本實(shí)用新型屬于太陽能光熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種塔式碟式聯(lián)合太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能是一種取之不竭、清潔的可再生能源，利用太陽能發(fā)電是開拓新能源和保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排的有效途徑。目前，較為成熟的太陽能發(fā)電技術(shù)是太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電。太陽能光熱發(fā)電技術(shù)又分為塔式太陽能光熱發(fā)電、槽式太陽能光熱發(fā)電和碟式太陽能光熱發(fā)電。

塔式太陽能光熱發(fā)電和碟式太陽能光熱發(fā)電是目前太陽能光熱發(fā)電主要包含的形式之一。塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)利用定日鏡將太陽光聚集到位于塔頂處的集熱器，對集熱器中流動的流體進(jìn)行加熱，流體達(dá)到一定溫度后進(jìn)入高溫?zé)峁拗写鎯?，位于熱罐頂部的熱鹽泵將高溫熔鹽輸送至蒸汽發(fā)生系統(tǒng)使水變?yōu)檎羝笸苿诱羝啓C(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；放熱冷卻后的熔鹽進(jìn)入低溫冷罐中由冷鹽泵輸送至塔頂集熱器吸收太陽輻照進(jìn)行加熱。正常工作情況下，冷鹽泵流量高于熱鹽泵流量，熱罐中存儲的多余熱量用于太陽能輻射不充足或是夜間可以繼續(xù)提供發(fā)電所需的熱量。

碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)是利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，將入射陽光聚集在焦點(diǎn)上，放置在焦點(diǎn)處的太陽能接收器收集較高溫度的熱能，加熱工質(zhì)以驅(qū)動斯特林機(jī)帶動發(fā)動機(jī)，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)主要由跟蹤系統(tǒng)和斯特林機(jī)組成，跟蹤系統(tǒng)使碟盤隨時對準(zhǔn)太陽，將太陽輻射反射聚集到焦點(diǎn)處為斯特林機(jī)的運(yùn)行提供高溫?zé)嵩?，斯特林機(jī)運(yùn)行帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

對于發(fā)電效率而言，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)全年平均光電轉(zhuǎn)換效率低于碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。對于系統(tǒng)規(guī)模而言，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)主要包含鏡場集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)和常規(guī)島發(fā)電系統(tǒng)等子系統(tǒng)，整體龐大而復(fù)雜；碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)采用多個單元模塊，整體運(yùn)行簡單且規(guī)?？纱罂尚〔⑦m合分布式發(fā)電。對于耗水量，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)采用的蒸汽郎肯循環(huán)的單位發(fā)電量的耗水量明顯高于碟式系統(tǒng)。對于儲能，碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)不能儲能，無法實(shí)現(xiàn)全天24h持續(xù)供應(yīng)電力。

塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的定日鏡將太陽光線反射到塔頂?shù)奈鼰崞?，其法向與太陽光線都會存在一個夾角，導(dǎo)致太陽輻射的實(shí)際利用降低，而碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)隨時正對太陽輻射，不存在此問題。目前塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)商業(yè)化電站中較常采用的傳熱流體為熔鹽，其達(dá)到的最高溫度一般為565℃，發(fā)電部分為蒸汽朗肯循環(huán)，如果采用水冷卻，冷卻溫度更低，循環(huán)效率相對空氣冷卻更高，但是在太陽能輻射資源較好的地區(qū)通常水資源比較缺乏，而水冷卻耗水量較大；如果采用空氣冷卻雖然耗水量小，但是循環(huán)效率比水冷卻低，且空氣冷卻系統(tǒng)的投資比水冷卻要高。斯特林機(jī)吸熱溫度高，放熱溫度低，循環(huán)熱效率高于朗肯循環(huán)，且碟式太陽輻射利用率高于塔式，所以全年平均的光電效率，碟式高于塔式，且水消耗量非常低，但是碟式系統(tǒng)吸收的熱量不能存儲，無法實(shí)現(xiàn)全天24h連續(xù)運(yùn)行發(fā)電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型目的在于提供一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：一種塔式碟式聯(lián)合太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括與電網(wǎng)電連接的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)和碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)；所述塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括定日鏡陣列、塔式吸熱器、冷罐、熱罐、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)；所述定日鏡陣列的定日鏡的鏡面朝向所述塔式吸熱器設(shè)置，所述塔式吸熱器的出口通過管路與所述熱罐的進(jìn)口連通，所述熱罐的出口通過第一管路與所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的熔鹽管路的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的熔鹽管路的出口通過管路與冷罐的進(jìn)口連通，所述冷罐的出口通過第二管路與塔式吸熱器的進(jìn)口連通；所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的水管路的過熱蒸汽出口端通過管路與蒸汽輪機(jī)的進(jìn)口端連通，所述蒸汽輪機(jī)的出口端通過管路與冷卻系統(tǒng)的進(jìn)口連通，所述冷卻系統(tǒng)的出口通過第三管路與蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的水管路的冷卻水進(jìn)口端連通；所述蒸汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)傳動連接。

優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述定日鏡陣列由多個定日鏡構(gòu)成。

優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)由多個碟式太陽能光熱發(fā)電裝置串聯(lián)或/和并聯(lián)構(gòu)成。

優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述第一管路上設(shè)有熱鹽泵，所述第二管路上設(shè)有冷鹽泵，所述第三管路上設(shè)有給水泵。

優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70%；所述塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量與總裝機(jī)容量相等。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本實(shí)用新型的總光電效率提升，碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的光電效率高于塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)；整體單位發(fā)電量耗水量減小，碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)單位發(fā)電耗水量遠(yuǎn)低于塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)24h連續(xù)發(fā)電，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的儲熱系統(tǒng)可以存儲太陽輻射充足時塔式定日鏡陣列收集的多余熱能，供夜間繼續(xù)發(fā)電。

2、本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)調(diào)峰，正常工況下，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)工作在非滿負(fù)荷狀態(tài)，當(dāng)用電高峰期時，發(fā)電機(jī)可以進(jìn)一步提升輸出功率，加上碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的電輸出功率，以滿足更高功率的用電需求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型示意圖。

以上附圖中，1、定日鏡；2、冷罐；3、熱罐；4、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)；5、冷卻系統(tǒng)；6、蒸汽輪機(jī)；7、發(fā)電機(jī)；8、熱鹽泵；9、冷鹽泵；10、給水泵；11、碟式太陽能光熱發(fā)電裝置；12、塔式吸熱器。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。

如圖1所示，一種塔式碟式聯(lián)合太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括與電網(wǎng)電連接的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)和碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)；所述塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括定日鏡陣列、塔式吸熱器12、冷罐2、熱罐3、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)4、冷卻系統(tǒng)5、蒸汽輪機(jī)6和發(fā)電機(jī)7；所述定日鏡陣列的定日鏡1的鏡面朝向所述塔式吸熱器設(shè)置，所述塔式吸熱器的出口通過管路與所述熱罐的進(jìn)口連通，所述熱罐的出口通過第一管路與所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的熔鹽管路的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的熔鹽管路的出口通過管路與冷罐的進(jìn)口連通，所述冷罐的出口通過第二管路與塔式吸熱器的進(jìn)口連通；所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的水管路的過熱蒸汽出口端通過管路與蒸汽輪機(jī)的進(jìn)口端連通，所述蒸汽輪機(jī)的出口端通過管路與冷卻系統(tǒng)的進(jìn)口連通，所述冷卻系統(tǒng)的出口通過第三管路與蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的水管路的冷卻水進(jìn)口端連通；所述蒸汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)傳動連接。蒸汽發(fā)生系統(tǒng)4內(nèi)設(shè)有相對獨(dú)立的熔鹽管路和水管路，熔鹽管路內(nèi)的介質(zhì)熔鹽和水管路內(nèi)的介質(zhì)水在蒸汽發(fā)生系統(tǒng)4進(jìn)行熱交換。

優(yōu)選的實(shí)施方式為：所述定日鏡陣列由多個定日鏡構(gòu)成。

優(yōu)選的實(shí)施方式為：所述碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)由多個碟式太陽能光熱發(fā)電裝置11串聯(lián)或/和并聯(lián)構(gòu)成。

優(yōu)選的實(shí)施方式為：所述第一管路上設(shè)有熱鹽泵8，所述第二管路上設(shè)有冷鹽泵9，所述第三管路上設(shè)有給水泵10。

優(yōu)選的實(shí)施方式為：所述碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70%；所述塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量與總裝機(jī)容量相等。

碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70%，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量與總裝機(jī)容量相等。以50MW裝機(jī)容量為例， 碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量為35MW，塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量為50MW。正常工作狀態(tài)下，冷鹽泵將冷罐中的低溫熔鹽運(yùn)送至塔式吸熱器吸收太陽輻射后溫度升高進(jìn)入熱罐中存儲，熱鹽泵將熱罐中高溫熔鹽運(yùn)送至蒸汽發(fā)生系統(tǒng)將水加熱為過熱蒸汽，過熱蒸汽推動蒸汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)斯特林機(jī)直接吸收太陽輻射帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。當(dāng)太陽輻射強(qiáng)烈時，控制系統(tǒng)監(jiān)測到碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)總輸出電功率升高，通過降低熱鹽泵和給水泵的流量，以降低進(jìn)入蒸汽輪機(jī)的過熱蒸汽流量，減小發(fā)電機(jī)的功率輸出；當(dāng)太陽輻射減弱時，控制系統(tǒng)監(jiān)測到碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)總輸出電功率降低，通過提高熱鹽泵和給水泵的流量，以提高進(jìn)入蒸汽輪機(jī)的過熱蒸汽流量，提高發(fā)電機(jī)的功率輸出，使發(fā)電機(jī)輸出功率+碟式總輸出功率接近額定50MW。在用電高峰期，可以進(jìn)一步提高發(fā)電機(jī)功率輸出已滿足更高功率的用電需求。在夜間，控制系統(tǒng)監(jiān)測到碟式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)沒有電功率輸出時，熱鹽泵和給水泵工作將在額定狀態(tài)工作，使用白天存儲在熱罐中高溫熔鹽提供汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)需要的熱量，使發(fā)電機(jī)工作在額定狀態(tài)。如果需要延長夜間的供電小時數(shù)，可以降低熱鹽泵和給水泵的流量，從而降低發(fā)電機(jī)的輸出功率。

傳統(tǒng)的碟式系統(tǒng)，總電輸出功率隨著太陽輻射降低而降低，當(dāng)太陽輻射高于額定輻射值時，碟式系統(tǒng)總輸出功率高于額定總功率，通過使部分碟盤處于背光位置，降低總輸出功率的同時也造成部分光能的浪費(fèi)。本專利的碟式系統(tǒng)總設(shè)計(jì)功率為總裝機(jī)額定功率的70%，所以不會有傳統(tǒng)碟式系統(tǒng)部分碟盤背光造成的光能浪費(fèi)。

傳統(tǒng)的碟式系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能不能存儲，在夜間無法提供電力輸出。本專利將塔式系統(tǒng)和碟式系統(tǒng)結(jié)合，在夜間利用塔式系統(tǒng)白天存儲在高溫熔鹽中的熱量，提供汽輪機(jī)運(yùn)行所需的熱源，帶動發(fā)電機(jī)繼續(xù)輸出電能。

傳統(tǒng)的塔式系統(tǒng)，在太陽輻射充足時，通過調(diào)整冷鹽泵流量，來調(diào)整進(jìn)入到熱罐中的熔鹽流量和溫度，以及調(diào)整熱鹽泵和給水泵流量來調(diào)整進(jìn)入汽輪機(jī)的過熱蒸汽參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)輸出電能的同時存儲熱量。但受到汽輪機(jī)限制，當(dāng)用電高峰時，無法提供更高功率的電能輸出。當(dāng)太陽輻射不充足時，難以實(shí)現(xiàn)在對外額定輸出電能。本專利，將塔式系統(tǒng)和碟式相結(jié)合，根據(jù)碟式系統(tǒng)實(shí)際輸出的電功率，通過調(diào)整塔式系統(tǒng)中的熱鹽泵和給水泵來調(diào)整進(jìn)入汽輪機(jī)中的過熱蒸汽參數(shù)，進(jìn)而調(diào)整塔式系統(tǒng)發(fā)電機(jī)功率輸出，使總功率輸出維持在額定狀態(tài)。因?yàn)榇藭r汽輪機(jī)工作在非滿負(fù)荷狀態(tài)，當(dāng)用電高峰時期，汽輪機(jī)發(fā)電功率可以進(jìn)一步提升，此時塔式系統(tǒng)+碟式系統(tǒng)輸出的總電功率可以滿足用電高峰期的用電需求，達(dá)到調(diào)峰目的。

上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。