[發明專利]具有獨立過熱器的集中式太陽能發電設備

在審

• 申請號: 201310646147.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103850900A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 伊斯雷爾·克洛伊澤
• 申請（專利權）人: 亮源工業（以色列）有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

相關申請的交叉引用

本申請要求在2012年12月4日提交的美國臨時申請號61/733,019的權益，該申請通過引用以其全文結合于此。

技術領域

本披露總體上是關于太陽能輻射向例如熱和/或電等可用形式的能量的轉換，并且更具體地是關于使用一種獨立過熱器來提升蒸汽溫度的系統和方法。

發明內容

可以使用日照來加熱一種太陽能流體（例如，水或二氧化碳）以用于產生電（例如，經由一個蒸汽輪機）。在相對較高日照的周期中，在過熱太陽能流體中可能存在比發電所需的熱能過量的熱能（即，焓）。相比之下，在相對較低日照的周期中（例如，多云或在夜間），太陽能流體中的焓可能不足以產生電?？傮w上，在相對較高日照的周期中，過量的焓可以儲存在一個熱儲存系統中（即，對儲存系統進行充能）用于后續使用，例如，在相對較低日照的周期中或在當補充電產生是必要時的時間（例如，在峰值功率周期中）。在所得的消除過熱的太陽能流體中剩余的焓可以用于其他應用，例如但不限于對太陽能流體進行預熱以用于一個蒸汽太陽能接收器、補充對一個過熱太陽能接收器的輸入、家用或工業應用、資源提取以及燃料產生。

一種過熱器，例如一個燃氣過熱器，可以用于直接加熱從一個太陽能接收器或從一個熱儲存系統或從一個太陽能接收器與一個熱儲存系統兩者的組合發出的蒸汽?？梢允褂靡粋€控制系統來基于平均日照水平以及其他確定性因素而確定何時利用一個獨立的過熱器（ISH）。

可以存在至少四個操作周期/模式決定著是否需要使用獨立過熱器以及以何種程度使用獨立過熱器來對太陽能接收器和/或熱儲存系統中產生的蒸汽進一步加熱。

在第一操作周期，由太陽能收集系統產生的蒸汽進一步被燃氣過熱器加熱，并且隨后流動到一個電產生系統；并且在第二操作周期，由來自熱儲存流體的焓傳遞產生的蒸汽進一步被燃氣過熱器加熱，并且隨后流動到該電產生系統。

在第三操作周期，由太陽能收集系統產生的蒸汽流動到電產生系統而不由燃氣過熱器進一步加熱。

在第四操作周期，由太陽能收集系統產生的蒸汽可以與由來自熱儲存流體的焓傳遞產生的蒸汽進行混合，并且由燃氣過熱器進一步加熱，并且隨后流動到電產生系統。

舉例來說，上述四個周期可以由以下各項中的任一者來表征：日照水平、一天中的時刻、或操作過程中的一個階段。日照水平可以瞬時地測量，或作為在大約一秒到對當前和/或過去和/或預測氣象數據進行分析的幾小時的周期上的一個平均值。過程的一個階段可以包括系統的啟動或關閉。

第三操作周期可以具有最高的日照水平，第一操作周期可以具有第二高的日照水平，第四操作周期可以具有第三高的日照水平，并且第二操作周期可以具有最低的日照水平。

根據一些實施例，在第一到第四操作周期中被加熱蒸汽的溫度是近似相同的。換句話說，在第三操作周期中退出太陽能收集系統的蒸汽的溫度可以與在第一、第二和第四操作周期中退出獨立過熱器的蒸汽的溫度近似相同。在獨立過熱器的過熱之后的蒸汽溫度可以在450℃-600℃的范圍內。根據一些實施例，在過熱之后的蒸汽溫度可以在550℃-600℃的范圍內。

可以通過使用在幾秒到幾小時的周期中測得的過去、當前以及預測的氣象數據中的任一者來確定日照水平。

熱能系統中的焓可以經由一個熱交換器從一種熱儲存流體傳遞，該熱儲存流體可以例如是熔鹽或熔融金屬。

太陽能接收系統的一個實例可以包括將日照反射到由多個定日鏡圍繞的一個或多個太陽能接收器。