一种太阳能蓄热系统技术方案

本发明专利技术涉及太阳能光热技术领域，尤其涉及一种太阳能集热和储热的太阳能系统及方法。系统包括聚光集热系统和蓄热循环系统，其中所述聚光集热系统包括塔架、多个聚光反射定日镜以及多个平面反射镜；所述蓄热循环系统包括驱动装置、集热换热器、常温工质储存装置、高温工质储存装置和蓄热工质。本发明专利技术通过对太阳能集热产生恒定温度热源，并可向外提供稳定可控的热能供应，具有温度可调可控、输出稳定、光热效率高和便于应用的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能蓄热系统
本专利技术涉及太阳能光热
，尤其涉及一种太阳能集热和储热的太阳能系统及方法。
技术介绍
我国太阳能热利用产业经过数十年的发展，取得了令人瞩目的成就，形成了积极有序和持续发展的态势。与光伏不同，光热的发展鲜有光环也少有跌宕，有的只是坚实的脚步。经过近10年的高速发展，光热的年产值已达千亿元，太阳能集热器的年产量超过4200万平方米，占到全世界的70％以上，太阳能的安装保有量达1.45亿平方米，占世界80％以上。与此同时，太阳能光热的产能95％是在国内消化，节能贡献率日益凸显。但在全球经济疲软的大环境下，太阳能热利用产业也面临着增速减缓的境遇。太阳能光热正在经历一场产业变革，标志性的信号是传统的产业边界正在被打破，太阳能龙头企业正在向热能、热电以及多能源复合供应商转型和拓界。“大光热”是方向，在企业战略层面，当前任务是以太阳能光热为核心，通过技术创新及多能源技术的复合，从单一能源向复合能源转型，从单一的热水向热能、热电的中高温领域拓展。同时，多能源复合应用技术以及能源储存技术是很重要的一步。太阳能集热蓄热是太阳能热利用系统的主要途径，太阳能集热器吸收太阳辐射的光，产生很大的热能，从而提供源源不断的动力。传统的太阳能光热系统所用的集热蓄热技术相似，一般采用集热器进行光热集热，加热集热器中的导热工质；低温系统一般采用水作为导热工质，中温系统一般采用导热油，高温系统则一般采用熔融盐。中低温系统的热利用效率较低，且能量密度较低，不易大规模存储应用；而高温系统则会面临熔融盐凝固堵塞管路等问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要的目的是提供一种太阳能蓄热系统及方法，解决现有太阳能光热集热蓄热时存在的光热利用效率低、不宜存储、熔融盐凝固及应用不便等问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能蓄热系统，至少包括聚光集热系统和蓄热循环系统。其中所述聚光集热系统包括塔架、多个聚光反射定日镜以及多个平面反射镜。所述蓄热循环系统包括驱动装置、集热换热器、常温工质储存装置、高温工质储存装置和蓄热工质。所述聚光集热系统包括多台聚光反射定日镜，所述聚光反射定日镜排列设置于支撑结构上。进一步，所述聚光反射定日镜均设有自动追日控制装置以及旋转装置。进一步，每台所述聚光反射定日镜包括多个凹面反射镜，所述凹面反射镜为镜面弧度可调的凹面反射镜。所述聚光装置包括多台平面反射镜，所述平面反射镜吊装设置在10～50米高的塔架下方。进一步，每台所述平面反射镜均通过转动装置安装在所述塔架上。所述集热换热器中封装有熔融盐工质，并具有供所属蓄热工质通过和换热的通道。进一步，所述熔融盐优选为KNO3和NaNO3的混合盐。进一步，所述集热换热器安装在所述平面反射镜塔架正下方。所述高温工质储存装置设置在所述集热换热器下游，高温驱动装置上游；所述蓄热工质经所述集热换热器加热后进入所述高温工质储存装置。进一步，所述高温工质储存装置的优选工作参数为380℃至400℃，3MPa。所述高温驱动装置设置在所述高温工质储存装置下游，系统外热负载上游；所述高温驱动装置驱动所述高温工质储存装置中的所述蓄热工质对系统外热负载供热。所述常温工质储存装置设置在系统外热负载下游，所述常温驱动装置上游；经系统外热负载吸热降温后的所述蓄热工质进入常温工质储存装置。进一步，所述常温工质储存装置的优选工作参数为20℃至80℃，3MPa。所述蓄热循环系统存在控制系统，控制所述蓄热工质经所述集热换热器后的温度平稳。所述一种太阳能蓄热系统，系统通过高温的所述蓄热工质对系统外热负载供热；所述供热形式可以是直接提供所述高温蓄热工质流体，也可以采用所述高温蓄热工质通过换热器对系统外提供热量。进一步，所述蓄热工质优选为导热油。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供的一种太阳能蓄热系统，采用聚光集热系统、蓄热循环系统组成太阳能光热系统，通过精确控温和工艺流程，实现太阳能光热从富集到存储再到利用的高效光热应用途径，有利于光热技术的推广应用。本专利技术提供的一种太阳能蓄热系统，采用广泛应用的塔式的太阳能聚光集热系统，能够将集热中心温度提升至800℃以上。本专利技术提供的一种太阳能蓄热系统，采用熔融盐集热换热一体式的集热换热器，在实现高效集热的同时对蓄热工质进行加热，避免了熔融盐在管道中流动存在的凝固堵塞问题。本专利技术提供的一种太阳能蓄热系统，采用恒温的蓄热工质对系统外热负载供热，供热功率稳定可控。附图说明图1是本专利技术实施例一种太阳能蓄热系统的结构示意图；图中：1：聚光反射定日镜；2：平面反射镜；3：集热换热器；4：高温工质储存装置；5：高温驱动装置；6：常温工质储存装置；7：常温驱动装置。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种太阳能蓄热系统，包括聚光集热系统、蓄热循环系统。所述聚光集热系统包括塔架、多个聚光反射定日镜1以及多个平面反射镜2，其中所述聚光反射定日镜1分别设置在所述平面反射镜2的周围或全部设置在平面反射镜2某一或若干个侧面，所述平面反射镜2设置在所述塔架顶部；所述聚光反射定日镜1与所述平面反射镜2数量相同，且各所述聚光反射定日镜1与各所述平面反射镜2一一对应；所述蓄热循环系统包括集热换热器3、高温工质储存装置4、高温驱动装置5、常温工质储存装置6和常温驱动装置7，以及蓄热工质；所述集热换热器在所述平面反射镜的塔架正下方；所述常温工质储存装置6、常温驱动装置7、集热换热器3、高温工质储存装置4和高温驱动装置5依次连接；所述高温驱动装置5与所述常温工质储存装置6通过用热负荷连接；所述蓄热工质存在于在所述常温工质储存装置6、常温驱动装置7、集热换热器3、高温工质储存装置4和高温驱动装置5构成的回路中。所述聚光集热系统包括多台聚光反射定日镜1，所述聚光反射定日镜1排列设置于支撑结构上。进一步，所述聚光反射定日镜1均设有自动追日控制装置以及旋转装置。进一步，每台所述聚光反射定日镜1包括多个凹面反射镜，所述凹面反射镜为镜面弧度可调的凹面反射镜。所述聚光装置包括多台平面反射镜2，所述平面反射镜吊装设置在10～50米高的塔架下方。进一步，每台所述平面反射镜2均通过转动装置安装在所述塔架上。所述集热换热器3中封装有熔融盐工质，并具有供所属蓄热工质通过和换热的通道。进一步，所述熔融盐优选为KNO3和NaNO3的混合盐。进一步，所述集热换热器3安装在所述平面反射镜2塔架正下方。所述高温工质储存装置4设置在所述集热换热器3下游，高温驱动装置5上游；所述蓄热工质经所述集热换热器3加热后进入所述高温工质储存装置4。进一步，所述高温工质储存装置4的优选工作参数为380℃至400℃，3MPa。所述高温驱动装置5设置在所述高温工质储存装置4下游，系统外热负载上游；所述高温驱动装置驱动5所述高温工质储存装置4中的所述蓄热工质对系统外热负载供热。所述常温工质储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能蓄热系统，其特征在于：至少包括聚光集热系统和蓄热循环系统；所述聚光集热系统包括塔架、多个聚光反射定日镜以及多个平面反射镜，其中所述聚光反射定日镜分别设置在所述塔架的周围或全部设置在所述塔架某一或若干个侧面，所述平面反射镜设置在所述塔架顶部；所述聚光反射定日镜与所述平面反射镜数量相同，且各所述聚光反射定日镜与各所述平面反射镜一一对应；所蓄热循环系统包括驱动装置、集热换热器、常温工质储存装置、高温工质储存装置和蓄热工质；所述集热换热器在所述平面反射镜的塔架正下方；所述常温工质储存装置、常温驱动装置、集热换热器、高温工质储存装置和高温驱动装置依次连接；所述高温驱动装置与所述常温工质储存装置通过用热负荷连接；所述蓄热工质存在于在所述常温工质储存装置、驱动装置、集热换热器和高温工质储存装置构成的回路中。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能蓄热系统，其特征在于：至少包括聚光集热系统和蓄热循环系统；所述聚光集热系统包括塔架、多个聚光反射定日镜以及多个平面反射镜，其中所述聚光反射定日镜分别设置在所述塔架的周围或全部设置在所述塔架某一或若干个侧面，所述平面反射镜设置在所述塔架顶部；所述聚光反射定日镜与所述平面反射镜数量相同，且各所述聚光反射定日镜与各所述平面反射镜一一对应；所蓄热循环系统包括驱动装置、集热换热器、常温工质储存装置、高温工质储存装置和蓄热工质；所述集热换热器在所述平面反射镜的塔架正下方；所述常温工质储存装置、常温驱动装置、集热换热器、高温工质储存装置和高温驱动装置依次连接；所述高温驱动装置与所述常温工质储存装置通过用热负荷连接；所述蓄热工质存在于在所述常温工质储存装置、驱动装置、集热换热器和高温工质储存装置构成的回路中。2.根据权利要求1所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：所述聚光集热系统包括多台聚光反射定日镜，所述聚光反射定日镜排列设置于支撑结构上。3.根据权利要求2所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：所述聚光反射定日镜均设有自动追日控制装置以及旋转装置。4.根据权利要求2所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：每台所述聚光反射定日镜包括多个凹面反射镜，所述凹面反射镜为镜面弧度可调的凹面反射镜。5.根据权利要求1所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：所述聚光装置包括多台平面反射镜，所述平面反射镜吊装设置在10～50米高的塔架下方。6.根据权利要求5所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：每台所述平面反射镜均通过转动装置安装在所述塔架上。7.根据权利要求1所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：所述集热换热器中封装有熔融盐工质，并具有供所属蓄热工质通过和换热的通道。8.根据权利要求7所述的一种太阳能蓄热系统，其特征在于：所述集热换热器安装在所述平面反射镜塔架...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，陈晓弢，宋洁，司杨，薛小代，
申请(专利权)人：国家电网公司，全球能源互联网研究院，国网江苏省电力公司信息通信分公司，青海大学，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11