【技术实现步骤摘要】
本技术属于太阳能光热应用，特别涉及到太阳能光热发电技术。
技术介绍
1、目前太阳能应用于大规模发电的技术主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电，现在的实际情况是：太阳能光伏发电已经做到了低造价实施，因此，已经成为目前的主流太阳能发电技术；而太阳能光热发电则由于造价较高，且效率相对于太阳能光伏发电也并没有很大的优势，所以，目前的实际应用情况并不理想。
2、由于太阳能光热发电技术具有自带蓄热、可实现稳定的电力输出的优势，所以，该技术仍成为具有发展潜力的、竞相研究的技术方向。
3、为降低太阳能光热发电系统的造价、提升系统的效率，本技术提供一种光热储能发电系统。
技术实现思路
1、为改进目前光热发电系统造价偏高、效率不高的状态，本技术提供一种光热储能发电系统，通过对该光热储能发电系统多个环节的改进或改变，使整个系统的效率取得较大的提升、整个系统的造价有较大幅度的下降，并且还具有其它多方面有益效果，具体描述如下：
2、一种光热储能发电系统，包括：光热储能系统和发电系统；
3、所述光热储能系统包括：太阳能镜场、集热装置、蓄热装置、热传输管路、发动机工质、热传输工质、热传输工质动力循环装置；所述发电系统包括发动机和发电机；其特征是：
4、所述发动机工质为空气，所述热传输工质为熔盐或二相流物质；
5、所述集热装置的数量为多个，采用多行与多列的布局方式且行距和列距相等；
6、所述太阳能镜场包括多个镜场模块，各镜场模块包
7、所述热传输工质动力循环装置驱动所述热传输工质并使其在所述集热装置、蓄热装置、热传输管路、发动机中循环流动。
8、如上所述光热储能发电系统采用多个镜场模块、多个集热装置以及空气工质热力循环等技术方案，实现了与现有太阳能光热发电系统显著不同的太阳能光热发电技术方案；
9、模块化的太阳能镜场与集热装置具备更加灵活的现场布局、将传统的一个大型集热装置分解为多个小型集热装置，可缩小集热装置的外形尺寸、减小镜场的占地面积、有利于降低集热装置的建造造价；
10、采用空气介质热力循环，可大幅度降低热力循环的工作压力，从而降低发动机的造价；
11、通过所述镜场模块与集热器的特定相对位置布局，可实现更高的太阳能吸收效率，并可降低镜场模块的造价；
12、采用所述镜场模块与集热器的相对位置和尺寸关系，使聚光镜在与太阳光线对焦过程中，相互之间的遮挡情况大幅度减少，从而提高了整个镜场占地面积的利用率；
13、采用上述技术措施，最终实现整个系统效率的较大幅度的提升与较大幅度的成本下降。
14、进一步地，所述太阳能镜场分为固定指向镜场区和变化指向镜场区两部分；所述固定指向镜场区位于靠近集热器的镜场区域；所述变化指向镜场区位于远离集热器的位置。
15、由于采用了前述的聚光镜与集热器的相对位置布局，使我们具备了区分固定指向镜场区和变化指向镜场的可行性，通过区分固定指向与变化指向的镜场区，使各聚光镜更加有效地反射太阳能光线并更加有效地被集热器接收，提升了太阳能的利用效率。
16、进一步地，所述集热装置包括集热器和塔架，所述塔架包括塔柱和横梁；所述塔柱固定在地面上，横梁安装固定在塔柱的上部；所述集热器安装固定在所述横梁上远离塔柱的一端。
17、采用这种集热装置安装结构，与传统集热装置将集热器安装在塔顶的安装方式相比，集热器的受光面增大，集热器被塔柱遮挡的可能性大幅度降低，聚光镜可以安装在集热器的正下方及靠近塔柱的位置，这就进一步提高了整个太阳能镜场的利用面积；这同时也使太阳能镜场动态跟踪太阳光的效率得以提升、也有利于降低塔柱的高度，从而降低塔架与集热装置的总体造价。
18、进一步地，所述蓄热装置包括：蓄热介质、介质容器、蓄放热换热器、热传输工质；所述蓄热介质为沙粒；蓄热介质填充于所述介质容器内部；所述蓄放热换热器为蛇形管换热器，蛇形管内为热传输工质的流通空间；蓄放热换热器的蛇形传热管路分布于蓄热介质之间；蓄放热换热器的热传输工质的进口和出口与所述热传输管路连接。
19、这种采用沙粒作为蓄热介质的技术方案应用于所述光热储能发电系统，与常规的采用熔盐作为蓄热介质的技术方案相比，可显著降低储能系统的材料成本，因为沙子是非常容易获取的物质；也不存在熔盐材料的凝固风险。
20、优选地，所述蓄热装置采用低温差蓄热技术，即最高蓄热温度与放热后的最低温度之间的差值为60℃到135℃之间。
21、采用这种技术方案，可以提高蓄热装置的热能输出温度，从而提高输出热能的品位，因此，可提高热能利用的效率。
22、进一步地， 所述发动机包括压缩机组、膨胀机组、散热器组、加热器组、回热器、转子轴，所述压缩机组、膨胀机组用所述转子轴同轴串接在一起，所述发动机的工质热力循环包括依次完成的近似等温压缩过程、等压升温过程、等温膨胀过程、等压降温过程。
23、采用该技术方案，与传统的采用水蒸气压缩循环的发动机相比，发动机的工作压力显著降低，因此，发动机部件的承压压力显著降低，有利于降低发动机的造价；
24、另外，这种方案还使发动机各部件的工作温度大幅度降低，这也非常有利于降低发动机的造价；
25、该热力循环还有一个好处是：系统的密封性能要求不高，即使有一定的泄漏，对发动机的效率影响也不大，这就降低了相关零部件的加工要求，即降低了制造成本。
26、进一步地，所述压缩机组包括由转子轴依次机械连接的首级压缩机、次级压缩机、多个中间级压缩机以及末级压缩机；所述各级压缩机为离心式或轴流式类型；
27、每两级压缩机之间设置发动机工质管路，所述发动机工质管路的两端分别连接前一级压缩机的工质出口和后一级压缩机的工质进口；
28、所述散热器组包括首级散热器、次级散热器、多个中间级散热器、末级散热器，各级散热器安装在对应的各级压缩机的发动机工质管路中，各级散热器为发动机工质与大气的热交换器或者是发动机工质与水的热交换器；
29、所述各级散热器的热侧进口连接到前一级压缩机的工质出口，热侧出口连接到后一级压缩机的工质进口；当散热器采用发动机工质与大气的热交换器类型时，散热器冷侧进口和出口均与大气连通；当散热器采用发动机工质与水的热交换器类型时，散热器冷侧进口和出口均与冷水系统连通。
30、采用该技术方案，使首级压缩机的入口温度和末级压缩机的出口温度尽量接近，最终实现近似的等温压缩过程，提升整台发电机的热力循环效率。
31、进一步地,所述膨胀机组包括由转子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光热储能发电系统，包括：光热储能系统和发电系统；所述光热储能系统包括：太阳能镜场、集热装置、蓄热装置、热传输管路、发动机工质、热传输工质、热传输工质动力循环装置；所述发电系统包括发动机和发电机，其特征是：
2.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：所述太阳能镜场分为固定指向镜场区和变化指向镜场区两部分；所述固定指向镜场区位于靠近集热器的镜场区域；所述变化指向镜场区位于远离集热器的位置。
3.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：所述集热装置包括集热器和塔架，所述塔架包括塔柱和横梁；所述塔柱固定在地面上，横梁安装固定在塔柱的上部；所述集热器安装固定在所述横梁上远离塔柱的一端。
4.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：
5.根据权利要求4所述的光热储能发电系统，其特征是：所述蓄热装置的最高蓄热温度与放热后的最低温度之间的差值为60℃到135℃之间。
6.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：
7.根据权利要求6所述的光热储能发电系统，其特征是：
8.根
9.根据权利要求6所述的光热储能发电系统，其特征是：所述回热器的冷侧进口连接到末级压缩机的工质出口，冷侧出口连接到首级膨胀机的工质进口；其热侧进口连接到末级膨胀机的工质出口，热侧出口连通到大气。
10.根据权利要求7所述的光热储能发电系统，其特征是：所述压缩机组的每级压缩机将发动机工质压缩之后，工质的温升为20℃到60℃之间。
11.根据权利要求8所述的光热储能发电系统，其特征是：所述膨胀机组的每级膨胀机将发动机工质膨胀之后，工质的温降被控制在20℃到60℃之间。
12.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：
13.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：
14.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：集热器包括保温帽盖、太阳能接收镜及吸热器；所述吸热器安装于所述保温帽盖、太阳能接收镜所围成的空间之内；所述吸热器为热管式换热器。
15.根据权利要求14所述的光热储能发电系统，其特征是：所述热管式换热器包括至少一个套管式换热器，该套管式换热器包括液体集管、气体集管、分液管、吸热管，所述分液管和吸热管均为多根；所述液体集管位于气体集管的上方且与气体集管平行；所述吸热管为一端封闭另一端开口的管子，各吸热管轴线与地面垂直安装且各吸热管开口端沿气体集管轴线方向均匀分布并对接于气体集管的下部；所述分液管与吸热管同轴安装；所述分液管的两端均为开口端；各分液管的一端与液体集管的下部对接，另一端贯穿气体集管后插入到吸热管中。
16.根据权利要求15所述的光热储能发电系统，其特征是：所述吸热管为锥形管，锥形管直径较小的一端为封闭端，直接较大的一端为开口端且与所述气体集管的下部对接。
...【技术特征摘要】
1.一种光热储能发电系统，包括：光热储能系统和发电系统；所述光热储能系统包括：太阳能镜场、集热装置、蓄热装置、热传输管路、发动机工质、热传输工质、热传输工质动力循环装置；所述发电系统包括发动机和发电机，其特征是：
2.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：所述太阳能镜场分为固定指向镜场区和变化指向镜场区两部分；所述固定指向镜场区位于靠近集热器的镜场区域；所述变化指向镜场区位于远离集热器的位置。
3.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：所述集热装置包括集热器和塔架，所述塔架包括塔柱和横梁；所述塔柱固定在地面上，横梁安装固定在塔柱的上部；所述集热器安装固定在所述横梁上远离塔柱的一端。
4.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：
5.根据权利要求4所述的光热储能发电系统，其特征是：所述蓄热装置的最高蓄热温度与放热后的最低温度之间的差值为60℃到135℃之间。
6.根据权利要求1所述的光热储能发电系统，其特征是：
7.根据权利要求6所述的光热储能发电系统，其特征是：
8.根据权利要求6所述的光热储能发电系统，其特征是：
9.根据权利要求6所述的光热储能发电系统，其特征是：所述回热器的冷侧进口连接到末级压缩机的工质出口，冷侧出口连接到首级膨胀机的工质进口；其热侧进口连接到末级膨胀机的工质出口，热侧出口连通到大气。
10.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝长宇，丁式平，祝帝文，
申请(专利权)人：北京中热能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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