流體便返回到太陽能熱系統(tǒng)16，并在其中被重新加熱。
[0046]或者，加熱的太陽能熱流體可以用于將熱能供應(yīng)給儲(chǔ)熱系統(tǒng)14。因此，太陽能熱系統(tǒng)16可操作地連接到儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44。如此，太陽能熱流體構(gòu)成儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的儲(chǔ)能模式中的加熱的流體。一旦太陽能熱流體已加熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的儲(chǔ)熱介質(zhì)，所述太陽能熱流體便返回到太陽能熱系統(tǒng)16，并在其中被重新加熱。
[0047]非太陽能熱系統(tǒng)18被構(gòu)造來利用不可再生能源(諸如煤、核燃料或天然氣)以將熱提供給蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26。
[0048]如圖4所示，非太陽能熱系統(tǒng)18可以將煤用作其能源。因而，所述非太陽能熱系統(tǒng)18可包括粉碎機(jī)62和鍋爐64。
[0049]在操作中，將煤提供給粉碎機(jī)62，煤在其中被碾磨成細(xì)粉。經(jīng)過碾磨的煤被吹入鍋爐64，并在其中被燃燒。非太陽能熱流體在暴露于燃煤熱的管道66內(nèi)流動(dòng)。如上文描述，接著加熱的非太陽能熱流體用于將熱能直接供應(yīng)給能量中心12，或加熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的儲(chǔ)熱介質(zhì)(即，所述加熱的非太陽能熱流體構(gòu)成儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的儲(chǔ)能模式的加熱流體)?；蛘?，熱發(fā)電站可以被構(gòu)造來利用一部分的加熱非太陽能熱流體來將熱能直接供應(yīng)給能量中心12，并且利用一部分來加熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的儲(chǔ)熱介質(zhì)。
[0050]如圖5A所示，非太陽能熱系統(tǒng)18可以將核燃料用作其能源。因而，所述非太陽能熱系統(tǒng)18可以包括密封裝置68，所述密封裝置68被設(shè)計(jì)成將逸出的輻射容納于預(yù)定義的最大壓力下。密封裝置68容置反應(yīng)堆容器70和可操作地連接到儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44的熱交換器72，以及連接于其間的管道74。通常為水的核工作流體填充反應(yīng)堆容器70、熱交換器72和管道74。由能夠進(jìn)行核裂變的可裂變?cè)亟M成的核燃料棒76連同控制棒78 —起提供于反應(yīng)堆容器70中，所述控制棒78被提供來控制核反應(yīng)的速率。
[0051]在操作中，燃料棒76經(jīng)歷核裂變而釋放加熱工作流體的能量，接著所述工作流體流向熱交換器72。非太陽能熱流體在熱交換器72內(nèi)被加熱，并且將熱傳遞給儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44，從而對(duì)其提供熱能。
[0052]根據(jù)修改，如圖5B所示，密封裝置68容置反應(yīng)堆容器70和通過管道74連接的儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44。根據(jù)這個(gè)修改，核工作流體構(gòu)成非太陽能熱流體。
[0053]如圖6所示，非太陽能熱系統(tǒng)18可以將天然氣用作其熱能源。此外，所述非太陽能熱系統(tǒng)18可以自己發(fā)電。因而，所述非太陽能熱系統(tǒng)18包括耦合到發(fā)電機(jī)82的燃?xì)鉁u輪80。此外，提供廢熱回收裝置84。廢熱回收裝置84可以包括非太陽能熱流體所流過且可操作地連接到儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44的熱交換器86。
[0054]在操作中，天然氣在燃?xì)鉁u輪80內(nèi)燃燒而使其軸旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)82并且產(chǎn)生可以直接供應(yīng)給電網(wǎng)的電。這個(gè)過程的廢氣廢熱在廢熱回收裝置84內(nèi)被捕捉，且加熱流過熱交換器86的非太陽能熱流體。加熱的非太陽能熱流體用于加熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44中的儲(chǔ)熱介質(zhì)。
[0055]熱發(fā)電站10可以被構(gòu)造來以多個(gè)模式操作:太陽能產(chǎn)生模式、太陽能存儲(chǔ)模式、非太陽能產(chǎn)生模式、非太陽能存儲(chǔ)模式和來自存儲(chǔ)的產(chǎn)生模式。所述熱發(fā)電站10可以被構(gòu)造來同時(shí)以兩個(gè)或更多個(gè)這些模式操作。
[0056]為了便于以不同模式操作，熱發(fā)電站還可以包括也在圖1圖示的太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、太陽能返回調(diào)節(jié)器92、非太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器94、非太陽能返回調(diào)節(jié)器96和多個(gè)泵95。
[0057]每個(gè)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94被構(gòu)造來將熱流體流從太陽能熱系統(tǒng)16或非太陽能熱系統(tǒng)18分別選擇性選路到朝著能量中心10的路徑或朝著儲(chǔ)熱系統(tǒng)12的路徑。所述供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94可被構(gòu)造來將熱流體完全選路到其中一個(gè)路徑，或?qū)⒁徊糠诌x路到一個(gè)路徑且將一部分選路到另一個(gè)路徑。
[0058]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如圖7A所示，每個(gè)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94可以包括三通閥98，其將入口管100連接到兩個(gè)出口管102a、102b中的一個(gè)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，如圖7B所示，每個(gè)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94可以包括分流閥104，其將入口管100連接到兩個(gè)出口管102a、102b，使得入口管中的預(yù)定部分的熱流體流向每個(gè)出口管。根據(jù)任何一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)出口管102a、102b流向蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26或儲(chǔ)熱系統(tǒng)14。
[0059]根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，如圖7C所示，每個(gè)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94可以包括許多三通閥106，每個(gè)三通閥106連接到多個(gè)入口管108中的一個(gè)以及多個(gè)出口管IlOaUlOb中的兩個(gè)。每個(gè)出口管110a、IlOb流向蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26或儲(chǔ)熱系統(tǒng)14。入口管108可以連接到單個(gè)主入口管112，其中所有入口管108的總?cè)萘康扔谥魅肟诠?12的總?cè)萘俊?br> [0060]在操作中，熱發(fā)電站10的控制器20獨(dú)立地管理每個(gè)三通閥106的操作，以便控制流向每個(gè)蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26和儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的部分熱流體。應(yīng)了解，每個(gè)入口管108的容量可以是相同的，但每個(gè)也可以是不同的。例如，提供四個(gè)入口管108，其中第一個(gè)具有主入口管112—半容量的容量，第二個(gè)具有主入口管四分之一容量的容量，且第三個(gè)和第四個(gè)具有主入口管八分之一容量的容量。以此方式，在只要求四個(gè)閥106時(shí)，供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94可以將熱流體流分成八分之一的分離度。
[0061]每個(gè)返回調(diào)節(jié)器92、96被構(gòu)造來將從能量中心10或儲(chǔ)熱系統(tǒng)12返回的熱流體流選路朝向太陽能熱系統(tǒng)16 (就太陽能返回調(diào)節(jié)器92而言)或非太陽能熱系統(tǒng)18 (就非太陽能返回調(diào)節(jié)器96而言)。通常，返回調(diào)節(jié)器92、96的設(shè)計(jì)依賴于對(duì)應(yīng)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94的設(shè)計(jì)。
[0062]根據(jù)圖8A所示且對(duì)應(yīng)于圖7A所示的供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)返回調(diào)節(jié)器92、96可以包括三通閥114，其將兩個(gè)入口管116a、116b中的一個(gè)連接到一個(gè)出口管118。根據(jù)圖SB所示且對(duì)應(yīng)于圖7B中所示的供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94的另一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)返回調(diào)節(jié)器92、96可以包括集流閥120，其將兩個(gè)入口管116a、116b連接到出口管118。根據(jù)任何一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)入口管116a、116b從蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26或儲(chǔ)熱系統(tǒng)14接納熱流體流。
[0063]根據(jù)圖SC所示且對(duì)應(yīng)于圖7C所示的供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94的又一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)返回調(diào)節(jié)器92、96可以包括許多三通閥122，每個(gè)三通閥122連接到多個(gè)入口管124a、124b中的兩個(gè)。每個(gè)三通閥122對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94中的一個(gè)三通閥106，且每個(gè)入口管124a、124b對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的一個(gè)出口管102a、102b。此外，每個(gè)返回調(diào)節(jié)器92、96包括多個(gè)出口管126中的一個(gè)。每個(gè)入口管124a、124b從蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26或儲(chǔ)熱系統(tǒng)14接納熱流體流。出口管126連接到單個(gè)主出口管128，其中所有出口管124a、124b的總?cè)萘康扔谥鞒隹诠?28的總?cè)萘俊0064]在操作中，熱發(fā)電站10的控制器20管理每個(gè)三通閥122的操作，所述操作彼此獨(dú)立且對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)供應(yīng)調(diào)節(jié)器90、94所對(duì)應(yīng)的三通閥106的操作。
[0065]在太陽能產(chǎn)生模式中，控制器20管理熱發(fā)電站10的操作，使得來自太陽能熱系統(tǒng)16的加熱太陽能熱流體對(duì)能量中心10的操作供應(yīng)熱能。特別來說，控制器20管理太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器90的操作以在太陽能熱系統(tǒng)16與蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26之間進(jìn)行連接，且操作所需的泵95來使太陽能熱流體在其間循環(huán)，從而便于在兩者之間傳遞能量。此外，控制器20管理太陽能返回調(diào)節(jié)器94的操作以在蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26與太陽能熱系統(tǒng)16之間進(jìn)行連接，從而完成兩者之間的傳熱回路。
[0066]在太陽能存儲(chǔ)模式中，控制器20管理熱發(fā)電站10的操作，使得來自太陽能熱系統(tǒng)16的太陽能熱流體提供熱能來存儲(chǔ)于儲(chǔ)熱系統(tǒng)14中。特別來說，控制器20管理太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器90的操作以在太陽能熱系統(tǒng)16與儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44之間進(jìn)行連接，且操作所需的泵95來使太陽能熱流體在其間循環(huán)。此外，控制器20管理太陽能返回調(diào)節(jié)器94的操作以在輸入熱交換器44與太陽能熱系統(tǒng)16之間進(jìn)行連接，從而完成兩者之間的傳熱回路。
[0067]在非太陽能產(chǎn)生模式中，控制器20管理熱發(fā)電站10的操作，使得來自非太陽能熱系統(tǒng)18的加熱非太陽能熱流體對(duì)能量中心10的操作供應(yīng)熱能。特別來說，控制器20管理非太陽能熱調(diào)節(jié)器92的操作以在非太陽能熱系統(tǒng)18與蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26之間進(jìn)行連接，且操作所需的泵95來使非太陽能熱流體在其間循環(huán)，從而便于在兩者之間傳遞能量。此外，控制器20管理非太陽能返回調(diào)節(jié)器96的操作以在蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26與非太陽能熱系統(tǒng)18之間進(jìn)行連接，從而完成兩者之間的傳熱回路。
[0068]在非太陽能存儲(chǔ)模式中，控制器20管理熱發(fā)電站10的操作，使得來自非太陽能熱系統(tǒng)16的非太陽能熱流體提供熱能來存儲(chǔ)于儲(chǔ)熱系統(tǒng)14中。特別來說，控制器20管理非太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器92的操作以在非太陽能熱系統(tǒng)18與儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸入熱交換器44之間進(jìn)行連接，且操作所需的泵95來使非太陽能熱流體在其間循環(huán)。此外，控制器20管理非太陽能返回調(diào)節(jié)器96的操作以在輸入熱交換器44與非太陽能熱系統(tǒng)18之間進(jìn)行連接，從而完成傳熱回路22。
[0069]在來自存儲(chǔ)的產(chǎn)生模式中，控制器20管理熱發(fā)電站10的操作，使得儲(chǔ)熱系統(tǒng)14內(nèi)的加熱儲(chǔ)熱介質(zhì)對(duì)能量中心10的操作提供熱能。特別來說，控制器20管理儲(chǔ)熱系統(tǒng)14以上文描述的排能模式操作，且操作所需的泵95來使傳熱流體在儲(chǔ)熱系統(tǒng)14的輸出熱交換器38與能量中心10的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)26之間循環(huán)。
[0070]此外，應(yīng)了解，控制器20可以管理熱發(fā)電站10的操作，使得多個(gè)模式正同時(shí)操作。例如，控制器20可以管理太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器90的操作以將一部分太陽能熱流體選路到能量中心10，且將其一部分選路到儲(chǔ)熱系統(tǒng)12。從而，熱發(fā)電站10可以同時(shí)以太陽能產(chǎn)生和太陽能存儲(chǔ)模式操作。類似地，控制器20可以管理非太陽能供應(yīng)調(diào)節(jié)器94的操作以將一部分非太陽能熱流體選路到能量中心10，且將其一部分選路到儲(chǔ)熱系統(tǒng)12。從而，熱發(fā)電站10可以同時(shí)以非太陽能產(chǎn)生和太陽能存儲(chǔ)模式操作。此外，兩個(gè)或更多個(gè)太陽能產(chǎn)生、非太陽能產(chǎn)生和來自存儲(chǔ)的產(chǎn)生模式可以同時(shí)操作，且太陽能存儲(chǔ)和非太陽能存儲(chǔ)模式可以同時(shí)操作。應(yīng)了解，為了便于使兩個(gè)或更多個(gè)模式同時(shí)操作，可以對(duì)熱發(fā)電站10進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，并加以必要的變更。[0071]如圖9所示，可以提供一種可再生能源系統(tǒng)130，其與熱發(fā)電站10并行操作以將電提供給電網(wǎng)?？稍偕茉聪到y(tǒng)130包括用于利用可再生能源的一個(gè)或多個(gè)設(shè)施132。所述設(shè)施可以包括，但不限于風(fēng)力渦輪機(jī)、光伏打陣列、太陽能爐、水力發(fā)電站和/或地?zé)岚l(fā)電站。
[0072]本發(fā)明所公開的主題所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種變化、變動(dòng)和修改，并加以必要的變更。
【權(quán)利要求】
1.一種熱發(fā)電站，其包括: 能量中心，其包括被構(gòu)造來獲取熱能以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪和被構(gòu)造來將所述熱能供應(yīng)給所述渦輪的蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)(SGS)； 儲(chǔ)熱系統(tǒng)，其包括儲(chǔ)熱介質(zhì)(TSM)、可操作地連接到所述能量中心的所述SGS以將熱從所述TSM供應(yīng)給所述SGS的熱側(cè)和被構(gòu)造以便于將熱存儲(chǔ)到所述TSM的冷側(cè)； 太陽能熱系統(tǒng)，其包括太陽能熱流體(STF)和被構(gòu)造來利用撞擊的太陽輻射以加熱所述STF的聚集系統(tǒng)，所述太陽能熱系統(tǒng)可操作地連接到所述能量中心的所述SGS以將熱從所述STF供應(yīng)給所述SGS ； 非太陽能熱系統(tǒng)，其包括非太陽能熱流體(NSTF)和被構(gòu)造來加熱所述NSTF的非太陽能熱源，所述非太陽能熱系統(tǒng)可操作地連接到所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)的所述冷側(cè)以對(duì)其供熱；和 控制器，其被構(gòu)造來管理所述熱發(fā)電站的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱發(fā)電站，其中所述非太陽能熱系統(tǒng)還可操作地連接到所述能量中心的所述SGS以將熱從所述NSTF供應(yīng)給所述SGS。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱發(fā)電站，其中所述控制器被構(gòu)造來管理所述操作，使得熱從所述NSTF選擇性供應(yīng)給所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)的所述冷側(cè)或所述能量中心的所述SGS。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中所述控制器被構(gòu)造來管理所述操作，使得所述NSTF的所述熱的第一部分供應(yīng)給所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)的所述冷側(cè)，且所述NSTF的所述熱的第二部分供應(yīng)給所述能量中心的所述SGS。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中所述太陽能熱系統(tǒng)還可操作地連接到所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)的所述冷側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱發(fā)電站，其中所述控制器被構(gòu)造來管理所述操作，使得熱從所述STF選擇性供應(yīng)給所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)的所述冷側(cè)或所述能量中心的所述SGS。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6中任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中所述控制器被構(gòu)造來管理所述操作，使得所述STF的所述熱的第一部分供應(yīng)給所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)的所述冷側(cè)，且所述STF的所述熱的第二部分供應(yīng)給所述能量中心的所述SGS。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中: ?該儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱側(cè)包含一個(gè)儲(chǔ)熱槽，用于儲(chǔ)存加熱的TSM，以向所述能量中心的SGS供熱；而且 ?該儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)包含一個(gè)儲(chǔ)冷槽，用于供應(yīng)后儲(chǔ)存。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱發(fā)電站，其中該儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱側(cè)包含一個(gè)輸出熱交換器，設(shè)置用于引取自熱存儲(chǔ)槽的TSM熱傳遞，該儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷側(cè)包含一個(gè)輸入熱交換器，設(shè)置用于引取自冷存儲(chǔ)槽的TSM熱傳遞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9和10中任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中冷側(cè)加熱的TSM供應(yīng)給儲(chǔ)熱槽，在熱側(cè)內(nèi)供熱的TSM供應(yīng)給儲(chǔ)冷槽。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中TSM是溶鹽。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中該熱量中心包含一種工作液體，設(shè)置用于熱量從SGS傳遞到渦輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱發(fā)電站，其中該SGS包含一個(gè)或多個(gè)熱交換器，設(shè)置用于加熱該工作流體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12和13所述的熱發(fā)電站，其中該渦輪是蒸汽渦輪，該工作流體是水。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中所述非太陽能熱源是煤，所述非太陽能熱系統(tǒng)包括煤粉燃燒器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1和14任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中所述非太陽能熱源是核燃料，所述非太陽能熱系統(tǒng)包括核蒸汽產(chǎn)生器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1和14任一項(xiàng)所述的熱發(fā)電站，其中所述非太陽能熱源是天然氣。
18. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱發(fā)電站，其中該非太陽能熱源系統(tǒng)包含一個(gè)備有廢熱回收站的聯(lián)合循環(huán)燃?xì)鉁u輪發(fā)電站向所述的NSTF供熱。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK103485987SQ201210194467
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】A.戈德曼 申請(qǐng)人:光之源工業(yè)(以色列)有限公司