使用蒸汽生成接收器和热能存储从日照发电的系统和方法技术方案

日照可以引至接收器，以便于加热水并且生成过热蒸汽。可以将接收器中生成的过热蒸汽传送到热交换器，在热交换器中，可以将蒸汽中的一些焓转移到液相显热存储介质，该液相显热存储介质可以在不同温度下存储在不同绝热容器中。蒸汽可以在热交换器中被降温到高于其相应冷凝温度的温度，并且然后以气态形式返回到接收器，以用于再过热。可以将再过热蒸汽传送到第二热交换器，在第二热交换器中，可以将过热蒸汽中的焓转移到液相显热存储介质以随后使用，或者可以将再过热蒸汽传送到蒸汽涡轮，以用于发电。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年9月23日提交的美国临时申请No.62/054,258的权益，通过引用方式将其全部内容并入本文中。
本专利技术通常涉及使用太阳能日照来产生能量，并且更具体地，涉及使用热存储器来存储太阳能，并且涉及使用蒸汽生成太阳能接收器和热能存储系统来从日照发电。
技术实现思路
日照可以用于在接收器中对水和蒸汽进行加热，以用于存储热并且(例如经由蒸汽涡轮)从存储的热中发电。可以将过热蒸汽中的焓转移到液相显热存储介质，以随后使用。存储介质可以在不同温度下存储到不同绝热容器中，例如，一个容器可以在更靠近存储介质的凝固点的较冷温度下存储存储介质，并且另一个容器可以在更靠近液相材料在空气或者任何其它选择气体中的稳定性的上限的较热温度下存储存储介质。术语“容器”可以用于表示适合于存储存储介质的任何贮存器，该贮存器可以为自然贮存器例如洞穴或者可以为制造的贮存器例如存储灌罐。可以将接收器中生成的过热蒸汽传送到热交换器，在热交换器中，过热蒸汽中的一些焓可以被转移到液相显热存储介质，以用于随后使用。在一些实施例中，该蒸汽在热交换器中被降温到高于其相应冷凝温度的温度并且然后以气态形式返回到接收器，以用于再过热。可以将再过热蒸汽传送到第二热交换器，在第二热交换器中，过热蒸汽中的焓可以被转移到液相显热存储介质，以用于随后使用，或者再过热蒸汽可以被传送到蒸汽涡轮，以用于发电。在该公开中描述了多个热交换器，应当理解的是，单个热交换器可以设计为在不同部分以不同压力或者温度进行操作或者在不同部分以相反流动进行操作，并且因此指出单独热交换器的术语可以被理解为意味着单个热交换器或者在不同时间处执行不同功能或者同时在不同蒸汽压力下执行相同功能或者同时在不同温度下执行相同功能或者以上任意组合的较小数量的热交换器。可以将来自液相显热存储介质的焓转移到水，以产生过热蒸汽，该过热蒸汽可以用于在蒸汽涡轮中发电。从存储介质中存储的焓所生成的蒸汽来发电可以是连续的或者按要求的，并且只要存在在适合于生成用于发电的蒸汽的温度下在容器中存储的充足焓就可以在白天或者晚上的任何时间发生。发电不取决于某时存在可用日照。在一些实施例中，用于从日照发电的方法可以包括，在第一时间处：使用由多个定日镜反射到太阳能接收器的表面上的日照来在所述太阳能接收器中以至少100巴的压力对水进行加热，以生成第一温度的第一蒸汽流；将所述第一蒸汽流传送到第一热交换器，并且在所述第一热交换器中将焓从所述蒸汽转移到显热存储介质，所述显热存储介质被致使从第一绝热容器通过所述第一热交换器而流到第二绝热容器；将第二蒸汽流从所述第一热交换器的出口传送到所述接收器，所述蒸汽在第二温度下处于基本上气态形式；使用反射的日照将在所述接收器中的所述第二蒸汽流的温度提升到第三温度；并且将所述第三温度下的蒸汽传送到涡轮，以用于发电；其中，所述第一蒸汽流和第二蒸汽流合计包括所述接收器中过热的基本上所有蒸汽；并且在第二时间处：使用在第二热交换器中从所述显热存储介质转移的焓来在所述第二热交换器中生成第三蒸汽流，所述显热存储介质被致使从所述第二绝热容器通过所述第二热交换器而流到所述第一绝热容器；并且将所述第三蒸汽流传送到所述涡轮，以用于发电。第一温度可以为至少550摄氏度或者至少560摄氏度。以摄氏度为单位的所述第三温度可以处于所述第一温度的2％之内或者5％之内或者10％之内。在所述第一热交换器的入口处的过热第一蒸汽流的压力可以为至少150巴或者至少170巴。在所述涡轮的入口处的第二蒸汽流的压力可以处于所述第一热交换器的入口处的第一蒸汽流的压力的10％之内或者20％之内。在一些实施例中，在所述接收器中从反射的日照吸收的能量的至少50％或者至少55％或者至少60％可以引至过热蒸汽(如与生成蒸汽相对)。从所述蒸汽转移到所述显热存储介质的焓可以相当于在所述接收器中从反射的日照吸收的能量的多于25％且小于40％。在一些实施例中，所述涡轮具有再热循环并且所述方法额外地包括：在第一时间处使用在热交换器中从所述显热介质转移的焓来再热在所述再热循环中提取的蒸汽，所述显热介质被致使从所述第二绝热熔器通过所述热交换器而流到所述第一绝热容器。在其它实施例中，所述涡轮具有再热循环并且所述方法额外地包括：在第一时间处使用来自燃料燃烧、电力、地热以及经聚集的日照中的一个中的焓来再热在所述再热循环中提取的蒸汽。在一些实施例中，一种用于从日照发电的方法可以包括，在第一时间处：使用由多个定日镜反射到太阳能接收器的表面上的日照在所述太阳能接收器中以至少100巴的压力对水进行加热，以生成第一温度下的第一蒸汽流；将所述第一蒸汽流传送到第一热交换器，并且在所述第一热交换器中将焓从所述蒸汽转移到显热存储介质，所述显热存储介质被致使从第一绝热容器通过所述第一热交换器而流到第二绝热容器；将第二蒸汽流的第一部分从所述第一热交换器的出口传送到所述接收器，并且将所述第二蒸汽流的第二部分传送到第二热交换器，所述蒸汽为第二温度下的基本上气态形式；在所述第二热交换器中冷凝所述第二蒸汽流的第二部分；使用反射的日照在所述接收器中将所述第二蒸汽流的第一部分的温度提升到第三温度；并且将所述第三温度下的蒸汽传送到涡轮，以用于发电；其中，所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流的第一部分总共包括所述接收器中过热的基本上所有蒸汽；并且在第二时间处：使用在第三热交换器中从所述显热存储介质转移的焓在所述第三热交换器中生成第三蒸汽流，所述显热存储介质被致使从所述第二绝热容器通过所述第三热交换器而流到所述第一绝热容器；并且将所述第三蒸汽流传送到所述涡轮，以用于发电。在一些实施例中，(第二蒸汽流的)所述第一部分可以为所述第二蒸汽流的至少50％或者至少60％。在一些实施例中，一种用于从日照发电的系统可以包括：太阳能接收器，其包括：其中由反射的日照对水进行加热以生成饱和蒸汽的至少一个蒸汽生成管屏、其中由反射的日照对饱和蒸汽进行加热以生成大于100巴的第一压力下的第一过热蒸汽流的至少一个过热管屏，以及其中由反射的日照对基本上被降温的蒸汽进行加热以生成大于100巴的第二压力下的第二过热蒸汽流的至少一个再过热管屏；多个定日镜，其定位在所述接收器的周围，以将日照反射到所述接收器的表面上；第一蒸汽传送工具，其连接到所述接收器，使得所述第一蒸汽传送工具将所述第一过热蒸汽流传送到热能存储系统；第二蒸汽传送工具，其连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从日照发电的方法，包括：在第一时间处：a.使用由多个定日镜反射到太阳能接收器的表面上的日照来在所述太阳能接收器中以至少100巴的压力对水进行加热，以生成第一温度下的第一蒸汽流；b.将所述第一蒸汽流传送到第一热交换器，并且在所述第一热交换器中将焓从所述蒸汽转移到显热存储介质，所述显热存储介质被致使从第一绝热容器通过该第一热交换器而流到第二绝热容器；c.将第二蒸汽流从所述第一热交换器的出口传送到所述接收器，所述蒸汽处于第二温度下的基本上气态形式；d.使用反射的日照将所述接收器中的第二蒸汽流的温度提升到第三温度；并且e.将所述第三温度下的蒸汽传送到涡轮，以用于发电；其中，所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流合计包括所述接收器中被过热的基本上所有蒸汽；并且在第二时间处：a.使用在第二热交换器中从所述显热存储介质转移的焓来在所述第二热交换器中生成第三蒸汽流，所述显热存储介质被致使从所述第二绝热容器通过该第二热交换器而流到所述第一绝热容器；并且b.将所述第三蒸汽流传送到所述涡轮，以用于发电。

【技术特征摘要】
2014.09.23 US 62/054,2581.一种用于从日照发电的方法，包括：
在第一时间处：
a.使用由多个定日镜反射到太阳能接收器的表面上的日照来在所述太
阳能接收器中以至少100巴的压力对水进行加热，以生成第一温度下的第一蒸
汽流；
b.将所述第一蒸汽流传送到第一热交换器，并且在所述第一热交换器
中将焓从所述蒸汽转移到显热存储介质，所述显热存储介质被致使从第一绝热
容器通过该第一热交换器而流到第二绝热容器；
c.将第二蒸汽流从所述第一热交换器的出口传送到所述接收器，所述
蒸汽处于第二温度下的基本上气态形式；
d.使用反射的日照将所述接收器中的第二蒸汽流的温度提升到第三温
度；并且
e.将所述第三温度下的蒸汽传送到涡轮，以用于发电；
其中，所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流合计包括所述接收器中被过
热的基本上所有蒸汽；并且
在第二时间处：
a.使用在第二热交换器中从所述显热存储介质转移的焓来在所述第二
热交换器中生成第三蒸汽流，所述显热存储介质被致使从所述第二绝热容器通
过该第二热交换器而流到所述第一绝热容器；并且
b.将所述第三蒸汽流传送到所述涡轮，以用于发电。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一温度为至少550摄氏度或
者至少560摄氏度。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在摄氏度下的所述第三
温度处于所述第一温度的2％之内或者5％之内或者10％之内。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述第一热交换器的
入口处的过热第一蒸汽流的压力为至少150巴或者至少170巴。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述涡轮的入口处的
第二蒸汽流的压力处于在所述第一热交换器的入口处的第一蒸汽流的压力的

\t10％之内或者20％之内。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述接收器中从反射
的日照吸收的能量的至少50％或者至少55％或者至少60％引至过热蒸汽。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所述蒸汽转移到所述
显热存储介质的焓相当于大于在所述接收器中从反射的日照吸收的能量的25％
且小于该能量的40％。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述涡轮具有再热循环
并且所述方法额外地包括：在第一时间处使用在热交换器中从所述显热介质转
移的焓来再热在所述再热循环中提取的蒸汽，所述显热介质被致使从所述第二
绝热熔器通过该热交换器而流到所述第一绝热容器。
9.一种用于从日照发电的方法，包括：
在第一时间处：
a.使用由多个定日镜反射到太阳能接收器的表面上的日照来在所述太
阳能接收器中以至少100巴的压力对水进行加热，以生成第一温度下的第一蒸
汽流；
b.将所述第一蒸汽流传送到第一热交换器，并且在所述第一热交换器
中将焓从所述蒸汽转移到显热存储介质，所述显热存储介质被致使从第一绝热
容器通过该第一热交换器而流到第二绝热容器；
c.将第二蒸汽流的第一部分从所述第一热交换器的出口传送到所述接
收器，并且将所述第二蒸汽流的第二部分传送到第二热交换器，所述蒸汽处于
第二温度下的基本上气态形式；
d.在所述第二热交换器中冷凝所述第二蒸汽流的第二部分；
e.使用反射的日照来在所述接收器中将所述第二蒸汽流的第一部分的
温度提升到第三温度；并且
f.将所述第三温度下的蒸汽传送到涡轮，以用于发电；
其中，所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流的第一部分合计包括所述接
收器中被过热的基本上所有蒸汽；并且
在第二时间处：
h.使用在第三热交换器中从所述显热存储介质转移的焓来在所述第三
热交换器中生成第三蒸汽流，所述显热存储介质被致使从所述第二绝热容器通

\t过该第三热交换器而流到所述第一绝热容器；并且
i.将所述第三蒸汽流传送到所述涡轮，以用于发电。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一部分为所述第二蒸汽流
的至少50％或者至少60％。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其中，所述涡轮具有再热
循环并且所述方法额外地包括：在第一时间处使用在热交换器中从所述显热介
质转移的焓来再热在所述再热循环中提取的蒸汽，所述显热介质被致使...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊泰·哈达德，约纳·马根，阿龙·加纳尼，
申请(专利权)人：亮源工业以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL