[發明專利]一種塔式太陽能光熱發電系統及其儲熱控制方法

有效

• 申請號: 201410855546.5
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN105443332B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 曾智勇;崔小敏;黃貝
• 申請（專利權）人: 深圳市愛能森科技有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F24S23/70;F24S60/00;F24S10/30;F24S50/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元;魯華

本發明涉及一種塔式太陽能光熱發電系統及其儲熱控制方法，其中塔式太陽能光熱發電系統包括：用于收集太陽熱能的太陽能集熱裝置，用于產生過熱飽和蒸汽的換熱器，用于將過熱飽和蒸汽轉換成電能的熱動力轉換裝置；太陽能集熱裝置包括多個塔式光熱模塊；多個塔式光熱模塊中包括采用集中儲熱的A類塔式光熱模塊和采用分布式儲熱的B類塔式光熱模塊。本發明方案可以根據夜晚用電需求設計熱能儲存量，在夜晚的時候可將不帶儲能的水蒸氣存放在蒸汽儲缸中，以減少夜晚的保溫能耗；同時采用塔式光熱模塊，可以簡化建設流程，減少建設工期，更可以減少電站設計投資成本，也能保證整個發電系統供電的持續性和穩定性。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，更具體地說，涉及一種塔式太陽能光熱發電系統及其儲熱控制方法。

背景技術

塔式太陽能光熱發電系統具有寬泛的溫場與能場匹配設定、聚光比大、聚焦溫度高、能流密度大、熱工轉換效率高、應用范圍廣等等優長特點，可進行大規模：光熱發電、水制氫、海水淡化、金屬冶煉等眾多太陽能用途開發。因此，塔式太陽能光熱發電系統是一種極具價值潛力的太陽能多元化利用平臺。

曾先后有許多發達國家，開展過塔式太陽能發電技術研究。然而至今該項技術的發展仍受到諸多阻困，其原因主要有兩點：一是定日鏡跟蹤成本過高，這是由于遠距離跟蹤的精度要求極高，必須達到齒輪無間隙傳動，由此所引起的苛刻制作是推高跟蹤成本的原因；二是發電規模太小，發電擴容受到極大限制，由于塔式發電規模取決于定日鏡場規模，光熱發電規模越大，成本下降空間越大，但是當定日鏡場規模擴大到一定程度之后，其整體效率呈現銳減下降趨勢。因此，目前的塔式太陽能發電系統發電成本居高不下，離市場化要求仍有較大的距離。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種可持續、穩定、高效發電的塔式太陽能光熱發電系統及其儲熱控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

構造一種塔式太陽能光熱發電系統，包括：用于收集太陽熱能的太陽能集熱裝置，與所述太陽能集熱裝置連接、用于產生過熱飽和蒸汽的換熱器，和與所述換熱器連接、用于將所述過熱飽和蒸汽轉換成電能的熱動力轉換裝置；其中，所述太陽能集熱裝置包括多個具有收集太陽熱能的塔式光熱模塊；多個所述塔式光熱模塊中包括采用集中儲熱的A類塔式光熱模塊和采用分布式儲熱的B類塔式光熱模塊。

本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所述A類塔式光熱模塊包括用于聚焦陽光的第一定日鏡和設置有第一集熱器的第一光熱塔；

多個所述A類塔式光熱模塊共同通過一個用于儲存所述第一集熱器中被加熱熱工質熱能的集中式儲熱單元與所述換熱器連接。

本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，每個所述B類塔式光熱模塊包括用于聚焦陽光的第二定日鏡，以及包括設置有第二集熱器的第二光熱塔，還包括與所述第二光熱塔連接、用于存儲所述第二集熱器中被加熱熱工質熱能的分布式儲熱單元。

本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所述換熱器包括多個子換熱器，每個所述B類塔式光熱模塊包含一個所述子換熱器。

本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，每個所述B類塔式光熱模塊的所述子換熱器共同通過一個用于存儲過飽和熱蒸汽的高溫蒸汽儲熱裝置與所述熱動力轉換裝置連接。

本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所有A類塔式光熱模塊都采用熔鹽作為熱工質，所有B類塔式光熱模塊都采用熔鹽作為熱工質，所述A類塔式光熱模塊與所述B類塔式光熱模塊之間串聯或并聯連接。

本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，一部分所述A類塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質，另一部分所述A類塔式光熱模塊采用蒸汽作為熱工質，所述B類塔式光熱模塊都采用熔鹽作為熱工質；