超高温槽式太阳能光热发电系统技术方案

技术编号:15002339 阅读:27 留言:0更新日期:2017-04-04 11:17
本发明专利技术超高温槽式太阳能光热发电系统,包括依次相连的导热油集热系统、蒸汽发生系统和蒸汽发电系统,其改进点在于,所述蒸汽发生系统出来的水蒸汽通过二级过热器系统进行加热后进入所述蒸汽发电系统。本发明专利技术采用导热油与水进行热量交换产生水蒸汽,并利用二级过热器系统对该水蒸汽进行二次过热变成最高温度可达600摄氏度的超温度蒸汽,利用该超高温蒸汽发电可显著提交机组的工作效率,继而提高了机组的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能发电领域,特别涉及一种超高温槽式太阳能光热发电系统
技术介绍
现有技术中,关于槽式太阳能集热系统技术概述如下。目前共有两种工艺方案:第一种:集热系统采用导热油的方案,槽式太阳能发电系统是通过槽式抛物面的反射镜将阳光聚焦到集热管上,将集热管里的导热油加热到约398摄氏度,再通过换热器将导热油的热量传递给水,将水加热成蒸汽,约370摄氏度,蒸汽驱动汽轮机旋转,汽轮机拖动发电机旋转,从而发电。对于汽轮机,蒸汽的温度越高、压力越大,热效率会越高。但是由于导热油超过400摄氏度后,就会裂解变质,因此集热场产出的导热油温度必须低于400摄氏度。而水变成蒸汽是靠导热油的热量,因此蒸汽的温度必然低于400摄氏度,一般设计上温度取370摄氏度。汽轮机是亚临界状态,效率不高。第二种:直接蒸汽发电(directsteamgeneration,DSG)槽式太阳能热发电系统,整个系统不采用导热油。水直接流入集热系统。集热系统直接将水加热成蒸汽,该集热系统包含预热阶段、蒸发阶段、过热阶段。其显著缺陷是在蒸发阶段的集热管中,水一边流动,一边变成蒸汽,形成汽-水两相流,引起管道振动,且极难控制汽水系统的工艺参数。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于:导热油自身不能加热到400摄氏度,利用导热油和水进行换热产生的水蒸气温度也不能超过400摄氏度,从而导致蒸汽发电效率低下。本专利技术为解决以上问题所采用的技术方案为:超高温槽式太阳能光热发电系统,包括依次相连的导热油集热系统、蒸汽发生系统和蒸汽发电系统,其特征在于,所述蒸汽发生系统出来的水蒸汽通过二级过热器系统进行加热后进入所述蒸汽发电系统。所述二级过热器系统由若干个槽式太阳能集热器构成。所述若干个槽式太阳能集热器串联设置。包括储热系统,所述储热系统与导热油集热系统连通。本专利技术所达到的有益效果如下所述。1、本专利技术采用导热油与水进行热量交换产生水蒸汽,并利用二级过热器系统对该水蒸汽进行二次过热变成最高温度可达600摄氏度的超温度蒸汽,利用该超高温蒸汽发电可显著提交机组的工作效率,继而提高了机组的经济性。2、本专利技术还避免了在集热管中出现汽-水两相流的问题。由独立的蒸汽发生系统负责产生蒸汽,由专门设置的二级过热器系统负责对蒸汽二次过热,从而避免了汽-水两相流引起管道振动,且极难控制汽水系统的工艺参数的问题。3、该二级过热器系统同样采用槽式太阳能结构,经济高效,降低成本。4、该二级过热器系统可以设置多种连接方式,从而可以较大程度的控制超高温水蒸气的温度,例如,可以增加槽式抛物面反射镜的数量尽可能多的收集太阳能加热该水蒸气。5、在实际中可根据具体需求在该导热油集热系统中加入储热系统,当导热油集热系统收集太阳能效率较低时,可动用储热系统中的能源加热导热油温度用于蒸汽发电。附图说明图1本专利技术超高温槽式太阳能光热发电系统的结构示意图。图号说明:1槽式抛物面反射镜2集热管3预热器4蒸发器5一级过热器6二级过热器7汽轮机8发电机9凝汽器10给水泵11导热油循环泵12储热系统13蒸汽管道14给水管道。具体实施方式本专利技术的导热油集热系统包括槽式抛物面反射镜1和集热管2以及用做支架及跟踪太阳轨迹的装置(图示未显示);蒸汽发生系统包括一级过热器5、蒸发器4、预热器3;蒸汽发电系统包括汽轮机7、发电机8、凝汽器9。导热油集热系统中多个槽式抛物面反射镜并列排列,在每一镜面的聚焦点上都有集热管,多个集热管汇聚到一主管道上,通过导热油循环泵11的作用实现集热管里的导热油循环往复收集太阳能用于与水进行换热。集热管里的导热油被太阳能加热至398摄氏度后,依次经过一级过热器5、蒸发器4以及预热器3与水换热,然后该集热管里的导热油温度下降至约298摄氏度,该低温的导热油继续在导热油循环泵11的带动下进入到导热油集热系统中进行再次加热,循环往复。在给水泵10的作用下,水沿着给水管道14依次进入到预热器3、蒸发器4、一级过热器5进行加热升温汽化,导热油的流向和水的流向正好相反,保证了水的充分汽化。从一级过热器5出来的水蒸气大约为370摄氏度,该水蒸气沿着蒸汽管道13进入二级过热器6进行再次升温,在该二级过热器中流动的是蒸汽,不存在汽-水两相流的问题,不会发生管道振动,该二级过热器6同样采用槽式抛物面反射镜,多个槽式抛物面反射镜串联设定,运送该水蒸气的管道设置在所有该槽式抛物面反射镜的聚焦线上,利用太阳光再次加热升温,从该二级过热器出来的水蒸气最高温度能达到600摄氏度,这种超高温水蒸气进入汽轮机7中做功带动发电机8发电,之后降温的水蒸气进入凝汽器9中进入冷却凝结为液态水,该液态水在给水泵10的作用下再次沿着给水管道14与集热管2中的导热油进入换热,循环往复换热发电。该储热系统12可根据实际需要决定是否需要,该储热系统12可以是熔盐储热或其他方式均可,当导热油集热系统收集太阳能效率较低时,可动用储热系统12中的能源加热导热油温度用于蒸汽发电,该储热系统12与该导热油集热系统两端的导热油主管道连通,方便可拆卸,可根据需要灵活设置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
超高温槽式太阳能光热发电系统,包括依次相连的导热油集热系统、蒸汽发生系统和蒸汽发电系统,其特征在于,所述蒸汽发生系统出来的水蒸汽通过二级过热器系统进行加热后进入所述蒸汽发电系统。

【技术特征摘要】
1.超高温槽式太阳能光热发电系统,包括依次相连的导热油集热系统、蒸汽发生系统和蒸汽发电系统,其特征在于,所述蒸汽发生系统出来的水蒸汽通过二级过热器系统进行加热后进入所述蒸汽发电系统。
2.如权利要求1所述的超高温槽式太阳能光热发电系统,其特征在于,所述二级过热器系统...

【专利技术属性】
技术研发人员:任要中
申请(专利权)人:中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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