[發明專利]一種光熱發電高溫固體蓄熱系統

有效

• 申請號: 201810125868.2
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108507198B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 王政偉;呂長寧;王葉飛;王海林
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: F24S23/70
• 分類號: F24S23/70;F24S60/00;F24S70/60;F24S70/10;F22B1/00;F03G6/06;F01D15/10
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本發明提供一種光熱發電高溫固體蓄熱系統，包括取熱、蓄熱和用熱三個子系統，系統通過多面定日鏡將太陽光聚焦到塔式太陽能集熱器上，循環空氣與集熱器內的高溫吸熱板進行輻射對流加熱獲得高溫，高溫空氣一路進入高溫固體蓄熱器使蓄熱溫度高達900℃，另一路高溫空氣可直接進入空氣熱用戶或進入蒸汽鍋爐產生過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機組做功發電后再供低壓蒸汽熱用戶，實現熱電聯產。本系統能連續穩定安全可靠地提供高溫熱源，使用熱子系統能夠全天候運行，同時能滿足多種不同要求的熱用戶，能源利用效率大大的提高，減少了常規能源的使用,有效減少了環境污染，經濟社會效益良好。

技術領域

本發明涉及能量存儲技術領域，尤其是涉及一種光熱發電高溫固體蓄熱系統。

背景技術

目前太陽能光熱利用最成功的例子就是太陽能熱水器。由于太陽能熱水器的各項技術要求和熱水的溫度較低（一般在40～90℃），且主要用于生活用熱水，推廣量大，目前得到了最為廣泛的應用。但是，由于普通太陽能熱水器的水溫較低，限制了在工業上的推廣應用。

近幾年來，中高溫太陽能光熱利用技術得到國內研究機構和相關企業的極大關注，主要集中在大型光熱發電技術的研究方面，光熱發電技術中最關鍵技術是聚光方式，目前有三種聚光方式：蝶式、槽式和塔式，其中以槽式和塔式太陽能光熱發電研究最多，國家自然科學基金、科技部、國家發改委、省科技廳列項支持了大量的基礎研究和產品的開發研究。

太陽能隨天氣、季節、晝夜有很大的變化，因此要連續、穩定可靠地進行太陽能光熱利用，另一個核心問題就是儲熱技術。

對于大型太陽能光熱發電項目、必須采用高溫儲熱技術，也就是采用熔鹽為儲熱介質，熔鹽具有溫度高、壓力低特點，既可以是儲熱介質又是熱媒介質，熔鹽儲熱是目前太陽能進行高溫發電必須需攻克的核心技術之一，但是熔鹽的凝固點很高，采用熔鹽儲熱技術難度較大，需要克服諸多難題，進行試驗研究投入也很大，必須較大的財力支撐。

對于中小型太陽能光熱利用項目，只有提高蓄熱的溫度，提供更高溫度的熱能，才能應用到各種工業用熱過程（干燥、加熱、反應、印染、蒸煮等）或進行光熱發電或其它使用范圍（采暖、通風、制冷、空調）。本發明設計了一種光熱發電高溫固體蓄熱系統，利用固體高溫蓄熱來提高太陽能利用溫度，能連續穩定提供高溫熱源。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中蓄熱溫度低的問題，提供一種光熱發電高溫固體蓄熱系統，利用高溫固體蓄熱材料提高蓄熱器蓄熱溫度，保證全天候熱用戶用水、用汽和發電系統的運行，進一步提高了太陽能的利用效率。

本發明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種光熱發電高溫固體蓄熱系統，包括取熱系統、蓄熱系統和用熱系統三個子系統，系統采用空氣作為熱媒介質，蓄熱器采用耐高溫固體顆粒為蓄熱體，各子系統通過保溫管道連接在一起，熱媒在循環風機的驅動下、通過控制閥來改變流向，在不同的管道內循環流動完成取熱、蓄熱和用熱三個過程。取熱系統由多個定日鏡、塔式太陽能集熱器、集熱器進風管、集熱器出風管、循環風機、風機出口管、風機進口管、回風總管、送風總管、再循環管組成；蓄熱系統由多個高溫固體蓄熱器、蓄熱進風總管、蓄熱進風分管、蓄熱出風分管、蓄熱出風總管、蓄熱出風再熱管、蓄熱出風供熱管組成，用熱系統由直接空氣熱用戶和熱電聯產系組成，熱電聯產系統由鍋爐進風管、鍋爐、鍋爐出風管、汽輪機、發電機、冷凝器、泵、回熱器、蒸汽熱用戶組成。

循環風機的風機進口管與回風總管連通，風機出口管與集熱器進風管連通，集熱器進風管與集熱器前端兩側的進口布風管連通，集熱器出風管與送風總管連通，再循環管一端與風機出風管連通，另一端與送風總管連通；蓄熱進風總管一端與送風總管連通，另一端與蓄熱器進風管連通，蓄熱出風總管一端與蓄熱器出風管連通，另一端與蓄熱出風再熱管和蓄熱出風供熱管連通；空氣熱用戶進風口管分別與送風總管和蓄熱出風供熱管連通，空氣熱用戶出風口管與回風總管連通，鍋爐過熱器進口分別與送風總管和蓄熱出風供熱管連通，鍋爐出風管與回風總管連通；