超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括依次相連的導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其改進(jìn)點(diǎn)在于，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)出來(lái)的水蒸汽通過二級(jí)過熱器系統(tǒng)進(jìn)行加熱后進(jìn)入所述蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用導(dǎo)熱油與水進(jìn)行熱量交換產(chǎn)生水蒸汽，并利用二級(jí)過熱器系統(tǒng)對(duì)該水蒸汽進(jìn)行二次過熱變成最高溫度可達(dá)600攝氏度的超溫度蒸汽，利用該超高溫蒸汽發(fā)電可顯著提交機(jī)組的工作效率，繼而提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于槽式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)技術(shù)概述如下。
[0003]目前共有兩種工藝方案:
[0004]第一種:集熱系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油的方案，槽式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是通過槽式拋物面的反射鏡將陽(yáng)光聚焦到集熱管上，將集熱管里的導(dǎo)熱油加熱到約398攝氏度，再通過換熱器將導(dǎo)熱油的熱量傳遞給水，將水加熱成蒸汽，約370攝氏度，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。
[0005]對(duì)于汽輪機(jī)，蒸汽的溫度越高、壓力越大，熱效率會(huì)越高。但是由于導(dǎo)熱油超過400攝氏度后，就會(huì)裂解變質(zhì)，因此集熱場(chǎng)產(chǎn)出的導(dǎo)熱油溫度必須低于400攝氏度。而水變成蒸汽是靠導(dǎo)熱油的熱量，因此蒸汽的溫度必然低于400攝氏度，一般設(shè)計(jì)上溫度取370攝氏度。汽輪機(jī)是亞臨界狀態(tài)，效率不高。
[0006]第二種:直接蒸汽發(fā)電(direct steam generat1n, DSG)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)不采用導(dǎo)熱油。水直接流入集熱系統(tǒng)。集熱系統(tǒng)直接將水加熱成蒸汽，該集熱系統(tǒng)包含預(yù)熱階段、蒸發(fā)階段、過熱階段。其顯著缺陷是在蒸發(fā)階段的集熱管中，水一邊流動(dòng)，一邊變成蒸汽，形成汽-水兩相流，引起管道振動(dòng)，且極難控制汽水系統(tǒng)的工藝參數(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于:導(dǎo)熱油自身不能加熱到400攝氏度，利用導(dǎo)熱油和水進(jìn)行換熱產(chǎn)生的水蒸氣溫度也不能超過400攝氏度，從而導(dǎo)致蒸汽發(fā)電效率低下。
[0008]本實(shí)用新型為解決以上問題所采用的技術(shù)方案為:超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括依次相連的導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)出來(lái)的水蒸汽通過二級(jí)過熱器系統(tǒng)進(jìn)行加熱后進(jìn)入所述蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
[0009]所述二級(jí)過熱器系統(tǒng)由若干個(gè)槽式太陽(yáng)能集熱器構(gòu)成。
[0010]所述若干個(gè)槽式太陽(yáng)能集熱器串聯(lián)設(shè)置。
[0011]包括儲(chǔ)熱系統(tǒng)，所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)與導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)連通。
[0012]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果如下所述。
[0013]1、本實(shí)用新型采用導(dǎo)熱油與水進(jìn)行熱量交換產(chǎn)生水蒸汽，并利用二級(jí)過熱器系統(tǒng)對(duì)該水蒸汽進(jìn)行二次過熱變成最高溫度可達(dá)600攝氏度的超溫度蒸汽，利用該超高溫蒸汽發(fā)電可顯著提交機(jī)組的工作效率，繼而提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
[0014]2、本實(shí)用新型還避免了在集熱管中出現(xiàn)汽-水兩相流的問題。由獨(dú)立的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)生蒸汽，由專門設(shè)置的二級(jí)過熱器系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)蒸汽二次過熱，從而避免了汽-水兩相流引起管道振動(dòng)，且極難控制汽水系統(tǒng)的工藝參數(shù)的問題。
[0015]3、該二級(jí)過熱器系統(tǒng)同樣采用槽式太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)高效，降低成本。
[0016]4、該二級(jí)過熱器系統(tǒng)可以設(shè)置多種連接方式，從而可以較大程度的控制超高溫水蒸氣的溫度，例如，可以增加槽式拋物面反射鏡的數(shù)量盡可能多的收集太陽(yáng)能加熱該水蒸氣。
[0017]5、在實(shí)際中可根據(jù)具體需求在該導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)中加入儲(chǔ)熱系統(tǒng)，當(dāng)導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)收集太陽(yáng)能效率較低時(shí)，可動(dòng)用儲(chǔ)熱系統(tǒng)中的能源加熱導(dǎo)熱油溫度用于蒸汽發(fā)電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1本實(shí)用新型超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖號(hào)說明:
[0020]I槽式拋物面反射鏡
[0021]2集熱管
[0022]3預(yù)熱器
[0023]4蒸發(fā)器
[0024]5 一級(jí)過熱器
[0025]6 二級(jí)過熱器
[0026]7汽輪機(jī)
[0027]8發(fā)電機(jī)
[0028]9凝汽器
[0029]10給水泵
[0030]11導(dǎo)熱油循環(huán)泵
[0031]12儲(chǔ)熱系統(tǒng)
[0032]13蒸汽管道
[0033]14給水管道。

【具體實(shí)施方式】
[0034]本實(shí)用新型的導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)包括槽式拋物面反射鏡I和集熱管2以及用做支架及跟蹤太陽(yáng)軌跡的裝置(圖示未顯示);蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括一級(jí)過熱器5、蒸發(fā)器4、預(yù)熱器3 ;蒸汽發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)7、發(fā)電機(jī)8、凝汽器9。
[0035]導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)中多個(gè)槽式拋物面反射鏡并列排列，在每一鏡面的聚焦點(diǎn)上都有集熱管，多個(gè)集熱管匯聚到一主管道上，通過導(dǎo)熱油循環(huán)泵11的作用實(shí)現(xiàn)集熱管里的導(dǎo)熱油循環(huán)往復(fù)收集太陽(yáng)能用于與水進(jìn)行換熱。
[0036]集熱管里的導(dǎo)熱油被太陽(yáng)能加熱至398攝氏度后，依次經(jīng)過一級(jí)過熱器5、蒸發(fā)器4以及預(yù)熱器3與水換熱，然后該集熱管里的導(dǎo)熱油溫度下降至約298攝氏度，該低溫的導(dǎo)熱油繼續(xù)在導(dǎo)熱油循環(huán)泵11的帶動(dòng)下進(jìn)入到導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)中進(jìn)行再次加熱，循環(huán)往復(fù)。
[0037]在給水泵10的作用下，水沿著給水管道14依次進(jìn)入到預(yù)熱器3、蒸發(fā)器4、一級(jí)過熱器5進(jìn)行加熱升溫汽化，導(dǎo)熱油的流向和水的流向正好相反，保證了水的充分汽化。
[0038]從一級(jí)過熱器5出來(lái)的水蒸氣大約為370攝氏度，該水蒸氣沿著蒸汽管道13進(jìn)入二級(jí)過熱器6進(jìn)行再次升溫，在該二級(jí)過熱器中流動(dòng)的是蒸汽，不存在汽-水兩相流的問題，不會(huì)發(fā)生管道振動(dòng)，該二級(jí)過熱器6同樣采用槽式拋物面反射鏡，多個(gè)槽式拋物面反射鏡串聯(lián)設(shè)定，運(yùn)送該水蒸氣的管道設(shè)置在所有該槽式拋物面反射鏡的聚焦線上，利用太陽(yáng)光再次加熱升溫，從該二級(jí)過熱器出來(lái)的水蒸氣最高溫度能達(dá)到600攝氏度，這種超高溫水蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī)7中做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電，之后降溫的水蒸氣進(jìn)入凝汽器9中進(jìn)入冷卻凝結(jié)為液態(tài)水，該液態(tài)水在給水泵10的作用下再次沿著給水管道14與集熱管2中的導(dǎo)熱油進(jìn)入換熱，循環(huán)往復(fù)換熱發(fā)電。
[0039]該儲(chǔ)熱系統(tǒng)12可根據(jù)實(shí)際需要決定是否需要，該儲(chǔ)熱系統(tǒng)12可以是熔鹽儲(chǔ)熱或其他方式均可，當(dāng)導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)收集太陽(yáng)能效率較低時(shí)，可動(dòng)用儲(chǔ)熱系統(tǒng)12中的能源加熱導(dǎo)熱油溫度用于蒸汽發(fā)電，該儲(chǔ)熱系統(tǒng)12與該導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)兩端的導(dǎo)熱油主管道連通，方便可拆卸，可根據(jù)需要靈活設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括依次相連的導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)出來(lái)的水蒸汽通過二級(jí)過熱器系統(tǒng)進(jìn)行加熱后進(jìn)入所述蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)過熱器系統(tǒng)由若干個(gè)槽式太陽(yáng)能集熱器構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述若干個(gè)槽式太陽(yáng)能集熱器串聯(lián)設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的超高溫槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括儲(chǔ)熱系統(tǒng)，所述儲(chǔ)熱系統(tǒng)與導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)連通。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK204200498SQ201420686113
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】任要中 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司