太阳能热发电设备制造技术

一种使用在液相与气相之间进行相变的加热介质的太阳能热发电系统（10），所述太阳能热发电系统包括：由太阳能热加热加热介质的菲涅尔式集热器（22），在排出废气的同时发电的燃气轮机发电装置（20），包括由菲涅尔式集热器（22）加热后的加热介质流过的第一通道（50）和位于第一通道（50）附近的来自燃气轮机发电装置（20）的废气流过的第二通道（52），并且由第二通道（52）中的废气加热第一通道（50）中的加热介质的加热装置（14），把由加热装置（14）加热后的加热介质分离成气相和液相的气液分离装置（26），以及由气液分离装置（26）分离的气相加热介质驱动的涡轮发电装置（18）。

Solar thermal power generation equipment

A solar thermal power generation system using a heating medium in liquid phase and gas phase transition between the (10), including the solar thermal power system: heat exchanger by Fresnel type solar thermal heating medium set (22), gas turbine power generation device in the exhaust gas at the same time (20), including heat is composed of a Fresnel type (22) in the first channel through the heating of the heating medium (50) and is located in the first channel (50) from the gas turbine power generation device (20) near the exhaust gas through the second channel (52), and the second channel (52) of the exhaust gas in the heating of the first channel (50) heating in the heating medium (14), the heating device (14) separating the heating medium after heating into the gas-liquid separation device of gas phase and liquid phase (26), and a device (26) separated by gas-liquid separation of gas A turbine generator (18) driven by a phase heating medium.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用在液相与气相之间进行相变的加热介质、并且利用太阳能热的太阳能热发电系统。
技术介绍
如在专利文献1中公开的那样，已知利用加热介质和太阳能热（即，太阳热）的太阳能热发电系统。在专利文献1中公开的太阳能热发电系统中，由太阳能热加热的第一加热介质把太阳能热传递给蓄热槽，以便太阳能热蓄存在蓄热槽中。第二加热介质由蓄存在蓄热槽中的热量加热，随后进一步在锅炉装置中被加热以便蒸发。蒸发的第二加热介质驱动汽轮机发电装置。为了用太阳能热加热加热介质，使用把太阳能热收集到加热介质中的太阳能集热装置。太阳能集热装置中存在有抛物槽式集热器、菲涅尔式集热器（或线性菲涅尔集热器）、塔式集热器（或中央塔集热器）等等（参见专利文献2和3）。如图12中所示，抛物槽式集热器具有各自截面为抛物线形状的抛物槽镜1010。抛物槽镜1010被构造成朝向设置在抛物线的焦点、并且加热介质在其中流动的吸热管1012反射太阳光。抛物槽镜1010的倾角根据太阳的移动进行调整。如图13中所示，菲涅尔式集热器具有多个平面镜1022。吸热管与平面镜1022平行地设置在平面镜1022的上方。平面镜被构造成根据太阳的移动，朝向吸热管1020反射太阳光。各平面镜1022的倾角根据太阳的移动进行调整。如图14A-14B中所示，塔式集热器具有包括加热介质在其中流动的顶部1030的塔1032，以及设置在各自以塔1032为中心并且至塔1032距离不同的多个同心圆、同心半圆或同心多边形上的多个平面镜1034（以下称为定日镜）。各定日镜1034被构造成朝向塔1032的顶部1030反射太阳光。各定日镜1034的倾角根据太阳的移动进行调整。使用真空式管或非真空式管，作为用反射的太阳光照射（即，由太阳能热加热）的吸热管。抗散热并且热损失小的真空式管，例如由加热介质流过的钢管和围绕钢管的玻璃管构成。钢管与玻璃管之间的空间（即，腔室）保持真空状态。在钢管的外表面上，形成能够有选择地吸收特定波长的太阳光的涂膜。真空式管常常用在使用油作为加热介质并且使用抛物槽式集热器作为集热装置的系统中。非真空式管例如是简单的钢管。非真空式管比真空式管更散热，但是具有实现低制造成本和容易处理的简单结构的优点。非真空式管常常用在使用水作为加热介质并且使用菲涅尔式集热器作为集热装置的系统中。在专利文献4中，公开了一种加热介质流过其中并且蓄存加热介质的热量的管道。专利文献4中公开的太阳能热发电系统被构造成把加热介质的热量蓄存在管道中设置的蓄热介质中，并且用蓄存在蓄热介质中的热量加热加热介质。为了有选择地进行加热介质与蓄热介质之间的热交换，设置有与蓄热介质热连接的主供给管、与蓄热介质热隔离的旁通管、以及用于使加热介质流动至主供给管或旁通管中的任一者的控制阀。引文列表专利文献专利文献1：日本特开2007-132330号公报专利文献2：日本特开2010-058058号公报专利文献3：日本特开2009-197733号公报专利文献2：WO2010/052710
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题到达地面的太阳热能的强度（将称为直接日射辐照度或简称为DNI）根据季节、时间、天气、场所等变化。例如，美国丹佛的直接日射辐照度的变化如图15A-15C中所示，日照时间随日历日而不同，每天的直接日射辐照度随每天的时间而不同。直接日射辐照度随云遮蔽太阳等天气突变而急剧变化。即，存在太阳能热不能充分加热加热介质的可能性。因而，存在利用由太阳能热充分加热的气相加热介质（例如水蒸气）发电的太阳能热发电系统不能充分发电的可能性。作为应对该问题的一种措施，如专利文献4中公开的太阳能热发电系统中所述，可设想把由太阳能热充分或过度加热之后加热介质保持的一部分热量蓄存在蓄热介质中，并且利用蓄存在蓄热介质中的热量加热由太阳能热未充分加热的加热介质。为了能够在任何时候加热加热介质，需要提供用于蓄存大量热量的大量蓄热介质，以及用于容纳所述大量蓄热介质的大型容器设施（例如蓄热槽）。结果，这导致太阳能热发电系统的制造成本和维护成本的增加。作为应对该问题的另一种措施，可设想使用收集太阳能热的效率较高（即，加热介质的加热效率更高）的抛物槽式集热器或塔式集热器，而非菲涅尔式集热器。然而，与菲涅尔式集热器相比，抛物槽式集热器和塔式集热器需要更高的制造成本和更高的维护成本。本专利技术的目的是提供一种具有廉价的结构，并且即使在诸如日照时间短、直接日射辐照度低、和/或直接日射辐照度急剧变化等情况下，也能够充分加热加热介质，从而能够充分发电的太阳能热发电系统。解决问题的手段为了实现该目的，本专利技术如下构成。根据本专利技术的一方面，提供了一种使用在液相与气相之间进行相变的加热介质的太阳能热发电系统，所述太阳能热发电系统包括：由太阳能热加热加热介质的菲涅尔式集热器；在排出废气的同时发电的燃气轮机发电装置；加热装置，包括由菲涅尔式集热器加热后的加热介质流过的第一通道，和位于第一通道附近并且来自燃气轮机发电装置的废气流过的第二通道，所述加热装置用于由第二通道中的废气加热第一通道中的加热介质；把由加热装置加热后的加热介质分离成气相和液相的气液分离装置；以及由气液分离装置分离的气相的加热介质驱动的涡轮发电装置。专利技术的效果根据本专利技术，使用廉价的结构，即使在诸如日照时间短、直接日射辐照度低、和/或直接日射辐照度急剧变化等情况下，也能够充分加热加热介质，因而太阳能热发电系统能够充分发电。附图说明根据参照附图关于优选实施例的说明，本专利技术的不同方面和特征将是显而易见的，在附图中：图1是根据本专利技术的实施例1的集成太阳能联合循环发电厂的概念图；图2是图1中所示的集成太阳能联合循环发电厂的示意性结构图；图3是加热装置的示意性结构图；图4是图3中所示的加热装置的截面图；图5A-5B是示出直接日射辐照度（DNI）与汽轮机的电力输出之间的关系的图；图6是比较例的加热装置的示意性结构图；图7是实施例1的改进形式的加热装置的截面图；图8是比较例的集成太阳能联合循环发电厂的示意性结构图；图9是根据本专利技术的实施例2的集成太阳能联合循环发电厂中的加热装置的示意性结构图；图10是根据本专利技术的实施例3的集成太阳能联合循环发电厂中的加热装置的示意性结构图；图11是根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用在液相与气相之间进行相变的加热介质的太阳能热发电系统，所述太阳能热发电系统包括：由太阳能热加热加热介质的菲涅尔式集热器，在排出废气的同时发电的燃气轮机发电装置，加热装置，包括由所述菲涅尔式集热器加热后的加热介质流过的第一通道，和位于所述第一通道附近并且来自所述燃气轮机发电装置的废气流过的第二通道，所述加热装置用于由所述第二通道中的废气加热所述第一通道中的加热介质，把由所述加热装置加热后的加热介质分离成气相和液相的气液分离装置，以及由所述气液分离装置分离的气相加热介质驱动的涡轮发电装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用在液相与气相之间进行相变的加热介质的太阳能热发
电系统，所述太阳能热发电系统包括：
由太阳能热加热加热介质的菲涅尔式集热器，
在排出废气的同时发电的燃气轮机发电装置，
加热装置，包括由所述菲涅尔式集热器加热后的加热介质流过的
第一通道，和位于所述第一通道附近并且来自所述燃气轮机发电装置
的废气流过的第二通道，所述加热装置用于由所述第二通道中的废气
加热所述第一通道中的加热介质，
把由所述加热装置加热后的加热介质分离成气相和液相的气液分
离装置，以及
由所述气液分离装置分离的气相加热介质驱动的涡轮发电装置。
2.根据权利要求1所述的太阳能热发电系统，还包括测量气相加
热介质的量的气体量测量装置，其中
通过基于由所述气体量测量装置测量的气相加热介质的量，控制
所述燃气轮机发电装置的电力输出，来调节供给至所述加热装置的第
二通道中的废气的量。
3.根据权利要求2所述的太阳能热发电系统，其中在由所述气体
量测量装置测量的气相加热介质的量超过规定量的情况下，停止所述
燃气轮机发电装置。
4.根据权利要求1所述的太阳能热发电系统，还包括向所述菲涅
尔式集热器供给液相加热介质的供给装置，其中
在所述供给装置供给至所述菲涅尔式集热器的液相加热介质的量
与由所述气液分离装置分离的液相加热介质的量几乎一样大的情况
下，停止所述燃气轮机发电装置。
5.根据权利要求1所述的太阳能热发电系统，还包括测量所述加
热装置的内部温度的温度测量装置，其中
通过控制所述燃气轮机发电装置的电力输出，调节供给至所述加
热装置的第二通道中的废气的量，使得由所述温度测量装置测量的温
度保持恒定。
6.根据权利要求1所述的太阳能热发电系统，其中在所述菲涅尔
式集热器开始加热加热介质之前，由来自所述燃气轮机发电装置的废
气使所述加热装置变暖。
7.根据权利要求1所述的太阳能热发电系统，还包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：大田秀明，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP