太阳能高温热能输出系统技术方案

本实用新型专利技术属于能源领域，涉及太阳能聚光集热系统，特别涉及熔盐线性菲涅尔式太阳能高温热源输出系统。一种太阳能高温热能系统，其主要特点在于所述的太阳能集热系统的输出端与所述的储热系统的熔盐炉的输出端通过管道连接到热盐罐输入端；热盐罐的输出端通过管道连接过热器的输入端和蒸发器的内管输入端；过热器的输出端与熔盐炉的输出端通过管道连接到熔盐炉的输入端；蒸发器的内管输入端通过管道连接到预热器的输入端；预热器的输出端、冷盐罐的输入端分别与熔盐炉的输出端连通：冷盐罐的输出端、熔盐炉的输入端均与太阳能集热系统的输入端连通；进水管与预热器的内管输入端连通，预热器的内管输出端连通蒸发器的输入端，蒸发器的输出端连通过热器的内管输入端，过热器的内管输出端连通蒸汽管道。优点是，线性菲涅尔系统可以通过改进一次反射镜的镜场布置，聚光比为＞100×，如此可以使得集热的系统温度升高到550℃左右。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于能源领域，涉及太阳能聚光集热系统，特别涉及熔盐线性菲涅尔 式太阳能高温热源输出系统。
技术介绍
随着我国经济总量跃居世界第二，能源消耗总量也持续大幅度增长，我国能源存 在严重的结构性危机，未来能源安全形势严峻；资源环境瓶颈约束更加突出；节能减排难 度不断增大；国际上围绕能源安全和气候变化的博弈更加激烈；全球范围内绿色经济、低 碳技术正在兴起，抢占未来发展新兴产业制高点的竞争日趋激烈。 太阳能是优质的可再生能源之一，太阳到达地球表面的辐照总量极大，取之不尽， 用之不竭，仅甘肃太阳能资源就达72万亿千瓦，同时太阳能也是任何国家都不可能垄断的 绿色能源。尽管太阳能总量极大，但是照到地面单位面积上的能流密度很低，导致直接规模 化利用时效率低，因此提高太阳能利用率最有效的技术路线是先聚光再利用。根据聚光方 式不同，聚光类太阳能热发电技术包括：塔式太阳能热发电；槽式太阳能热发电；碟式太阳 能热发电以及线性菲涅尔式太阳能热发电。 太阳能集热发电4种方式各有优缺点：塔式效率高，一次性投入大；槽式成本低， 但相对塔式和碟式效率低；碟式单机可标准化生产，但规模很难做大；线性菲涅尔年效率 居中，占地较小，抗风沙能力强，建设成本低，适合我国西部环境，技术风险较低。4种方式性 能对比参考见表1，该数据是西班牙政府所属太阳能研宄中心PSA的总结结果。 表1不同太阳能光热应用技术综合对比。 更高的工质运行温度（550°C及更高）实现更高的效率，同时结合改进的设计，通 过先进的储热和混合工艺技术增加可调度性是太阳能光热发电技术的发展趋势。高温高压 太阳能热发电技术系统效率可达40%以上，系统主蒸汽温度参数需超过535°C，该参数要 求系统聚光器的聚光倍数超过100X，传热及储热介质需要更高的运行温度。现有已经成熟 的槽式聚光器由于受结构的限制，很难将开口做得更大，通过提高聚光比，提升工质温度， 从而提尚系统效率。 此外，已在运行的太阳能发电系统，系统运行工质为导热油（VP-1，联苯联苯醚 类），由于受工质热稳定性的限制，系统运行多运行在400°C以下，也进一步限制了系统的 效率。 熔盐线性菲涅尔式聚光太阳热能高温高压发电技术将成为适合我国国情的太阳 能热发电主流技术。但现有聚光器的聚光倍数、汇聚率和集热管工作温度等性能不能满足 系统对聚光器的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于，为避免现有技术的不足，提供一种太阳能高温热能系统。 为了采用太阳能产生高温（> 500°C)的热能，采用线性菲涅尔式聚光集热器，传热介质采 用熔融盐，同时系统配有储热罐。特点是，线性菲涅尔系统可以通过改进一次反射镜的镜场 布置，把聚光比做得较大（> 100X)(与传统的槽式系统80X相比），如此可以使得集热的 系统温度升高到550°C左右；为了配合系统550°C左右的高温，集热系统中采用熔融硝酸盐 作为传热介质；系统配有储热系统，储热系统介质采用和传热介质系统的熔融硝酸盐；由 于配有储热系统，系统可以连续稳定的输出高温热能。由于储热系统采用了与传热介质相 同的硝酸盐作为储热介质，简化了换热系统，提高了效率，使得系统的输出更为平稳。 为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种太阳能高温热能输出系统， 其主要特点在于，包括太阳能集热系统，储热系统以及蒸汽发生系统，所述的储热系统包括 熔盐炉、热盐罐、冷盐罐；所述的蒸汽发生系统包括过热器、蒸发器、预热器；所述的太阳能 集热系统的输出端与所述的熔盐炉的输出端均通过管道连接到热盐罐输入端；热盐罐的输 出端通过管道连接过热器的输入端和蒸发器的内管输入端；过热器的输出端与熔盐炉的输 出端通过管道连接到熔盐炉的输入端；蒸发器的内管输入端通过管道连接到预热器的输入 端；预热器的输出端、冷盐罐的输入端分别与熔盐炉的输出端连通：冷盐罐的输出端、熔盐 炉的输入端均与太阳能集热系统的输入端连通；进水管与预热器的内管输入端连通，预热 器的内管输出端连通蒸发器的输入端，蒸发器的输出端连通过热器的内管输入端，过热器 的内管输出端连通蒸汽管道。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的太阳能集热系统为线性菲涅尔式太阳能 聚光器构成的集热系统，集热系统采用的吸热介质为熔融硝酸盐；所述的储热系统采用熔 融硝酸盐作为储热介质；系统输出热能温度高于500°C。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的由线性菲涅尔式聚光系统组成的太阳能 集热系统由一次反射镜和接收器组成，其中接收器由复合抛物面聚光器和真空集热管组 成。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的接收器由复合抛物面聚光器和单根真空 集热管组成，接收器汇聚率> 80%。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的复合抛物面聚光器的光学几何聚光倍数 > 100 倍。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的吸热介质为熔融硝酸盐中的一种。 所述的太阳能高温热能系统，所述的吸热介质为二元硝酸盐，其组分配比为：60% NaN03:40%KN03或三元硝酸盐，其组分配比为：53%NaN0 3:40%NaN02:7%KN03中的一种。 所述的所述的太阳能高温热能输出系统，所述的储热介质为二元硝酸盐，其组分 配比为：60%NaN03:40%KN03或三元硝酸盐，其组分配比为：53%NaN0 3:40%NaN02:7% KN03中的一种。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的吸热介质和储热介质相同，且为熔融硝 酸盐，是二元硝酸盐，其组分配比为：60%NaN03:40%KN03或三元硝酸盐，其组分配比为： 53 %NaN03:40 %NaN02:7 %KN03 中的一种。 所述的太阳能高温热能输出系统，所述的太阳能由集热系统收集后，经吸热介质 吸收、输运并存储到储热系统中再进入蒸汽发生系统后输出所需热能。 与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果： 本技术的有益效果是利用改进结构的线性菲涅尔聚光系统，包括使用单根真 空集热管与复合抛物面聚光器（CPC)组合而成的接收器，获得大聚光比（> 100X)集热系 统；利用高温稳定性好的硝酸盐作为吸热介质，使得集热系统输出工质温度超过550°c左 右；系统配有储热系统，储热介质采用和传热介质相同的硝酸盐。由于配有储热系统，系统 可以连续稳定的输出高温热能。由于储热系统采用了与传热介质相同的硝酸盐作为储热介 质，简化了换热系统，提高了效率，使得系统的输出更为平稳。【附图说明】： 图1 :为本技术系统结构示意图； 图2:线性菲涅尔集热场示意图系统结构示意图。 图中1:集热系统；1-1. 一次反射镜；1-2.接收器；1-2-1.CPC;l-2_2.真空集热 管；2.储热系统；2-1.熔盐炉；2-2.热盐罐；2-3.冷盐罐；3.蒸汽发生系统：3-1.过热器， 3-2.蒸发器，3-3.预热器。【具体实施方式】 以下结合附图所示之最佳实例作进一步详述： 实施例1:见图1，图2,：一种太阳能高温热能输出系统，其主要特点在于，包括太 阳能集热系统1，储热系统2以及蒸汽发生系统3,所述的储热系统2包括熔盐炉2-1、热盐 罐2-2、冷盐罐2-3;所述的蒸汽发生系统3包括过热器3-1、蒸发器3-2、预热器3-3;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能高温热能输出系统，其特征在于，包括太阳能集热系统，储热系统以及蒸汽发生系统，所述的储热系统包括熔盐炉、热盐罐、冷盐罐；所述的蒸汽发生系统包括过热器、蒸发器、预热器；所述的太阳能集热系统的输出端与熔盐炉的输出端均通过管道连接到热盐罐输入端；热盐罐的输出端通过管道连接过热器的输入端和蒸发器的内管输入端；过热器的输出端与熔盐炉的输出端通过管道连接到熔盐炉的输入端；蒸发器的内管输入端通过管道连接到预热器的输入端；预热器的输出端、冷盐罐的输入端分别与熔盐炉的输出端连通：冷盐罐的输出端、熔盐炉的输入端均与太阳能集热系统的输入端连通；进水管与预热器的内管输入端连通，预热器的内管输出端连通蒸发器的输入端，蒸发器的输出端连通过热器的内管输入端，过热器的内管输出端连通蒸汽管道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范多旺，王成龙，范多进，马军，王云锋，
申请(专利权)人：兰州大成聚光能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62