[發(fā)明專利]一種包含斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物的光熱發(fā)電系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113931814A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周穎;喬甦陽;張增德
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01K21/00;F01K13/00;F01D15/10
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞?wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明公開了一種包含斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物的光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括：光熱塔、蒸汽發(fā)生器、汽輪機、熱熔鹽罐、冷熔鹽罐和連接管道等。所述光熱塔頂部支承熔鹽吸熱器，與結(jié)構(gòu)內(nèi)部的冷熱熔鹽管道連接，并連接結(jié)構(gòu)外部的冷熔鹽罐、熱熔鹽罐和蒸汽發(fā)生器，通過汽輪機做功發(fā)電；所述光熱塔設(shè)置進出風層，與結(jié)構(gòu)內(nèi)部的表面散熱器、外部的回熱系統(tǒng)和循環(huán)水泵等裝置連接，構(gòu)成表面式間接空冷體系。綜上形成了一種高效率的光熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有光熱發(fā)電與散熱間冷功能，解決了傳統(tǒng)的直接冷卻系統(tǒng)耗電量大、間接冷卻系統(tǒng)占地面積廣、施工周期長和初期投資高等問題，提高了工程的環(huán)保性能和耐腐蝕性能，抗風和抗震安全性能優(yōu)良。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包含斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物的光熱發(fā)電系統(tǒng)，屬于土木工程和能源與動力工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

塔式光熱發(fā)電技術(shù)是使用塔式聚光集熱系統(tǒng)的太陽能熱發(fā)電技術(shù)。塔式系統(tǒng)運行時，定日鏡光場內(nèi)的所有定日鏡通過雙軸追蹤系統(tǒng)調(diào)整姿勢，將太陽輻射反射到安裝于太陽塔的接收器上，加熱接收器內(nèi)的吸熱流體，直接驅(qū)動汽輪機/燃氣輪機發(fā)電，或是通過換熱器產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣進行發(fā)電。常見的塔式光熱發(fā)電區(qū)一般由聚光系統(tǒng)、吸熱系統(tǒng)、熱力循環(huán)系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和蓄熱系統(tǒng)共同組成。

由于水冷方式需要消耗大量水資源，現(xiàn)有冷卻設(shè)施多采用空冷方式。空冷系統(tǒng)可以分為直接空冷系統(tǒng)和間接空冷系統(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)是直接采用空氣來冷卻散熱的系統(tǒng)，間接空冷系統(tǒng)先使用設(shè)備冷卻水來冷卻設(shè)備，再采用空冷器冷卻設(shè)備冷卻水，使冷卻水得以循環(huán)利用。傳統(tǒng)的空冷塔采用混凝土修建，施工周期較長，整體施工較困難，且報廢后將變?yōu)楣腆w廢物，環(huán)保性能較差。

吸熱塔是塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)重要構(gòu)筑物之一，由于功能需求，吸熱塔結(jié)構(gòu)高度高、頂部存在大質(zhì)量吸熱裝置，因此，結(jié)構(gòu)既應(yīng)滿足抗風和抗震安全性能要求。也應(yīng)滿足塔頂聚光位移要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種包含斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物的光熱發(fā)電系統(tǒng)，系一方面采用斜交網(wǎng)格主體構(gòu)筑物的特殊結(jié)構(gòu)形式替代空冷塔的功能，另一方面采用斜交網(wǎng)格主體構(gòu)筑物支撐塔頂熔鹽吸熱器，實現(xiàn)一種空冷塔與吸熱塔合二為一的構(gòu)筑物方案，解決了多塔同時作用影響塔式光電發(fā)熱區(qū)生產(chǎn)效率、冷卻系統(tǒng)耗電量大或占地面積廣和施工周期長等問題。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種包含斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物的光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括光熱塔和發(fā)電系統(tǒng)，兩者一體化集成設(shè)計；

所述光熱塔采用斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物，包括主體、上桁架梁、下桁架梁、組合底板、組合頂板和表面蒙皮；

所述發(fā)電系統(tǒng)包括出風層、進風層、設(shè)備層、吸熱器、熱熔鹽管道、冷熔鹽管道、熱熔鹽罐、冷熔鹽罐、蒸汽發(fā)生器、汽輪機；

所述主體采用本技術(shù)領(lǐng)域成熟的斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物；所述下桁架梁設(shè)置于出風層頂部，并支撐組合底板；所述上桁架梁設(shè)置于設(shè)備層頂部，與主體頂部共同支撐組合頂板；所述熔鹽吸熱器設(shè)置于設(shè)備層頂部，與組合頂板固接；所述表面蒙皮設(shè)置在進風層以上至出風層以下的構(gòu)筑物外表面范圍內(nèi)，與中空的主體構(gòu)成氣體循環(huán)通路。

所述熱熔鹽管道和冷熔鹽管道設(shè)置于斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物內(nèi)部，所述熱熔鹽罐和冷熔鹽罐設(shè)置于斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物外部；

所述熔鹽吸熱器與熱熔鹽罐通過熱熔鹽管道連接，所述熔鹽吸熱器與冷熔鹽罐通過冷熔鹽管道連接；熱熔鹽罐與蒸汽發(fā)生器通過熱鹽泵連接，蒸汽發(fā)生器通過管道與汽輪機連接，而汽輪機再通過蒸汽管道與斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物內(nèi)部連接；

優(yōu)選的，所述斜交網(wǎng)格工業(yè)構(gòu)筑物，主體由若干斜交成網(wǎng)格狀的柱構(gòu)成并貫通整體構(gòu)筑物，采用鋼管混凝土作為主體柱材料，主體柱傾斜角度為45度，沿高度方向網(wǎng)格狀的主體截面從大到小變化。主體塔身橫截面呈圓形，斜柱環(huán)繞塔身，抵抗各個方向的水平作用力。其幾何構(gòu)成決定了抵抗水平力的獨特優(yōu)點，斜交網(wǎng)格主體一方面能夠承載豎向荷載，另一方面可以提供巨大水平剛度，構(gòu)筑物安全性能得到保障，同時塔頂位移得到限制。