[實(shí)用新型]一種雙軸跟蹤豎向槽式太陽(yáng)能采熱單元陣列的發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220356466.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN203239508U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施丙根;施晨澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海亞續(xù)電子科技有限公司
• 主分類號(hào): F03G6/06
• 分類號(hào): F03G6/06
• 代理公司: 上海世貿(mào)專利代理有限責(zé)任公司 31128
• 代理人: 葉克英

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型涉及一種雙軸跟蹤豎向槽式太陽(yáng)能采熱單元陣列的發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本實(shí)用新型涉及的是聚焦型太陽(yáng)能熱能技術(shù)發(fā)電（Concentrating?Solar?Power，簡(jiǎn)稱CSP），通過大面積反光鏡以聚焦的方式將太陽(yáng)能直射光聚集起來(lái)，加熱水或其他工質(zhì)，最終產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電或其他利用。目前國(guó)際上已經(jīng)在使用的三種熱能采集結(jié)構(gòu)：塔式、蝶式、槽式結(jié)構(gòu)形式，其中槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)是目前最為成熟的太陽(yáng)能熱發(fā)電利用技術(shù)。但是目前所有使用的方式都是橫向結(jié)構(gòu)組成的橫槽式太陽(yáng)能采熱系統(tǒng)。橫向組成的槽式太陽(yáng)能采集系統(tǒng)存在的主要問題在于：1?不能夠進(jìn)行一次熱能轉(zhuǎn)換，即不能采用水直接蒸發(fā)為蒸汽，一般多是采用二次工質(zhì)熱轉(zhuǎn)換的方式，所以造成效率低成本高，2?單組采熱系統(tǒng)的組合長(zhǎng)度受到限制，3?橫槽式太陽(yáng)能采集系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)雙軸跟蹤，控制技術(shù)難度成本高，不能發(fā)揮其高效率，4?橫槽式太陽(yáng)能采集系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)的原因風(fēng)阻力大從而造成了機(jī)械強(qiáng)度要求提高，5?兩次循環(huán)工質(zhì)的補(bǔ)入需要消耗電力的輸送泵，而由于泵所輸送的為高溫高壓工質(zhì)，輸送泵在高溫高壓的工作環(huán)境下使用，所以使輸送泵壽命和維護(hù)運(yùn)行成本上升，目前橫槽式熱能采集系統(tǒng)最大存在的問題是投資成本遠(yuǎn)高于煤電，這也是障礙商業(yè)大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中聚焦型太陽(yáng)能熱能技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)所存在的上述問題，提供一種雙軸跟蹤豎向槽式太陽(yáng)能采熱單元陣列的發(fā)電系統(tǒng)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種雙軸跟蹤豎向槽式太陽(yáng)能采熱單元陣列的發(fā)電系統(tǒng)，包括蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、總供水管道、總蒸汽輸送管道、連通管、太陽(yáng)能采熱單元陣列，其特征在于：太陽(yáng)能采熱單元陣列中的太陽(yáng)能采熱單元由連通管相互連接，太陽(yáng)能采熱單元陣列輸出的總蒸汽輸送管道連接蒸汽輪機(jī)，蒸汽輪機(jī)的輸出軸連接發(fā)電機(jī)，蒸汽輪機(jī)的回水管連接總供水管道，總供水管道上串接有補(bǔ)水加壓裝置再接入太陽(yáng)能采熱單元陣列。其特征在于：所述的太陽(yáng)能采熱單元陣列中的太陽(yáng)能采熱單元為雙軸跟蹤豎向槽式太陽(yáng)能加熱單元。其特征在于：所述的太陽(yáng)能采熱單元陣列的連接為所有太陽(yáng)能采熱單元相并聯(lián)。其特征在于：所述的雙軸跟蹤豎向槽式太陽(yáng)能加熱單元由機(jī)架、安裝基座、反射鏡托架、反射鏡、加熱管構(gòu)成，機(jī)架由水平轉(zhuǎn)軸安裝在安裝基座上，機(jī)架由仰角驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，有一支架，支架的上下兩端由轉(zhuǎn)軸連接機(jī)架的前部，在支架的后部安裝有反射鏡托架，在反射鏡托架上安裝有反射鏡，在機(jī)架上安裝有加熱管，加熱管豎向安裝，支架的轉(zhuǎn)軸與一轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，反射鏡的聚焦為一豎向聚焦線，加熱管位于反射鏡的聚焦線上。其特征在于：加熱管的一端為輸入端，由連通管接總供水管道，加熱管的另一端為輸出端，由連通管連接總蒸汽輸送管道。其特征在于：機(jī)架的水平轉(zhuǎn)軸位于整個(gè)豎向槽式太陽(yáng)能加熱單元的縱向重心線上。其特征在于：所述的補(bǔ)水加壓裝置為氣壓補(bǔ)水裝置，由高位水箱、進(jìn)水管、出水管、蒸汽源組成，進(jìn)水管外接總供水管道，進(jìn)水管內(nèi)接高位水箱，在蒸汽源上接有一分支管，分支管上串接有蒸汽換向閥，分支管末端連接壓氣水缸，壓氣水缸的底部連接有進(jìn)出水管，進(jìn)出水管一端由單向閥連接高位水箱底部，進(jìn)出水管另一端由單向閥連接出水管，出水管接總供水管道，壓氣水缸的頂端接蒸汽發(fā)生器的分支管末端，壓氣水缸內(nèi)設(shè)置有一塊自浮活塞，壓氣水缸的底部由出口連接進(jìn)出水管。其特征在于：壓氣水缸可以有多個(gè)并列。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)采用的聚光鏡(罩)和集熱蒸發(fā)管豎向安裝形式，使其結(jié)構(gòu)達(dá)到間潔化、標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)濟(jì)化，并且可以解決所有目前橫向槽式太陽(yáng)能熱能應(yīng)用技術(shù)所面臨的難題(抗風(fēng)結(jié)構(gòu)、直接水蒸汽蒸發(fā)、二次交換、雙軸跟蹤、控制技術(shù)、建設(shè)投資成本等)。豎向槽式結(jié)構(gòu)取代了橫向熱能交換的控制技術(shù)難度而采用導(dǎo)熱工質(zhì)進(jìn)行二次交換的模式，完全可以采用水單回路直接蒸發(fā)形式，不同于已應(yīng)用的橫向槽式太陽(yáng)能技術(shù)，改變了二次(高溫工質(zhì))交換模式，取消了陣距長(zhǎng)度的限制，提高了系統(tǒng)效率，不需要二次交換設(shè)備的投入，降低了技術(shù)成本和設(shè)備成本。豎向槽式結(jié)構(gòu)安裝的形式大大的減少了風(fēng)阻力，提高了抗風(fēng)能力，對(duì)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)阻的強(qiáng)度要求降低，從而減少了結(jié)構(gòu)成本和控制成本。豎向槽式結(jié)構(gòu)安裝形式的太陽(yáng)能反光集光采熱系統(tǒng)，采用雙軸跟蹤可以比較容易實(shí)現(xiàn)，從而很大程度的提高了太陽(yáng)能的利用效率，單位面積熱效能量提高37.7%，跟蹤所需要的技術(shù)難度和機(jī)構(gòu)要求有很大程度的降低，節(jié)約大量的建造成本，豎向槽式結(jié)構(gòu)安裝形式的跟蹤機(jī)構(gòu)可以采用陣列雙向聯(lián)動(dòng)連接，可以做到整個(gè)區(qū)域系統(tǒng)光照聚焦的完全同步一致性，降低了跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)的技術(shù)難度和數(shù)量,降低了建設(shè)投資成本，太陽(yáng)能采集自動(dòng)跟蹤集群區(qū)域控制技術(shù)，使得控制設(shè)備的數(shù)量得到明細(xì)減少，只需要一套就可以滿足整個(gè)區(qū)域的執(zhí)行控制，使投入成本減少。改變了目前國(guó)際通用的結(jié)構(gòu)形式，從而使得槽式太陽(yáng)能熱能技術(shù)的應(yīng)用更加具有優(yōu)勢(shì)，本專利的實(shí)現(xiàn)可以使太陽(yáng)能熱能利用提高效率35%以上（計(jì)算值為37.7%），降低投資成本50%-70%，(參考文選:中國(guó)新能源雜志:?Luz公司建造費(fèi)用由5976美元／千瓦降低到3011美元／千瓦，發(fā)電成本由26．3美分／千瓦時(shí)降低到12美分／千瓦時(shí))。所以本實(shí)用新型技術(shù)的推廣應(yīng)用已經(jīng)完全具備商業(yè)開發(fā)應(yīng)用的條件。