一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电站制造技术

本发明专利技术提供了一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电站，该塔式太阳能热发电站包括凝结水泵、除氧器、给水泵、超临界水吸热器、熔盐蓄热系统、汽轮机、发电机、凝汽器，熔盐蓄热系统包括水-熔盐换热器、扩容器、冷盐罐、热盐罐、冷盐泵、热盐泵、熔盐-水换热器。凝结水经除氧器加热后，通过给水泵输入超临界水吸热器，吸收太阳辐射将除氧后的水转化为超临界水进入汽轮机做功发电。本发明专利技术结合超临界水做功发电和熔盐蓄热，使本发明专利技术适用于各种太阳能辐射情况，热电转换效率高；利用超临界水做功效率高和无相变的性质，采用简单的单级蓄热系统就可以保证很高的热电效率，同时相对于熔盐吸热器，避免了熔盐在上塔流程中凝固的风险。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电站，该塔式太阳能热发电站包括凝结水泵、除氧器、给水泵、超临界水吸热器、熔盐蓄热系统、汽轮机、发电机、凝汽器，熔盐蓄热系统包括水-熔盐换热器、扩容器、冷盐罐、热盐罐、冷盐泵、热盐泵、熔盐-水换热器。凝结水经除氧器加热后，通过给水泵输入超临界水吸热器，吸收太阳辐射将除氧后的水转化为超临界水进入汽轮机做功发电。本专利技术结合超临界水做功发电和熔盐蓄热，使本专利技术适用于各种太阳能辐射情况，热电转换效率高；利用超临界水做功效率高和无相变的性质，采用简单的单级蓄热系统就可以保证很高的热电效率，同时相对于熔盐吸热器，避免了熔盐在上塔流程中凝固的风险。【专利说明】一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电立占
本专利技术涉及塔式太阳能热发电
，特别涉及一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电站。
技术介绍
太阳能高温热发电技术是太阳能规模利用的一个重要方向，对人类解决化石能源危机、空汽污染等问题具有深远的意义。太阳能高温热发电有多种技术方向:根据聚焦方式的不同，可分为碟式、槽式、塔式等方式；采用的工质有水(水蒸汽)、熔盐、空汽、导热油、液态金属和其他导热介质等。塔式聚焦的太阳能光热发电系统，聚焦倍数通常能达到500?1000倍，因而具有大容量、高参数等优点，在近年受到世界许多国家的关注。以水为工质的塔式太阳能热发电系统具有价格便宜、换热效果好、控制简单等特点，因此该类型的研究最先在太阳能塔式热发电上得以应用。但水工质几乎没有蓄热能力，无法在夜晚和天气不好时发电，并且受阴天、乌云等影响很大。而熔盐具有热容高、液相温度范围宽、流动性好等特点，对其作为载热介质的研究越来越受到各国学者的重视。熔盐在吸热器中吸热升温，然后通过蒸汽发生装置产生电站需要的参数的蒸汽。但是，熔盐的凝固点很高，如果上塔进入吸热器则非常容易凝固堵管，对管道预热、设备保温、运行维护等要求也更加严格。本专利技术希望结合水和熔盐的优势，在保证和提高热电效率的情况下尽量避免系统变得过于复杂。水吸热器熔盐蓄热，在传统的水-蒸发-过热的模式下，由于水蒸汽的饱和温度有限而过热段能量较小，所以在换热给熔盐时无法将熔盐加热到较高的温度，除非用多级蓄热装置，否则蓄热系统的火用损失非常大。
技术实现思路
本专利技术为一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电站，包括依次相连并形成第一发电回路的除氧器、给水泵、超临界水吸热器、汽轮机、凝汽器和凝结水泵，所述汽轮机与一发电机相连；初始状态下在所述除氧器的输入端进行补水，水经过所述除氧器除氧后，通过所述给水泵输送给设置在塔台上的所述超临界水吸热器，所述超临界水吸热器吸收太阳能将除氧后的水转变成超临界水输出，所述超临界水进入所述汽轮机带动所述发电机做功发电，所述超临界水放热做功后在所述凝汽器中重新冷凝成凝结水，在所述凝结水泵的作用下再次进入所述除氧器内。较佳地，所述塔式太阳能发电站还包括熔盐蓄热系统，所述熔盐蓄热系统并联在所述超临界水吸热器和所述汽轮机之间的回路上；所述熔盐蓄热系统与所述除氧器的输入端相连，所述除氧器、给水泵、超临界水吸热器和所述熔盐蓄热系统形成一储能工作回路；所述熔盐蓄热系统还与所述给水泵的输出端相连，所述除氧器、给水泵、熔盐蓄热系统、汽轮机、凝汽器和凝结水泵形成第二发电回路。较佳地，所述熔盐蓄热系统包括水-熔盐换热器、扩容器、冷盐罐、冷盐泵、热盐罐、热盐泵、熔盐-水换热器； 所述水-熔盐换热器的两端分别连接所述热盐罐和所述冷盐罐的一端，且所述水-熔盐换热器与所述热盐罐的连接端还与所述超临界水吸热器的输出端相连，所述水-熔盐换热器与所述冷盐罐的连接端还通过所述扩容器与所述除氧器的输入端相连； 所述熔盐-水换热器的两端分别连接所述热盐罐和所述冷盐罐的另一端，且所述熔盐-水换热器与所述热盐罐的连接端还与所述汽轮机的输入端相连，所述熔盐-水换热器与所述冷盐罐的连接端还与所述给水泵的输出端相连。较佳地，所述水-熔盐换热器与所述冷盐罐之间设置有冷盐泵，所述热盐罐与所述熔盐-水换热器之间设置有热盐泵。较佳地，所述给水泵的输出端与所述超临界水吸热器的输入端之间设置有一主给水调节阀，所述给水泵的输出端与所述熔盐-水换热器的输入端之间设置有一副给水调节阀，所述超临界水吸热器的输出端与所述汽轮机的输入端设置有一主蒸汽调节阀，所述超临界水吸热器的输出端与所述水-熔盐换热器的输入端设置有一蒸汽进口截止阀，所述熔盐-水换热器的输出端与汽轮机的输入端设置有一蒸汽出口调节阀。较佳地，所述扩容器的输出端设置有一热量输出通道，用于向其他供热设备供热。较佳地，当太阳辐射较好时，打开所述主给水调节阀、所述主蒸汽调节阀和所述蒸汽进口截止阀，关闭所述副给水调节阀和所述蒸汽出口调节阀；所述凝结水泵将凝结水送入所述除氧器，除氧后的水经过所述给水泵后进入所述超临界水吸热器，在太阳能辐射的作用下加热产生超临界水；一部分超临界水进入所述汽轮机带动所述发电机做功，放热做功后在所述凝汽器中重新冷凝成凝结水；另一部分超临界水通过所述水-熔盐换热器，将热量传给所述熔盐蓄热系统，然后可以通过所述扩容器减压闪蒸，得到的较低参数蒸汽可加热除氧器。较佳地，当太阳辐射稍弱，但所述超临界水吸热器仍能产生满足汽轮机60%?100%额定负荷的超临界水时，打开所述主给水调节阀和所述主蒸汽调节阀，关闭所述副给水调节阀、所述蒸汽进口截止阀和所述蒸汽出口调节阀；所述凝结水泵将凝结水送入所述除氧器，除氧后的水经过所述给水泵后进入所述超临界水吸热器加热生成超临界水，超临界水进入所述汽轮机带动所述发电机做功，并在放热做功后在所述凝汽器中重新冷凝成凝结水。较佳地，当太阳辐射较差，且所述超临界水吸热器4仍能产生满足汽轮机O?60%额定负荷的超临界水时，打开所述主给水调节阀、所述副给水调节阀、所述主蒸汽调节阀和所述蒸汽出口调节阀，关闭所述蒸汽进口截止阀；所述凝结水泵将凝结水送入所述除氧器，除氧后的水经过所述给水泵后分别进入所述超临界水吸热器和熔盐-水换热器，所述超临界水吸热器与熔盐蓄热系统共同产生60%?100%额定负荷的超临界水，超临界水进入汽轮机带动发电机做功，放热做功后在凝汽器中重新冷凝成凝结水。较佳地，当夜晚或所述超临界水吸热器无法产生超临界水时，打开所述副给水调节阀和所述蒸汽出口调节阀，关闭所述主给水调节阀、所述主蒸汽调节阀和所述蒸汽进口截止阀；所述凝结水泵将凝结水送入所述除氧器，除氧后的水经过所述给水泵后进入所述熔盐-水换热器，所述熔盐蓄热系统产生超临界水，超临界水进入所述汽轮机带动发电机做功，并在放热做功后在凝汽器中重新冷凝成凝结水。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:(1)本专利技术利用了超临界水做功效率高的优势，提高了塔式太阳能热发电光电转化效率；(2)本专利技术为塔式太阳能光热发电系统添加了熔盐蓄热系统，熔盐作为目前最为主流和优秀的蓄热介质，当夜晚或太阳辐射较差时，其存储的热量可以保证汽轮机发电；(3)本专利技术利用熔盐优势的同时，避免了熔盐上吸热塔，且熔盐系统设备能够紧凑布置，缩短了熔盐管道长度，极大的减小了熔盐凝固带来的系统安全风险；(4)本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用超临界水吸热器和熔盐蓄热的塔式太阳能热发电站，其特征在于，包括依次相连并形成第一发电回路的除氧器、给水泵、超临界水吸热器、汽轮机、凝汽器和凝结水泵，所述汽轮机与一发电机相连；初始状态下在所述除氧器的输入端进行补水，水经过所述除氧器除氧后，通过所述给水泵输送给设置在塔台上的所述超临界水吸热器，所述超临界水吸热器吸收太阳能将除氧后的水转变成超临界水输出，所述超临界水进入所述汽轮机带动所述发电机做功发电，所述超临界水放热做功后在所述凝汽器中重新冷凝成凝结水，在所述凝结水泵的作用下再次进入所述除氧器内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周楷，唐亚平，余志勇，黄文君，周慧，金建祥，
申请(专利权)人：青海中控太阳能发电有限公司，
类型：发明
国别省市：