用于控制熔盐温度的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于控制熔盐温度的系统和方法。提供一种熔盐太阳能塔系统(100)用于控制太阳能接收器(130)中的熔盐温度，用于系统(100)的有效操作，同时不会使熔盐的物理性质退化。系统(100)包括两个回路，第一回路(140)和第二回路(150)。第一回路(140)构造成在太阳能接收器(130)供应相对冷的熔盐用于加热，且第二回路(150)构造成当循环通过太阳能接收器(130)的相对热的熔盐的温度超过其预设温度值时，在第一回路(140)中供应预定量的相对冷的熔盐。

【技术实现步骤摘要】
用于控制熔盐温度的系统和方法
本公开涉及熔盐太阳能塔系统，且更具体地，涉及用于控制太阳能接收器中的熔盐温度的系统和方法。
技术介绍
基于直接蒸汽中央接收器(DSCR)的太阳能热发电系统包括大片的定日镜以及放置在具有相当高度的塔上的太阳能接收器。定日镜将直接日光集中到太阳能接收器以产生蒸汽，蒸汽用于运转蒸汽涡轮来发电。典型地，太阳能热发电设备在晴朗的阳光时段内每天循环操作，而在夜间或在多云季节里关闭。然而，如果太阳能热发电设备要满足日益增长的电力需求，则其需要不管阳光是否可得都要可操作，即，在夜间或在多云天。这种太阳能热发电设备的实现生成了在白天存储太阳能热能且在夜间或在多云天使用该热能的要求。为了满足这种要求，一般使用包括诸如熔盐的太阳能存储流体的中央接收器。具有熔盐的中央接收器一般称为熔盐中央接收器(MSCR)。典型的MSCR系统10在图1中显而易见。MSCR系统10包括MSCR12、热和冷存储罐14、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550℃到600℃的温度。在其热能通过MSSG循环18利用以通过具有涡轮和发电机装置22的发电循环20发电后，熔盐存储在冷存储罐16中，处于大约290℃的温度，熔盐从冷存储罐16进一步发送至MSCR12用于再加热。在图1中，虚线示出了熔盐流动回路。在这种MSCR系统中，要求熔盐的温度维持在大约550℃到600℃的具体温度。具体地，要求在MSCR12的出口处维持熔盐的这种温度，以便最大化效率，同时避免由过热导致的熔盐的退化。常规地，这种温度通过调整施加到MSCR12表面的太阳能热通量或通过调整通过MSCR12的熔盐流来控制。由于固有的动态的太阳能每日正常辐射(DNI)的存在，这些方法都可能对于提供温度的适当控制而言相对缓慢且效率低。因此，存在对备选准备的需要，以便获得对在MSCR的出口处相对热的熔盐温度的相对更迅速的响应以及因此改进的控制性能。
技术实现思路
本公开描述了一种系统和方法，其用于控制太阳能接收器中的熔盐温度，该系统和方法在以下简化的
技术实现思路
中示出以提供对本公开的一个或多个方面的基本理解，本公开旨在克服上文中所讨论的缺点以包括其所有优点，以及提供一些额外的优点。本
技术实现思路
不是本公开的全面概述。其既不旨在指示本公开的关键或决定性的元素，也不记叙本公开的范围。而是，本公开的唯一目的是作为对下文中示出的更详细描述的前序以简化形式示出本公开的一些概念、其方面以及优点。本公开的一个目的是描述一种系统和方法，其用于将尤其是在太阳能接收器的出口处的太阳能接收器中的熔盐温度控制成维持在550℃到600℃之间，能够实现对相对热的熔盐温度的相对更快的响应以及因此改进的控制性能。而且，本公开的目的是描述这种系统和方法，其用于控制在太阳能接收器中的熔盐温度，该系统和方法以有效且经济的方式方便地使用。本公开的各种其他目的和特征将从以下详细描述和权利要求中显而易见。上文提到的其他目的，在一个方面可通过用于控制熔盐温度的熔盐太阳能塔系统实现。熔盐太阳能塔系统包括第一和第二存储罐、太阳能接收器装置以及第一和第二回路。第一和第二存储罐适于存储熔盐。第一存储罐构造成存储相对冷的熔盐，且第二存储罐构造成存储处于预设温度值的相对热的熔盐。进一步，太阳能接收器装置构造成从太阳能源接收太阳能。太阳能接收器装置包括入口端口、多个面板以及出口端口，以使得熔盐能够从其流动。第一回路构造成从第一存储罐供应相对冷的熔盐到太阳能接收器装置，以使得相对冷的熔盐能够加热直至生成处于预设温度值的相对热的熔盐，且从太阳能接收器装置以设定温度值供应相对热的熔盐到第二存储罐。而且，第二回路构造成当循环通过太阳能接收器装置的相对热的熔盐的温度超过相对热的熔盐的预设温度值时，在包括至少在出口端口处以及至少在多个面板之间的一个位置处的适当位置在第一回路中供应预定量的相对冷的熔盐，以便维持处于预设温度值的从太阳能接收器装置的出口端口离开的相对热的熔盐，用于存储在第二存储罐中。在一个实施例中，熔盐太阳能塔系统包括构造到第一和第二回路的控制逻辑装置。基于相对热的熔盐的温度超过预设温度值，控制逻辑装置使得来自第二回路的相对冷的熔盐在适当位置处流入第一回路中，以维持离开太阳能接收器装置的相对热的熔盐处于预设温度值。在一个实施例中，熔盐太阳能塔系统包括构造到第一和第二回路的控制器单元。控制器单元构造成电控制且平衡提供到太阳能接收器装置的太阳能以及相对冷的熔盐从第二回路到第一回路的流动，以便阻止相对热的熔盐温度超过预设温度值。在另一方面，提供了一种用于控制在熔盐太阳能塔系统中的熔盐的温度的方法。方法包括在太阳能接收器装置中加热相对冷的熔盐，以获得加热到预设温度值的相对热的熔盐，太阳能接收器装置具有入口端口、多个面板以及出口端口。方法还包括，当循环通过太阳能接收器装置的相对热的熔盐的温度超过相对热的熔盐的预设温度值时，在包括至少在出口端口处且至少在多个面板之间的一个位置处的适当位置处，供应预定量的相对冷的熔盐，以便维持从太阳能接收器装置的出口端口离开用于存储以用于发电的相对热的熔盐的预设值。在一个实施例中，方法包括电控制和检查预定量的相对冷的熔盐的供应，以便维持从太阳能接收器装置的出口端口离开的相对热的熔盐的预设温度值。方法还包括电控制和平衡提供到太阳能接收器装置的太阳能的量以及在太阳能接收器装置中的相对冷的熔盐的流动，以便阻止相对热的熔盐温度超过预设温度值。这些连同本公开的其他方面，以及表征本公开的新颖性的各种特征特别地在本公开中指出。为了更好地理解本公开、其操作优点及其用途，应当参考附图以及描述性材料，其中存在本公开的示出的示例性实施例。附图说明通过参考结合附图的以下详细描述和权利要求书，本公开的优点和特征将更好理解，在附图中，类似的元件用类似的符号标识，且其中：图1是熔盐太阳能接收器发电设备的示意侧视图；图2是根据本公开的示例性实施例、用于控制熔盐温度的熔盐太阳能接收器的示意侧视图；以及图3是根据本公开的示例性实施例、用于控制熔盐温度的具有接收器的两个分支的熔盐太阳能接收器的示意侧视图。贯穿附图的若干视图的描述，类似的参考标记参考类似的部件。具体实施方式为了全面理解本公开，结合上述附图来参考以下详细描述，包括所附权利要求。在以下描述中，为了解释的目的，陈述了许多具体细节以便提供对本公开的全面理解。然而，对于本领域技术人员，将显而易见的是，本公开可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情形中，结构和装置仅以框图形式示出，以便避免使本公开模糊。在本说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“另一实施例”、“各种实施例”的引用的意思是，结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在各种地方的出现不必都指的是相同实施例，也不必是与其他实施例相互排斥的单独或备选实施例。此外，描述了各种特征，其可通过一些实施例而不是通过其他实施例来呈现。类似地，描述了各种要求，其可以是用于一些实施例的要求，但是可以不是其他实施例的要求。虽然为了说明的目的，以下描述包含许多细节，但是本领域的任何技术人员将意识到对于这些细节的许多变型和/或备选在本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔盐太阳能塔系统，其用于捕获太阳能以及控制熔盐温度，所述熔盐太阳能塔系统包括：适于存储熔盐的第一存储罐和第二存储罐，其中，所述第一存储罐构造成存储相对冷的熔盐，且所述第二存储罐构造成存储处于预设温度值的相对热的熔盐；太阳能接收器装置，其构造成从太阳能源接收太阳能，所述太阳能接收器装置具有入口端口、多个面板以及出口端口，用于使得所述熔盐能够从所述太阳能接收器装置流动；第一回路，其构造成从所述第一存储罐将所述相对冷的熔盐供应到所述太阳能接收器装置，以使得所述相对冷的熔盐能够加热直至产生处于所述预设温度值的相对热的熔盐，且从所述太阳能接收器装置将所述相对热的熔盐以所述预设温度值供应到所述第二存储罐；以及第二回路，其构造成当循环通过所述太阳能接收器装置的所述相对热的熔盐的温度超过所述相对热的熔盐的所述预设温度值时，在所述第一回路中，至少在所述出口端口处以及至少在所述多个面板之间的一个位置处供应预定量的所述相对冷的熔盐，以便维持从所述太阳能接收器装置的所述出口端口离开的所述相对热的熔盐处于所述预设温度值，用于存储在所述第二存储罐中。

【技术特征摘要】
2013.11.08 US 14/0747821.一种熔盐太阳能塔系统，其用于捕获太阳能以及控制熔盐温度，所述熔盐太阳能塔系统包括：适于存储熔盐的第一存储罐和第二存储罐，其中，所述第一存储罐构造成存储相对冷的熔盐，且所述第二存储罐构造成存储处于预设温度值的相对热的熔盐；太阳能接收器装置，其构造成从太阳能源接收太阳能，所述太阳能接收器装置具有入口端口、从面板1到面板N的多个面板以及出口端口，用于使得所述熔盐能够从所述太阳能接收器装置流动；第一回路，其构造成从所述第一存储罐将所述相对冷的熔盐供应到所述太阳能接收器装置，以使得所述相对冷的熔盐能够加热直至产生处于所述预设温度值的相对热的熔盐，且从所述太阳能接收器装置将所述相对热的熔盐以所述预设温度值供应到所述第二存储罐；第二回路，其构造成当循环通过所述太阳能接收器装置的所述相对热的熔盐的温度超过所述预设温度值时，在所述第一回路中，至少在所述出口端口处以及至少在所述多个面板之间的一个位置处供应预定量的所述相对冷的熔盐，以便维持从所述太阳能接收器装置的所述出口端口离开的所述相对热的熔盐处于所述预设温度值，用于存储在所述第二存储罐中；以及在所述第一回路中的多个温度测量点，用于测量流动经过太阳能接收器装置的所述熔盐的温度，其中：第一温度测量点，其设置在面板N的出口处用于测量在所述出口端口处的所述相对热的熔盐的温度；第二温度测量点，其设置在面板N的入口处；第三温度测量点，其设置在面板N-1的出口处并在第二温度测量点的上游；来自第二回路的相对冷的熔盐的供应，其设置在面板N-1的出口和第二温度测量点之间；以及通过以下项来将第一温度测量点维持成所述相对热的熔盐的所述预设温度值：(1)通过管理来自第二回路的所述相对冷的熔盐的供应，控制在第二温度测量点的相对热的熔盐的温度，以及(2)控制跨过第三温度测量点的温度差。2.根据权利要求1所述的熔盐太阳能塔系统，其特征在于，还包括控制逻辑装置，其构造到第一回路和第二回路中，其中，所述控制逻辑装置基于所述相对热的熔盐的温度值超过所述预设温度值而使得来自所述第二回路的所述相对冷的熔盐在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A乔斯，JA麦科姆贝，S杨，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH