[發(fā)明專利]解耦集熱儲熱與放熱發(fā)電的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)及運行方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010665246.6
• 申請日: 2020-07-11
• 公開（公告）號: CN111677640A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 盧智恒;徐海衛(wèi);朱斌
• 申請（專利權）人: 雙良龍騰光熱技術（北京）有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01K13/00;F01K21/00;F01D15/10;H02J3/38;H02J7/35
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1.一種解耦集熱儲熱與放熱發(fā)電的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括：HTF循環(huán)子系統(tǒng)(1)、儲熱介質(zhì)循環(huán)子系統(tǒng)(2)、蒸汽循環(huán)子系統(tǒng)(3)以及槽式鏡場(4)，其中所述HTF循環(huán)子系統(tǒng)(1)的運行僅由氣象條件決定而無需兼顧考慮汽輪機出力，所述儲熱介質(zhì)循環(huán)子系統(tǒng)(2)的集熱儲熱環(huán)節(jié)僅由來自槽式鏡場(4)的HTF參數(shù)決定，其放熱發(fā)電環(huán)節(jié)僅由儲熱介質(zhì)儲熱量與汽輪機出力決定而無需兼顧考慮氣象條件。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種解耦集熱儲熱與放熱發(fā)電的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述HTF循環(huán)子系統(tǒng)(1)包括HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)、膨脹罐系統(tǒng)(6)以及HTF循環(huán)泵(7)，其中，所述槽式鏡場(4)出口與所述HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)的HTF入口相連，所述HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)的HTF出口與所述膨脹罐系統(tǒng)(6)入口相連，所述膨脹罐系統(tǒng)(6)的出口與所述HTF循環(huán)泵(7)的入口相連，所述HTF循環(huán)泵(7)的出口與槽式鏡場(4)的入口相連，從而組成供HTF循環(huán)流動的所述HTF循環(huán)子系統(tǒng)(1)，其中HTF通過所述HTF循環(huán)泵(7)的驅動僅在所述HTF循環(huán)子系統(tǒng)(1)內(nèi)循環(huán)流動，僅用于將所述槽式鏡場(4)收集到的熱量運送到所述HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)并通過換熱的方式傳遞給儲熱介質(zhì)，不會直接進入蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生蒸汽或直接進入再熱器加熱蒸汽；所述膨脹罐系統(tǒng)(6)用于吸收HTF在循環(huán)過程中因溫度變化而產(chǎn)生的體積變化。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種解耦集熱儲熱與放熱發(fā)電的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述儲熱介質(zhì)循環(huán)子系統(tǒng)(2)包括冷罐(8)、冷態(tài)儲熱介質(zhì)泵(9)、熱罐(10)、熱態(tài)儲熱介質(zhì)泵(11)以及儲熱介質(zhì)SGS(12)，其中所述冷態(tài)儲熱介質(zhì)泵(9)的入口浸沒在所述冷罐(8)中的冷態(tài)儲熱介質(zhì)液面以下；為增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，所述冷態(tài)儲熱介質(zhì)泵(9)出口除與所述HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)的儲熱介質(zhì)入口相連從而使得冷態(tài)儲熱介質(zhì)泵(9)出口的冷態(tài)儲熱介質(zhì)進入HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)外，增設支路與所述熱態(tài)儲熱介質(zhì)泵(11)的出口處熱態(tài)儲熱介質(zhì)相連，所述支路的通斷通過閥門控制，從而在儲熱介質(zhì)SGS(12)啟動預熱階段通過混合冷態(tài)儲熱介質(zhì)與熱態(tài)儲熱介質(zhì)后，快速控制進入儲熱介質(zhì)SGS(12)的儲熱介質(zhì)溫度，縮短設備啟動時間；所述HTF-儲熱介質(zhì)換熱器(5)的儲熱介質(zhì)出口通過兩條管路分別與所述冷罐(8)的入口以及所述熱罐(10)的入口相連，所述兩條管路均通過閥門控制通斷，所述熱態(tài)儲熱介質(zhì)泵(11)的入口浸沒在所述熱罐(10)中的熱態(tài)儲熱介質(zhì)液面以下，所述熱態(tài)儲熱介質(zhì)泵(11)的出口分別與所述儲熱介質(zhì)SGS(12)的入口以及蒸汽循環(huán)子系統(tǒng)(3)的所述儲熱介質(zhì)蒸汽再熱器(13)的入口相連，所述儲熱介質(zhì)SGS(12)的出口以及所述儲熱介質(zhì)蒸汽再熱器(13)的出口均與所述冷罐(8)的入口相連，從而組成供儲熱介質(zhì)循環(huán)流動的所述儲熱介質(zhì)循環(huán)子系統(tǒng)(2)，所述儲熱介質(zhì)僅在儲熱介質(zhì)循環(huán)子系統(tǒng)(2)內(nèi)循環(huán)流動，用于從HTF吸熱、熱量儲存以及向水/水蒸汽放熱。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種解耦集熱儲熱與放熱發(fā)電的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述蒸汽循環(huán)子系統(tǒng)(3)采用蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)，包括儲熱介質(zhì)蒸汽再熱器(13)、汽輪機(14)、冷凝器(15)、凝結水泵(16)、加熱器(17)以及除氧器(18)，儲熱介質(zhì)SGS(12)產(chǎn)生的過熱蒸汽與儲熱介質(zhì)蒸汽再熱器(13)產(chǎn)生的再熱蒸汽進入汽輪機(14)做功發(fā)電，乏汽通過冷凝器(15)凝結為水，然后經(jīng)過凝結水泵(16)、加熱器(17)和除氧器(18)后，重新進入儲熱介質(zhì)SGS(12)產(chǎn)生蒸汽，如此循環(huán)，其中，所述儲熱介質(zhì)SGS(12)包括過熱器、蒸發(fā)器以及預熱器設備。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種解耦集熱儲熱與放熱發(fā)電的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述HTF、儲熱介質(zhì)在設計工作溫度范圍內(nèi)均為液態(tài)，且兩者為兩種不相同的介質(zhì)，其中HTF是凝固點在100℃及以下的介質(zhì)，所述儲熱介質(zhì)為凝固點在100℃以上的介質(zhì)。