[發(fā)明專利]一種提高熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站發(fā)電效率的裝置和方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310454460.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103485990A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文博;楊惠強(qiáng);齊志鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): F03G6/06
• 分類號(hào): F03G6/06;F03B13/00;F24J2/07;F24J2/34
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高太陽(yáng)能熱發(fā)電站發(fā)電效率的裝置。

本發(fā)明還涉及一種利用上述裝置實(shí)現(xiàn)提高太陽(yáng)能熱發(fā)電站發(fā)電效率的方法。

背景技術(shù)

隨著化石燃料的逐漸短缺，可再生能源發(fā)電在市場(chǎng)上的占有比例也越來(lái)越大，其中包括太陽(yáng)能熱發(fā)電。熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站是通過(guò)布置在地面的定日反射鏡將太陽(yáng)光反射到位于塔頂吸熱器上，塔高一般超過(guò)百米，通過(guò)液態(tài)的熔鹽將太陽(yáng)熱能收集并利用。

熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站主要有以下系統(tǒng)組成：定日鏡場(chǎng)、熔鹽吸熱器、冷/熱雙罐儲(chǔ)熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)組和冷卻系統(tǒng)。電站的導(dǎo)熱介質(zhì)為硝酸鹽，成分是40%KNO₃和60%NaNO₃。這種混合鹽的融點(diǎn)約220℃，儲(chǔ)在冷/熱罐中熔鹽的溫度分別為290℃和565℃。電站運(yùn)行時(shí)，定日鏡將入射到其表面的太陽(yáng)光反射到位于塔頂?shù)奈鼰崞鳎鼰崞餮h(huán)泵將冷罐中290℃的熔鹽送到吸熱器上，吸收定日鏡場(chǎng)反射來(lái)的太陽(yáng)能。熔鹽經(jīng)吸熱后溫度被加熱至565℃，借重力通過(guò)熱熔鹽下降管回到熱鹽罐中。儲(chǔ)在熱罐中的熔鹽被蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)循環(huán)泵送入蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)換熱，產(chǎn)生高壓過(guò)熱蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，換熱后的熔鹽流回到冷罐中，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

為了降低熱熔鹽從下降管道下來(lái)的重力沖擊，在現(xiàn)有技術(shù)里，熱熔鹽下降管道末端設(shè)有閥門(mén)或降壓噴嘴等阻尼設(shè)備，使其下降管內(nèi)的流體滿管穩(wěn)定流動(dòng)，并達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)流速。但阻尼設(shè)備浪費(fèi)了熔融鹽從百米高處下落產(chǎn)生的勢(shì)差，沒(méi)有轉(zhuǎn)化為有用能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電效率的裝置。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置實(shí)現(xiàn)提高熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電效率的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的提高熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的發(fā)電效率的裝置，包括：

一定日鏡場(chǎng)，將太陽(yáng)光反射至吸熱器；

一儲(chǔ)放熔鹽的冷罐，通過(guò)吸熱器循環(huán)泵連接至吸熱器，并經(jīng)吸熱器出口容器通過(guò)下降管道連接至一儲(chǔ)放熔鹽的熱罐；

熱罐通過(guò)蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)循環(huán)泵連接至蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)通過(guò)管道連接至冷罐；

蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)通過(guò)管道連接汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；

其中，下降管道的末端安裝有液力透平的轉(zhuǎn)子。

所述的裝置中，定日鏡場(chǎng)中的每個(gè)定日鏡通過(guò)繞雙軸旋轉(zhuǎn)將太陽(yáng)光反射至吸熱器。

所述的裝置中，吸熱器安裝在吸熱塔的塔頂。

所述的裝置中，吸熱器循環(huán)泵通過(guò)上升管道和吸熱器進(jìn)口容器連接吸熱器。

本發(fā)明提供的利用上述裝置提高熔鹽塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站發(fā)電效率的方法：

由定日鏡場(chǎng)將太陽(yáng)光反射到位于吸熱塔塔頂?shù)奈鼰崞鳎鼰崞餮h(huán)泵將冷罐內(nèi)的熔鹽泵到吸熱器進(jìn)口容器，吸熱器進(jìn)口容器的熔鹽流經(jīng)整個(gè)吸熱器，使熔鹽流的溫度加熱成為高溫熔鹽并輸送到吸熱器出口容器；

吸熱器出口容器內(nèi)的熔鹽借重力通過(guò)下降管道流到熱罐里，由熔鹽流體的重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)下降管道末端的液力透平的轉(zhuǎn)子，將此轉(zhuǎn)子的動(dòng)能通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，在降低高溫熔鹽重力流對(duì)熱罐的沖擊的同時(shí)利用液力透平回收勢(shì)能，增加電站的發(fā)電量；

熱罐內(nèi)的高溫熔鹽被蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)循環(huán)泵送到蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生的高壓過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電；熱交換后熔鹽的溫度被將冷卻后通過(guò)管道流回到冷罐內(nèi)，進(jìn)行下一循環(huán)。

所述的方法中，冷罐內(nèi)的熔鹽溫度為270-320℃。

所述的方法中，高溫熔鹽的溫度為500-600℃。

所述的方法中，吸熱器循環(huán)泵通過(guò)上升管道將冷罐內(nèi)的熔鹽泵到吸熱器進(jìn)口容器。

本發(fā)明提供的裝置和方法，是采用液力透平回收從塔頂流下來(lái)的熱熔鹽勢(shì)能，利用水輪機(jī)原理將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為有用能。這不僅可以使系統(tǒng)流體穩(wěn)定流動(dòng)，達(dá)到設(shè)計(jì)流速，從而保證系統(tǒng)安全；也可以有效的回收能量，提高電站的發(fā)電效率。

附圖說(shuō)明

圖1是公知熔鹽塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站示意圖。

圖2是本發(fā)明電站系統(tǒng)示意圖。

附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明：

1定日鏡場(chǎng)，2冷罐，3吸熱器循環(huán)泵，4上升管道，5吸熱器進(jìn)口容器，6吸熱器，7吸熱器出口容器，8下降管道，9降壓噴嘴，9’液力透平，10熱罐，11蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)循環(huán)泵，12蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，13汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，14管道，15吸熱塔，

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：