采用多種傳熱工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及采用多種傳熱工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)具有寬泛的溫場(chǎng)與能場(chǎng)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(zhǎng)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(yáng)能用途開(kāi)發(fā)。因此，塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)是一種極具價(jià)值潛力的太陽(yáng)能多元化利用平臺(tái)。
[0003]曾先后有許多發(fā)達(dá)國(guó)家，開(kāi)展過(guò)塔式太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)研宄。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(guò)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(wú)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(chǎng)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(chǎng)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電成本居高不下，離市場(chǎng)化要求仍有較大的距離。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)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)電的采用多種傳熱工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]構(gòu)造一種采用多種傳熱工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括:用于收集太陽(yáng)熱能的太陽(yáng)能集熱裝置，與所述太陽(yáng)能集熱裝置連接、用于產(chǎn)生過(guò)熱飽和蒸汽的換熱器，和與所述換熱器連接、用于將所述過(guò)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(yáng)能集熱裝置包括多個(gè)具有收集太陽(yáng)熱能的塔式光熱模塊；多個(gè)所述塔式光熱模塊中包括采用集中儲(chǔ)熱的A類(lèi)塔式光熱模塊和采用分布式儲(chǔ)熱的B類(lèi)塔式光熱模塊；所述B類(lèi)塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質(zhì)，所述A類(lèi)塔式光熱模塊采用熔鹽或蒸汽作為熱工質(zhì)。
[0007]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所有A類(lèi)塔式光熱模塊都采用熔鹽作為熱工質(zhì)，所述A類(lèi)塔式光熱模塊與所述B類(lèi)塔式光熱模塊之間串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0008]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，一部分所述A類(lèi)塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質(zhì)，另一部分所述A類(lèi)塔式光熱模塊采用蒸汽作為熱工質(zhì)。
[0009]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，采用熔鹽作為熱工質(zhì)的所述A類(lèi)塔式光熱模塊與采用蒸汽作為熱工質(zhì)的所述A類(lèi)塔式光熱模塊之間全部并聯(lián)連接，所述A類(lèi)塔式光熱模塊與所述B類(lèi)塔式光熱模塊之間并聯(lián)連接。
[0010]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述A類(lèi)塔式光熱模塊包括用于聚焦陽(yáng)光的第一定日鏡和設(shè)置有第一集熱器的第一光熱塔；
[0011]多個(gè)所述A類(lèi)塔式光熱模塊共同通過(guò)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。
[0012]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述B類(lèi)塔式光熱模塊包括用于聚焦陽(yáng)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。
[0013]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)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(lèi)塔式光熱模塊包含一個(gè)所述子換熱器。
[0014]本實(shí)用新型所述的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述B類(lèi)塔式光熱模塊的所述子換熱器共同通過(guò)一個(gè)用于存儲(chǔ)過(guò)飽和熱蒸汽的高溫蒸汽儲(chǔ)熱裝置與所述熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置連接。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:通過(guò)采用集中儲(chǔ)熱的A類(lèi)塔式光熱模塊和采用分布式儲(chǔ)熱的B類(lèi)塔式光熱模塊，使得塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)夜晚用電及用熱、用汽需求設(shè)計(jì)熱能儲(chǔ)存量，在夜晚的時(shí)候可將不帶儲(chǔ)能的水蒸氣存放在蒸汽儲(chǔ)缸中，將帶儲(chǔ)能的模塊通過(guò)參數(shù)需要，實(shí)現(xiàn)供電、供熱、供汽，有效利用能源；而且該系統(tǒng)同時(shí)具有模塊化太陽(yáng)能集熱裝置，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(jiǎn)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。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的同時(shí)包含A類(lèi)塔式光熱模塊和B類(lèi)塔式光熱模塊的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖一；
[0018]圖2是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的同時(shí)包含A類(lèi)塔式光熱模塊和B類(lèi)塔式光熱模塊的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖二 ；
[0019]圖3是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的單個(gè)A類(lèi)塔式光熱模塊原理示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的單個(gè)B類(lèi)塔式光熱模塊原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的采用多種傳熱工質(zhì)的塔式太陽(yáng)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(yáng)熱能的太陽(yáng)能集熱裝置，與太陽(yáng)能集熱裝置連接、用于產(chǎn)生過(guò)熱飽和蒸汽的換熱器，和與換熱器連接、用于將過(guò)熱飽和蒸汽轉(zhuǎn)換成電能的熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置24 ;太陽(yáng)能集熱裝置包括多個(gè)具有收集太陽(yáng)熱能的塔式光熱模塊11、12 ;且多個(gè)塔式光熱模塊中包括采用集中儲(chǔ)熱的A類(lèi)塔式光熱模塊和采用分布式儲(chǔ)熱的B類(lèi)塔式光熱模塊；B類(lèi)塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質(zhì)，A類(lèi)塔式光熱模塊采用熔鹽或蒸汽作為熱工質(zhì)。這樣塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)夜晚用電需求設(shè)計(jì)熱能儲(chǔ)存量，在夜晚的時(shí)候可將不帶儲(chǔ)能的水蒸氣存放在蒸汽儲(chǔ)缸中，以減少夜晚的保溫能耗。而且，通過(guò)采用具有模塊化太陽(yáng)能集熱裝置的塔式太陽(yáng)能光熱發(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(jiǎn)化電站建設(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。
[0022]同時(shí)，采用上述塔式太陽(yáng)能光熱發(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(wú)論哪一部分出現(xiàn)問(wèn)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(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)后，單塔出現(xiàn)問(wèn)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，采用上述塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，還可以提高定日鏡鏡場(chǎng)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(chǎng)離塔頂?shù)木嚯x非常遠(yuǎn)，效率很低，當(dāng)采用塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)后，可以減小鏡場(chǎng)離塔頂?shù)木嚯x，提高鏡場(chǎng)的效率，減小鏡場(chǎng)面積和投資。
[0023]上述實(shí)施例中，塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置24優(yōu)選為汽輪發(fā)電機(jī)組，具體型號(hào)不限。
[0024]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，如圖1、圖2和圖3所示，構(gòu)成上述塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的太陽(yáng)能集熱裝置的多個(gè)塔式光熱模塊11、12中包括:A類(lèi)塔式光熱模塊11。其中，每個(gè)A類(lèi)塔式光熱模塊11包括用于聚焦陽(yáng)光的第一定日鏡111和設(shè)置有第一集熱器(未圖示)的第一光熱塔112 ;多個(gè)A類(lèi)塔式光熱模塊11共同通過(guò)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。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，上述A類(lèi)塔式光熱模塊11工作流程為:由第一定日鏡111反射陽(yáng)光、聚焦陽(yáng)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(lèi)塔式光熱模塊11的第一集熱器中被加熱熱工質(zhì)熱能儲(chǔ)存于共同的集中式儲(chǔ)熱單元113中，儲(chǔ)存的熱能通過(guò)換熱器22產(chǎn)生過(guò)熱飽和蒸汽，以推動(dòng)熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置24發(fā)電。
[0026]優(yōu)選地，如圖1所示，上述換熱器與A類(lèi)塔式光熱模塊11的光熱塔之間還連接有低溫蒸汽儲(chǔ)熱裝置23，經(jīng)換熱器22換熱后的熱工質(zhì)再被泵到第一光熱塔112塔頂加熱，以進(jìn)行循環(huán)利用。
[0027]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，如圖1、圖2和圖4所示，構(gòu)成上述塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的太陽(yáng)能集熱裝置的多個(gè)塔式光熱模塊11、12中同時(shí)還包括:B類(lèi)塔式光熱模塊12。其中，每個(gè)B類(lèi)塔式光熱模塊12包括用于聚焦陽(yáng)光的第二定日鏡121、設(shè)置有第二集熱器的第二光熱塔122，和與第二光熱塔122連接、用于存儲(chǔ)第二集熱器中被加熱熱工質(zhì)熱能的分布式儲(chǔ)熱單元124。
[0028]S卩，上述A類(lèi)塔式光熱模塊11是不單獨(dú)帶儲(chǔ)熱單元的光熱模塊，只是通過(guò)采用一個(gè)集中式儲(chǔ)熱單元113實(shí)現(xiàn)集中式儲(chǔ)熱；B類(lèi)塔式光熱模塊12是單獨(dú)帶分布式儲(chǔ)熱單元124的光熱模塊。
[0029]優(yōu)選地，如圖4所示，上述實(shí)施例中，每個(gè)B類(lèi)塔式光熱模塊12均連接一個(gè)子換熱器123