塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)具有寬泛的溫場與能場匹配設(shè)定、聚光比大、聚焦溫度高、能流密度大、熱工轉(zhuǎn)換效率高、應(yīng)用范圍廣等等優(yōu)長特點(diǎn)，可進(jìn)行大規(guī)模:光熱發(fā)電、水制氫、海水淡化、金屬冶煉等眾多太陽能用途開發(fā)。因此，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)是一種極具價(jià)值潛力的太陽能多元化利用平臺(tái)。
[0003]曾先后有許多發(fā)達(dá)國家，開展過塔式太陽能發(fā)電技術(shù)研究。然而至今該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展仍受到諸多阻困，其原因主要有兩點(diǎn):一是定日鏡跟蹤成本過高，這是由于遠(yuǎn)距離跟蹤的精度要求極高，必須達(dá)到齒輪無間隙傳動(dòng)，由此所引起的苛刻制作是推高跟蹤成本的原因；二是發(fā)電規(guī)模太小，發(fā)電擴(kuò)容受到極大限制，由于塔式發(fā)電規(guī)模取決于定日鏡場規(guī)模，光熱發(fā)電規(guī)模越大，成本下降空間越大，但是當(dāng)定日鏡場規(guī)模擴(kuò)大到一定程度之后，其整體效率呈現(xiàn)銳減下降趨勢(shì)。因此，目前的塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電成本居高不下，離市場化要求仍有較大的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可持續(xù)、穩(wěn)定、高效發(fā)電的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]構(gòu)造一種塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括:用于收集太陽熱能的太陽能集熱裝置，與所述太陽能集熱裝置連接、用于產(chǎn)生過熱飽和蒸汽的換熱器，和與所述換熱器連接、用于將所述過熱飽和蒸汽轉(zhuǎn)換成電能的熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置；其中，所述太陽能集熱裝置包括多個(gè)具有收集太陽熱能的塔式光熱模塊；所述熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置至少包括一個(gè)發(fā)電機(jī)組，至少有兩個(gè)所述塔式光熱模塊共用一個(gè)所述發(fā)電機(jī)組。
[0007]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置只包括一個(gè)所述發(fā)電機(jī)組。
[0008]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，多個(gè)所述塔式光熱模塊中包括帶集中式儲(chǔ)熱的A類塔式光熱模塊，所述A類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接，再與所述發(fā)電機(jī)組連接；
[0009]或者，多個(gè)所述塔式光熱模塊中包括帶分布式儲(chǔ)熱的B類塔式光熱模塊，所述B類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接，再與所述發(fā)電機(jī)組連接；
[0010]或者，多個(gè)所述塔式光熱模塊中同時(shí)包括帶集中式儲(chǔ)熱的A類塔式光熱模塊和帶分布式儲(chǔ)熱的B類塔式光熱模塊；
[0011 ] 其中，所述A類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接后再與所述發(fā)電機(jī)組連接，所述B類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接后再與所述發(fā)電機(jī)組連接。
[0012]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置包括多個(gè)發(fā)電機(jī)組。
[0013]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，單個(gè)所述塔式光熱模塊發(fā)電功率為15-25MW，四個(gè)所述塔式光熱模塊共用一個(gè)50MW的所述發(fā)電機(jī)組。
[0014]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置包括兩個(gè)所述發(fā)電機(jī)組，兩個(gè)所述發(fā)電機(jī)組并聯(lián)連接。
[0015]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，多個(gè)所述塔式光熱模塊同時(shí)包括帶集中式儲(chǔ)熱的A類塔式光熱模塊和帶分布式儲(chǔ)熱的B類塔式光熱模塊；
[0016]全部的所述A類塔式光熱模塊共連接至一個(gè)所述發(fā)電機(jī)組，全部的所述B類塔式光熱模塊共連接至另一個(gè)所述發(fā)電機(jī)組。
[0017]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述A類塔式光熱模塊包括用于聚焦陽光的第一定日鏡和設(shè)置有第一集熱器的第一光熱塔；
[0018]多個(gè)所述A類塔式光熱模塊共同通過一個(gè)用于儲(chǔ)存所述第一集熱器中被加熱熱工質(zhì)熱能的集中式儲(chǔ)熱單元與所述換熱器連接。
[0019]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述B類塔式光熱模塊包括用于聚焦陽光的第二定日鏡，以及包括設(shè)置有第二集熱器的第二光熱塔，還包括與所述第二光熱塔連接、用于存儲(chǔ)所述第二集熱器中被加熱熱工質(zhì)熱能的分布式儲(chǔ)熱單元。
[0020]本發(fā)明所述的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述換熱器包括多個(gè)子換熱器，每個(gè)所述B類塔式光熱模塊包含一個(gè)所述子換熱器；
[0021]每個(gè)所述B類塔式光熱模塊的所述子換熱器共同通過一個(gè)用于存儲(chǔ)過飽和熱蒸汽的高溫蒸汽儲(chǔ)熱裝置與所述發(fā)電機(jī)組連接。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:采用一個(gè)發(fā)電機(jī)組可以減少建設(shè)成本，采用多個(gè)發(fā)電機(jī)組可以縮短各單塔之間的輸送管路，減少白天的散熱以及夜晚的保溫能耗，大大提高發(fā)電效率，還能提高發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性；且本發(fā)明通過采用具有模塊化太陽能集熱裝置的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可以簡化電站建設(shè)流程，減少建設(shè)工期，更可以減少電站設(shè)計(jì)投資成本，還能提高鏡場的效率，而且當(dāng)其中一個(gè)單塔出現(xiàn)問題時(shí)，不會(huì)影響到其他塔式光熱模塊的工作狀態(tài)，保證了整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0023]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的包含A類塔式光熱模塊的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的包含B類塔式光熱模塊的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的單個(gè)B類塔式光熱模塊原理示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例的同時(shí)包含A類塔式光熱模塊和B類塔式光熱模塊的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施例的采用兩個(gè)發(fā)電機(jī)組的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理
示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明較佳實(shí)施例的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理如圖1和圖2所示，包括:用于收集太陽熱能的太陽能集熱裝置，與太陽能集熱裝置連接、用于產(chǎn)生過熱飽和蒸汽的換熱器，和與換熱器連接、用于將過熱飽和蒸汽轉(zhuǎn)換成電能的熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置24;太陽能集熱裝置包括多個(gè)具有收集太陽熱能的塔式光熱模塊11、12 ;熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置包括一個(gè)發(fā)電機(jī)組，至少有兩個(gè)塔式光熱模塊共用一個(gè)發(fā)電機(jī)組。通過采用具有模塊化太陽能集熱裝置的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)(以下簡稱模塊化太陽能發(fā)電系統(tǒng))，當(dāng)再建設(shè)大型光熱電站時(shí)，只需將塔式光熱模塊復(fù)制，可以簡化建設(shè)流程，減少建設(shè)工期，更可以減少發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)投資成本。
[0030]同時(shí)，采用上述模塊化太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還可以增加整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。如果是單塔的光熱電站，無論哪一部分出現(xiàn)問題，整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會(huì)受到影響，當(dāng)采用模塊化太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)后，單塔出現(xiàn)問題不會(huì)影響到其他模塊的工作狀態(tài)，保證了整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性。另外，采用上述模塊化太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還可以提高定日鏡鏡場的效率。如果是大型的單塔光熱發(fā)電系統(tǒng)，遠(yuǎn)端的鏡場離塔頂?shù)木嚯x非常遠(yuǎn)，效率很低，當(dāng)采用模塊化太陽能發(fā)電系統(tǒng)后，可以減小鏡場離塔頂?shù)木嚯x，提高鏡場的效率，減小鏡場面積和投資。
[0031]上述實(shí)施例中，模塊化太陽能發(fā)電系統(tǒng)的熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置24的發(fā)電機(jī)組優(yōu)選為汽輪發(fā)電機(jī)組，具體型號(hào)不限。熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置可以只包括一個(gè)發(fā)電機(jī)組，如圖1所示，或者包括多個(gè)發(fā)電機(jī)組，如圖5所示。
[0032]優(yōu)選地，當(dāng)熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置只包括一個(gè)發(fā)電機(jī)組，如圖1所示，上述多個(gè)塔式光熱模塊11、12中包括帶集中式儲(chǔ)熱的A類塔式光熱模塊，A類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接，再與該唯一的發(fā)電機(jī)組連接。
[0033]優(yōu)選地，當(dāng)熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置只包括一個(gè)發(fā)電機(jī)組，如圖1所示，上述多個(gè)塔式光熱模塊11、12中包括帶分布式儲(chǔ)熱的B類塔式光熱模塊，B類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接，再與該唯一的發(fā)電機(jī)組連接。
[0034]優(yōu)選地，當(dāng)熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置只包括一個(gè)發(fā)電機(jī)組，如圖1所示，上述多個(gè)塔式光熱模塊11、12中同時(shí)包括帶集中式儲(chǔ)熱的A類塔式光熱模塊和帶分布式儲(chǔ)熱的B類塔式光熱模塊；其中，A類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接再與該唯一的發(fā)電機(jī)組連接，B類塔式光熱模塊全部串聯(lián)連接再與該唯一的發(fā)電機(jī)組連接。
[0035]當(dāng)熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置包括多個(gè)發(fā)電機(jī)組時(shí)，發(fā)電機(jī)組數(shù)量可以根據(jù)具體情況決定，發(fā)電機(jī)組與塔式光熱模塊之間的連接方式也可根據(jù)具體情況決定，在此不作限制。
[0036]上述塔式光熱模塊11、12發(fā)電功率優(yōu)選為15-25MW，由于塔式光熱電站占地面積較大，如果光熱電站規(guī)模較大，需要多個(gè)塔才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，假如采用一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，各單塔間形成的輸送管路較長，這就增加了散熱以及夜晚的保溫能耗，采用多個(gè)發(fā)電機(jī)組可以縮短各單塔之間的輸送管路，減少白天的散熱以及夜晚的保溫能耗，大大提高發(fā)電效率，還能提高發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0037]上述實(shí)施例中，優(yōu)選地，以50MW為模塊，共用一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，即四個(gè)塔式光熱模塊11、12共用一臺(tái)50MW的發(fā)電機(jī)組，其中兩個(gè)塔式光熱模塊11、12用于白天發(fā)電，另外兩個(gè)塔式光熱模塊11、12用于儲(chǔ)能。這樣減少了管理輸送的散熱能耗，也能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證單個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)電站的運(yùn)行不受影響。
[0038]優(yōu)選地，上述熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置包括兩個(gè)并聯(lián)連接的發(fā)電機(jī)組，如圖5所示。多個(gè)塔式光熱模塊同時(shí)包括帶集中式儲(chǔ)熱的A類塔式光熱模塊和帶分布式儲(chǔ)熱的B類塔式光熱模塊；全部的A類塔式光熱模塊共連接至一個(gè)發(fā)電機(jī)組，全部的B類塔式光熱模塊共連接至另一個(gè)發(fā)電機(jī)組。
[0039]上述各實(shí)施例中，A類塔式光熱模塊11包括:用于聚焦陽光的第一定日鏡111和設(shè)置有第一集熱器的第一光熱塔112 ;多個(gè)A類塔式光熱模塊11共同通過一個(gè)用于儲(chǔ)存第一集熱器中被加熱熱工質(zhì)熱能的集中式儲(chǔ)熱單元113與換熱器22連接。
[0040]請(qǐng)參閱圖1，上述A類塔式光熱模塊11工作流程為:由第一定日鏡111反射陽光、聚焦陽光并加熱第一光熱塔112塔頂?shù)谝患療崞髦械臒峁べ|(zhì)，所有A類塔式光熱模塊1