一种太阳能塔槽联合发电系统技术方案

本发明专利技术涉及太阳能光热发电技术领域，公开了一种太阳能塔槽联合发电系统。所述发电系统包括槽式集热器、塔式集热器、预热器、过热器和再热器；槽式集热器的加热管出口与预热器的传热流体入口相连；预热器的传热流体出口与槽式集热器的加热管入口相连；塔式集热器的加热管出口与过热器的传热流体入口和再热器的传热流体入口分别相连；过热器的传热流体出口和再热器的传热流体出口，与塔式集热器的加热管入口相连。本发明专利技术同时利用槽式集热器和塔式集热器，两者在各自最佳工作温度区间内工作，提高系统效率和塔式镜场的场地利用率；实现了对工质的分段加热，各换热器中的传热流体的流量可依据需要单独调整，从而降低换热温差和

A solar tower trough combined power generation system

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能塔槽联合发电系统
本专利技术涉及太阳能光热发电
，尤其涉及一种太阳能塔槽联合发电系统。
技术介绍
随着化石能源消耗和环境污染问题的凸显，太阳能被广泛认为是未来最有潜力替代传统化石能源的清洁能源。太阳能光热发电通常采用集热器来聚光集热发电，使用反射镜将太阳光会聚到用于吸收太阳能的接收器上，产生热量并将其传递给合成油、熔融盐或空气等传热流体。然后，传热流体直接或间接地为动力循环系统提供热量。与太阳能光伏发电相比，太阳能光热发电因其能量密度高，发电平稳，电网兼容性好，易于与现有火力发电厂集成等优点受到越来越多的关注。现有的太阳能光热电站均采用单一的集热器结构型式：太阳能槽式发电或者太阳能塔式发电。太阳能槽式发电技术，其所采用的反射镜是槽型抛物面，反射镜在白天采用单轴跟踪的形式跟踪太阳。反射镜将太阳光反射聚集到位于焦线处的加热管上。传热流体流经加热管并吸收由聚集的太阳光产生的热量，提供给发电系统。现有的太阳能槽式发电系统结构简图如图1所示，其传热流体的循环回路为：传热流体由槽式集热器11加热后，其中的一部分依次经过过热器22和预热器21，与流经过热器22和预热器21的朗肯循环换热后流回槽式集热器11，另一部分经过再热器23与流经再热器23的朗肯循环换热后流回槽式集热器11。太阳能塔式发电技术，是一种使用位于高塔顶部的接收器来接收聚集阳光的太阳能发电技术。它使用大量可移动的太阳能反射镜(称为定日镜)，每台定日镜都各自配有跟踪机构将太阳光实时准确地反射到位于塔顶的接收器上。该跟踪机构为双轴跟踪(从东向西，向上和向下)跟踪太阳。接收器吸收集中的太阳辐射将太阳能转换成热量，再被传热流体传递至热力循环系统用于发电。现有的太阳能塔式发电系统结构简图如图2所示，其传热流体的循环回路为：传热流体由塔式集热器12加热后，其中的一部分依次经过过热器22和预热器21，与流经过热器22和预热器21的朗肯循环换热后流回塔式集热器12，另一部分经过再热器23与流经再热器23的朗肯循环换热后流回塔式集热器12。太阳能槽式发电技术是最成熟和最具商业化的技术，但是其存在以下缺点：聚光比比较小，接收器的集热温度比较低，光热发电效率也比较低。太阳能塔式发电技术，由于在使用大量的定日镜时塔顶能够会聚大量的能量，接收器可以达到很高的温度，因此具有光热发电效率高的优点，而且可以实现大规模应用，但是同时具有投资成本高、系统复杂度高、吸热器换热温差大以及熔盐保温系统能耗大的缺点。此外，现有的太阳能塔式发电技术和太阳能槽式发电技术都存在传热流体与朗肯循环换热过程中的大温差和大损问题。这是由于，对于槽式发电和塔式发电技术，在传热流体与朗肯循环工质的换热过程中，如图3所示，朗肯循环工质存在相变，而传热流体无相变，因此传热过程存在着传热温差较大，传热损较大的问题。在现有的图1所示的太阳能槽式发电系统和图2所示的太阳能塔式发电系统结构下，由于传热流体只能以恒定的质量流量流经各换热器(预热器21、过热器22和再热器23)来实现换热，如图4所示，在夹点温差ΔTmin固定的情况下，如果增大传热流体的质量流量来减小传热流体曲线的斜率，则在减小蒸发段换热平均温差的同时也增大了预热段的换热平均温差；同样，如果减小传热流体的流量来增大传热流体曲线的斜率，则在减小预热段换热平均温差的同时也增大了蒸发段的换热平均温差，因此大温差和大损的问题始终无法避免。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳能塔槽联合发电系统，克服现有技术存在的因传热流体只能以恒定的质量流量流经各换热器导致大温差和大损的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种太阳能塔槽联合发电系统，包括：集热装置和换热装置；所述集热装置，包括：槽式集热器和塔式集热器；所述换热装置，包括：预热器、过热器和再热器，且所述预热器或者所述过热器还联合有蒸发器；所述槽式集热器的加热管出口，通过第一管道与所述预热器的传热流体入口相连；所述预热器的传热流体出口，通过第二管道与所述槽式集热器的加热管入口相连；所述塔式集热器的加热管出口，通过第三管道与所述过热器的传热流体入口和所述再热器的传热流体入口分别相连；所述过热器的传热流体出口和所述再热器的传热流体出口，分别通过第四管道与所述塔式集热器的加热管入口相连。可选的，还包括储热装置；所述储热装置包括：低温储热罐、中温储热罐和高温储热罐；所述低温储热罐的入口通过第一阀门与所述第二管道相连，所述低温储热罐的出口通过第二阀门与所述第二管道相连；所述高温储热罐的入口通过第三阀门与所述第三管道相连，所述高温储热罐的出口通过第四阀门与所述第三管道相连；所述中温储热罐的第一入口，通过第五阀门与所述第一管道相连；所述中温储热罐的第一出口，通过第六阀门与所述第一管道相连；所述中温储热罐的第二入口，通过第五阀门与所述第四管道相连；所述中温储热罐的第二出口，通过第六阀门与所述第四管道相连。可选的，还包括汽轮机，所述汽轮机包括高压缸和中低压缸；所述过热器的工质出口与所述高压缸的工质入口相连；所述高压缸的工质出口与所述再热器的工质入口相连；所述再热器的工质出口与所述中低压缸的工质入口相连；所述中低压缸的第一工质出口与除氧器的入口相连，所述中低压缸的第二工质出口经过凝汽器与所述除氧器的入口相连；所述除氧器的出口与所述预热器的工质入口相连，所述预热器的工质出口与所述过热器的工质入口相连。可选的，所述槽式集热器的传热流体出口温度设计值，与所述塔式集热器的传热流体入口温度设计值不相等。可选的，流经所述集热装置和所述换热装置的传热流体，包括：合成油、熔融盐或空气；流经所述换热装置的朗肯循环工质，包括：水、CO2或者有机工质。本专利技术还提出了另一种太阳能塔槽联合发电系统，包括：集热装置、储热装置和换热装置；所述集热装置，包括：槽式集热器和塔式集热器；所述储热装置包括：低温储热罐、中温储热罐和高温储热罐；所述换热装置，包括：预热器、过热器和再热器，且所述预热器或者所述过热器还联合有蒸发器；所述槽式集热器的加热管出口，通过第一管道与所述中温储热罐的第一入口相连；所述中温储热罐的第一出口，通过第二管道与所述预热器的传热流体入口相连；所述预热器的传热流体出口，通过第三管道与所述低温储热罐的入口相连；所述低温储热罐的出口，通过第四管道与所述槽式集热器的加热管入口相连；所述塔式集热器的加热管出口，通过第五管道与所述高温储热罐的入口相连；所述高温储热罐的出口，通过第六管道与所述过热器的传热流体入口和所述再热器的传热流体入口分别相连；所述过热器的传热流体出口和所述再热器的传热流体出口，分别通过第七管道与所述中温储热罐的第二入口相连；所述中温储热罐的第二出口，通过第八管道与所述塔式集热器的加热管入口相连。可选的，还包括汽轮机，所述汽轮机包括高压缸和中低压缸；所述过热器的工质出口与所述高压缸的工质入口相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能塔槽联合发电系统，其特征在于，包括：集热装置和换热装置；/n所述集热装置，包括：槽式集热器和塔式集热器；/n所述换热装置，包括：预热器、过热器和再热器，且所述预热器或者所述过热器还联合有蒸发器；/n所述槽式集热器的加热管出口，通过第一管道与所述预热器的传热流体入口相连；所述预热器的传热流体出口，通过第二管道与所述槽式集热器的加热管入口相连；/n所述塔式集热器的加热管出口，通过第三管道与所述过热器的传热流体入口和所述再热器的传热流体入口分别相连；所述过热器的传热流体出口和所述再热器的传热流体出口，分别通过第四管道与所述塔式集热器的加热管入口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能塔槽联合发电系统，其特征在于，包括：集热装置和换热装置；
所述集热装置，包括：槽式集热器和塔式集热器；
所述换热装置，包括：预热器、过热器和再热器，且所述预热器或者所述过热器还联合有蒸发器；
所述槽式集热器的加热管出口，通过第一管道与所述预热器的传热流体入口相连；所述预热器的传热流体出口，通过第二管道与所述槽式集热器的加热管入口相连；
所述塔式集热器的加热管出口，通过第三管道与所述过热器的传热流体入口和所述再热器的传热流体入口分别相连；所述过热器的传热流体出口和所述再热器的传热流体出口，分别通过第四管道与所述塔式集热器的加热管入口相连。


2.根据权利要求1所述的太阳能塔槽联合发电系统，其特征在于，还包括储热装置；
所述储热装置包括：低温储热罐、中温储热罐和高温储热罐；
所述低温储热罐的入口通过第一阀门与所述第二管道相连，所述低温储热罐的出口通过第二阀门与所述第二管道相连；
所述高温储热罐的入口通过第三阀门与所述第三管道相连，所述高温储热罐的出口通过第四阀门与所述第三管道相连；
所述中温储热罐的第一入口，通过第五阀门与所述第一管道相连；所述中温储热罐的第一出口，通过第六阀门与所述第一管道相连；所述中温储热罐的第二入口，通过第五阀门与所述第四管道相连；所述中温储热罐的第二出口，通过第六阀门与所述第四管道相连。


3.根据权利要求1或2所述的太阳能塔槽联合发电系统，其特征在于，还包括汽轮机，所述汽轮机包括高压缸和中低压缸；
所述过热器的工质出口与所述高压缸的工质入口相连；
所述高压缸的工质出口与所述再热器的工质入口相连；
所述再热器的工质出口与所述中低压缸的工质入口相连；
所述中低压缸的第一工质出口与除氧器的入口相连，所述中低压缸的第二工质出口经过凝汽器与所述除氧器的入口相连；
所述除氧器的出口与所述预热器的工质入口相连，
所述预热器的工质出口与所述过热器的工质入口相连。


4.根据权利要求1或2所述的太阳能塔槽联合发电系统，其特征在于，所述槽式集热器的传热流体出口温度设计值，与所述塔式集热器的传热流体入口温度设计值不相等。


5.根据权利要求1所述的太阳能塔槽联合发电系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：广东;44