太阳能热功率系统技术方案

本发明专利技术涉及太阳能热功率系统(100)，其包括太阳能接收器(110)和热能存储组件(120)，热能存储组件包括循环通过太阳能接收器(110)的热能存储流体以存储热能。系统(100)包括多级蒸汽涡轮(130)，其可用一级和二级组件(140，150)利用所述流体产生的可变压力蒸汽来运行。一级组件(140)产生高压蒸汽且将高压蒸汽供应到高压涡轮入口(132a)，且高压蒸汽从高压涡轮出口(132b)离开。二级组件(150)具有再热器组件(158)，以用通过再热器组件接收自存储组件(120)的流体产生中压蒸汽。中压蒸汽和从高压涡轮出口释放的蒸汽在再热器组件中混合和再加热，以供应到中压涡轮入口(134a)。

Solar thermal power system

The invention relates to a solar thermal power system (100), which comprises a solar receiver (110) and heat storage component (120), thermal energy storage component comprises a loop through the solar receiver (110) of the heat storage fluid to heat storage. The system (100) comprises a multi-stage steam turbine (130) which can be operated by a variable pressure steam generated by the fluid, with primary and two stage components (140150). The first stage assembly (140) generates high-pressure steam and supplies high-pressure steam to the high-pressure turbine inlet (132a) and leaves the high-pressure steam from the high-pressure turbine outlet (132b). The two stage assembly (150) has a reheater assembly (158) to generate a medium pressure steam through the fluid received from the storage assembly (120) via the reheater assembly. Medium pressure steam and steam released from the high-pressure turbine outlet are mixed and reheated in the reheater assembly to be supplied to the medium pressure turbine inlet (134a).

【技术实现步骤摘要】
太阳能热功率系统
本公开大体涉及集中式太阳能的领域，并且更具体而言，涉及具有熔盐热存储器的集中式太阳能热功率装置，其利用集中的太阳能来存储热能，以及利用存储的热能来发电。
技术介绍
基于直接蒸汽中心接收器(DSCR)的太阳能热功率装置包括大的日光反射装置场和太阳能接收器，太阳能接收器置于很高的塔架上。日光反射装置将直射太阳光引导到太阳能接收器上，以产生蒸汽，蒸汽用来运行蒸汽涡轮以发电。典型地，太阳能热功率装置在日常循环中在有晴朗的太阳光的时间运行，而在夜晚或在多云季节停机。但是，如果太阳能热功率装置要满足不断增加的电量需要，它需要不管太阳光是否可用，即不管在晚上还是在多云季节都可运行。这种太阳能热功率装置的实现导致在白天需要存储太阳能热能，并且在晚上或在多云季节使用它。对于这种需要，大体使用了中心接收器，其包括太阳能存储流体，诸如熔盐。具有熔盐的中心接收器大体称为熔盐中心接收器(MSCR)。典型的MSCR系统10在图1中显而易见。系统10包括MSCR12、热存储罐14和冷存储罐16以及熔盐蒸汽发生器(MSSG)循环18。在MSCR12处加热的熔盐流体存储在热存储罐14中，处于大约565℃的温度，并且在其热能被MSSG循环18利用之后，其存储在冷存储罐16中，处于大约290℃的温度，其进一步从冷存储罐16发送到MSCR12，以再加热。MSSG循环18包括蒸汽发生器组件20、再热器22和涡轮24。蒸汽发生器组件20利用热的熔盐的热量并且将来自给水罐26的给水转换成蒸汽，并且将其发送到涡轮24的高压涡轮入口，以通过发电机‘G’将热量转换成电力。另外，来自涡轮24的高压涡轮出口的蒸汽被再热器20利用热的熔盐而再加热。这个经再加热的蒸汽供应到涡轮24的中压涡轮入口，以将热量转换成电力。MSSG循环18中的蒸汽的温度和压力大体分别受到典型地处于545℃的热的熔盐温度的限制，并且受到MSSG循环18中的典型地处于115巴或低于115巴的夹点限制(pinchlimitation)的限制。MSSG循环18中的夹点限制取决于两个重要因素。第一，转换成蒸汽的给水温度应当需要保持高于240℃，以避免熔盐的冻结。第二，在来自涡轮24的高压涡轮出口的蒸汽被再热器20利用热的熔盐而再加热之后，这种经使用的热的熔盐的温度仍然高于它可被发送到冷存储罐14的温度，即高于290℃。避免从再热器20发送这种热的熔盐的可行解决方案是在蒸汽发生器组件20的任何级处(即在节热器、过热器和蒸发器中的任何两个之间)对其进行混合。由于这两个夹点限制的要求，得到了所提到的低蒸汽压力，其对太阳能热功率装置的效率具有各种不利影响，包括但不限于，降低功率装置的效率，形成冷点/滞点(这又导致熔盐的冻结)，堵塞蒸汽发生器组件20和损害蒸汽发生器组件20的热交换。并不是到今天为止还没有花费足够的努力来解决这些夹点限制的要求。一个特定努力在图2中可为显然的，其中移除了图1中显示的再热器20，从而消除再加热从涡轮24的高压涡轮出口离开的蒸汽的需要。这种组件可避免在蒸汽发生器组件20的任何级处混合仍然热的熔盐，从而排除夹点限制的要求。但是，在这个情况下，在涡轮24的高压涡轮入口处提供的蒸汽压力应当被增加到足够高，以补偿不执行再加热带来的效率损失。但是由于低蒸汽压力的原因，这种组件可在低压蒸汽涡轮的出口处引起非常高的湿度，不利地影响最后级叶片的效率和腐蚀最后级叶片。
技术实现思路
本公开公开一种太阳能热功率系统，将在以下简要概述中介绍它，以提供对本公开的一个或多个方面的基本理解，该一个或多个方面意图克服所论述的缺点，但是包括其所有优点，以及提供一些额外的优点。这个概述不是对本公开的广泛的概括。其不意图标识本公开的关键或要害元件，也不意图描绘本公开的范围。实际上，这个概述的唯一目的是以简化的形式提供本公开的一些概念、其各方面和优点，作为后面提供的更详细描述的前序。本公开的目标是描述一种太阳能热功率系统，其能够用无夹点限制的变量运行(特别地，夹点限制变量需要按顺序混合从再热器释放到高压线路的热的熔盐)，并且仍然能够获得发送到中压级涡轮的足够压力的蒸汽，以增加这种装置的总效率。本公开的另一个目标是公开一种太阳能热功率系统，其能够排除低压蒸汽涡轮的出口处的湿度问题。在本公开的一方面，描述一种实现本公开的一个或多个目标的太阳能热功率系统。太阳能热功率系统包括太阳能接收器、热能存储组件、多级蒸汽涡轮以及一级蒸汽发生器组件和二级蒸汽发生器组件。热能存储组件包括循环通过太阳能接收器的热能存储流体，以存储热能。另外，多级蒸汽涡轮可用热能存储流体产生的可变压力蒸汽来运行，以驱动发电机来产生电功率。多级蒸汽涡轮可用一级和二级蒸汽发生器组件产生的可变压力蒸汽来运行。一级蒸汽发生器组件用来将用热能存储流体产生的期望压力的高压蒸汽供应到多级蒸汽涡轮的高压涡轮入口。蒸汽从高压涡轮出口下游的涡轮级离开。另外，具有再热器组件的二级蒸汽发生器组件适于产生中压蒸汽，中压蒸汽由通过再热器组件接收自热能存储组件的热能存储流体产生。中压蒸汽和从高压涡轮出口下游的涡轮级离开的蒸汽两者被混合且供应到再热器组件，以再加热且然后供应到多级蒸汽涡轮的中压涡轮入口。在本公开的一个实施例中，太阳能热功率系统的热能存储组件包括第一和第二存储罐。第一存储罐适于存储热的热能存储流体。第二存储罐适于存储冷的热能存储流体。热能存储组件将冷的热能存储流体从第二存储罐供应到太阳能接收器，以再加热。在一个实施例中，一级蒸汽发生器组件适于接收来自第一存储罐的热的热能存储流体，以产生供应到多级蒸汽涡轮的高压涡轮入口的期望压力的高压蒸汽。热的热能存储流体在其热量被一级蒸汽发生器组件利用来产生高压蒸汽之后得到冷的热能存储流体。这个得到的冷的热能存储流体从一级蒸汽发生器组件直接供应到第二存储罐。在一个示例性形式中，一级蒸汽发生器组件可包括高压节热器、高压蒸发器和过热器，它们连通性地构造成利用接收自第一存储罐的热的热能存储流体的热量来产生期望压力的高压蒸汽。在一个实施例中，二级蒸汽发生器组件适于通过再热器组件接收来自第一存储罐的热的热能存储流体，以产生中压蒸汽。热的热能存储流体在其热量被二级蒸汽发生器组件利用来产生中压蒸汽之后得到冷的热能存储流体。这个得到的冷的热能存储流体从二级蒸汽发生器组件直接供应到第二存储罐。在一个示例性形式中，二级蒸汽发生器组件还可包括中压节热器、中压蒸发器和过热器，它们连通性地构造成利用通过再热器组件接收自第一存储罐的热的热能存储流体的热量来产生中压蒸汽。在一个实施例中，来自中压涡轮出口的蒸汽被供应到多级蒸汽涡轮的低压涡轮入口。在一个实施例中，太阳能热功率系统可进一步包括调节组件，用于调节从多级蒸汽涡轮离开的蒸汽。调节组件包括冷凝器、低压加热器组件和高压加热器组件以及给水供应。冷凝器适于使从多级涡轮离开的蒸汽冷凝，以获得水。另外，低压加热器组件和高压加热器组件构造成加热从冷凝器接收的水。此外，给水供应构造成将高压给水供应到一级和二级蒸汽发生器组件。一级和二级蒸汽发生器组件排除混合释放自再热器的热的熔盐需要，以便获得高压或期望压力的流通蒸汽，以增加这种装置的总效率。这样的一级和二级蒸汽发生器组件还可使得太阳能热功率系统能够用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热功率系统，包括：太阳能接收器；热能存储组件，其包括循环通过所述太阳能接收器的热能存储流体，以存储热能；多级蒸汽涡轮，其可用所述热能存储流体产生的可变压力蒸汽来运行，以驱动发电机来产生电功率，其中所述多级蒸汽涡轮可用如下蒸汽发生器组件产生的可变压力蒸汽来运行：一级蒸汽发生器组件，其将用所述热能存储流体产生的期望压力的高压蒸汽供应到所述多级蒸汽涡轮的高压涡轮入口，蒸汽从高压涡轮出口下游的涡轮级离开；以及二级蒸汽发生器组件，其具有再热器组件，所述二级蒸汽发生器组件适于供应用通过所述再热器组件接收自所述热能存储组件的所述热能存储流体产生的中压蒸汽，中压蒸汽和从所述高压涡轮出口下游的涡轮级离开的蒸汽两者被混合且供应到所述再热器组件，以再加热且供应到所述多级蒸汽涡轮的中压涡轮入口。

【技术特征摘要】
2013.01.16 EP 13151511.61.一种太阳能热功率系统，包括：太阳能接收器；热能存储组件，其包括循环通过所述太阳能接收器的热能存储流体，以存储热能；多级蒸汽涡轮，其可用所述热能存储流体产生的可变压力蒸汽来运行，以驱动发电机来产生电功率，其中所述多级蒸汽涡轮可用如下蒸汽发生器组件产生的可变压力蒸汽来运行：一级蒸汽发生器组件，其将用所述热能存储流体产生的期望压力的高压蒸汽供应到所述多级蒸汽涡轮的高压涡轮入口，蒸汽从高压涡轮出口下游的涡轮级离开；以及二级蒸汽发生器组件，其具有再热器组件，所述二级蒸汽发生器组件适于供应用通过所述再热器组件接收自所述热能存储组件的所述热能存储流体产生的中压蒸汽，中压蒸汽和从所述高压涡轮出口下游的涡轮级离开的蒸汽两者被混合且供应到所述再热器组件，以再加热且供应到所述多级蒸汽涡轮的中压涡轮入口。2.根据权利要求1所述的太阳能热功率系统，其特征在于，所述热能存储组件包括：第一存储罐，其存储热的热能存储流体；以及第二存储罐，其存储冷的热能存储流体，所述热能存储组件将冷的热能存储流体从所述第二存储罐供应到所述太阳能接收器，以再加热。3.根据权利要求2所述的太阳能热功率系统，其特征在于，所述一级蒸汽发生器组件适于接收来自所述第一存储罐的热的热能存储流体，以产生供应到所述多级蒸汽涡轮的所述高压涡轮入口的期望压力的高压蒸汽。4.根据权利要求2所述的太阳能热功率系统，其特征在于，所述二级蒸汽发生器组件适于通过所述再热器组件接收来自所述第一存储罐的热的热能存储流体，以产生中压蒸汽。5.根据权利要求2所述的太阳能热功率系统，其特征在于，热的热能存储流体在其热量被所述一级蒸汽发生器组件利用来产生高压蒸汽之后得到冷的热能存储流体，得到的冷的热能存储流体直接从所述一级蒸汽发生器组件供应到所述第二存储罐。6.根据权利要求2所述的太阳能热功率系统，其特征在于，热的热能存储流体在其热量被所述二级蒸汽发生器组件利用来产生中压蒸汽之后得到冷的热能存储流体，得到的冷的热能存储流体直接从所述二级蒸汽发生器组件供应到所述第二存储罐。7.根据权利要求2所述的太阳能热功率系统，其特征在于，所述一级蒸汽发生器组件包括高压节热器、高压蒸发器和过热器，它们连通性地构造成利用接收自所述第一存储罐的热的热能存储流体的热量来产生期望压力的高压蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：E康特，N马查，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH