[发明专利]带熔融盐储热的太阳能水工质塔式热发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种带熔融盐储热的太阳能水工质塔式热发电装置。

背景技术

太阳能热发电系统受到太阳能非连续性的影响，依靠自身系统组成无法实现连续运行模式。系统频繁启停，严重影响了太阳能热发电系统运行的经济性和安全性，所以有必要配套储热系统，将热能存储在储热系统中，在晚上或阴雨天没有太阳辐照的时候，供给太阳能热发电系统保持运行状态，实现系统的连续运行，提高系统的可用性。

现有太阳能热发电系统可以采用水工质同时作为吸热器吸热工质和储热工质的技术路线。优点是吸热、储热采用同一工质，吸热器运行参数与燃煤电站成熟设备参数相近。但是由于蒸汽储热需要的储热系统有高温、高压、储热装置体积庞大等问题，所以广泛推广有一定困难；如果太阳能热发电系统采用熔融盐作为吸热器吸热工质和储热工质的技术路线，其优点是储热系统体积较小，工作压力较低。但熔融盐吸热器存在高温腐蚀等问题，需要设计新型熔融盐吸热器才能满足要求。

国内外关于太阳能热发电系统的现有设计方案，很难同时实现吸热和储热系统的优化设计目标。

发明内容

本发明的目的是克服太阳能塔式热发电系统中水工质无法同时实现吸热和储热的缺点，提出一种带熔融盐储热的太阳能水工质塔式热发电装置。

为实现所述的发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种带熔融盐储热的太阳能水工质塔式热发电装置，包括：定日镜场、水工质吸热器、熔融盐储热系统、汽轮发电机系统和蒸汽蓄热器。熔融盐储热系统将吸热器出口多余的过热蒸汽热能存储在熔融盐系统中，在汽轮机进口蒸汽不足的情况下，产生过热蒸汽进行补充；汽轮发电机系统实现过热蒸汽热能到电能的转换；蒸汽蓄热器将熔融盐充热换热器出口低参数蒸汽再利用。

所述的定日镜场由多面定日镜组成，将太阳光聚焦到高位布置的吸热器受热面上。

所述的水工质吸热器高位布置，将定日镜场聚焦的太阳辐射能转换为水工质吸热器受热面内工质的热能。

熔融盐储热系统将吸热器出口多余的过热蒸汽热能存储在熔融盐系统中，在汽轮机进口蒸汽不足的情况下，产生过热蒸汽进行补充。

汽轮发电机系统实现过热蒸汽热能到电能的转换。

蒸汽蓄热器将熔融盐充热换热器出口低参数蒸汽再利用。

所述的熔融盐储热系统包括熔融盐充热/放热换热器、蒸汽发生器、蒸汽过热器、给水预热器、冷盐罐、热盐罐冷盐泵、热盐泵、熔融盐管道、蒸汽过热器、蒸汽发生器，以及给水预热器。所述的熔融盐充热/放热换热器、蒸汽发生器、蒸汽过热器和给水预热器位于水平地面。冷盐罐和热盐罐位于地坑内。冷盐罐顶部出口连接有冷盐泵，冷盐泵连接到熔融盐充热/放热换热器盐侧进口，然后通过熔融盐管道连接到热盐罐。热盐罐的顶部出口布置有热盐泵，热盐泵依次连接蒸汽过热器、蒸汽发生器和给水预热器，然后连接到冷盐罐。

所述的汽轮发电机系统位于水平地面，由汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器和给水泵组成。发电机与汽轮机同轴布置。汽轮机的出口连接到凝汽器，凝汽器的出口布置有凝结水泵。凝结水泵的出口布置有除氧器，除氧器的出口布置有给水泵，给水泵通过管道连接到高位布置的吸热器。

所述的蒸汽蓄热器位于水平地面。蒸汽蓄热器布置在熔融盐充热换热器的蒸汽侧出口。

太阳光通过定日镜场将光反射聚焦到高位布置的水工质吸热器上。水工质吸收聚焦太阳能由水变为高温蒸汽，高温蒸汽可直接送入汽轮发电机系统发电，也可以送入熔融盐充热/放热换热器。冷盐罐内温度较低的熔盐通过冷盐泵进入熔融盐充热/放热换热器吸热后，进入热盐罐，将热量存储在融熔盐热盐罐内。换热后的高温蒸汽变成低温蒸汽，送入蒸汽蓄热器进行热量储存。当汽轮发电机系统需要高温蒸汽时，将融熔盐热盐罐内的热盐通过热盐泵送入熔融盐充热/放热换热器，将热量传递给来自蒸汽蓄热器的低温蒸汽，产生高温蒸汽送入汽轮发电机发电。

本发明具有以下特征：

1、吸热器采用水工质，可以将吸热器出口高温、高压的过热蒸汽直接送入汽轮发电机组发电。

2、水工质吸热器出口过热蒸汽除供应汽轮机发电以外，多余的过热蒸汽可以通过熔融盐储热系统将热能存储在高温盐罐中，以便在过热蒸汽不足的时候，通过蒸汽过热器、蒸汽发生器和给水预热器产生过热蒸汽送入汽轮发电机组发电。

3、熔融盐充热/放热换热器进口为吸热器出口的高温高压蒸汽，经过换热器换热后，蒸汽参数降低，出口的低参数蒸汽可以存储在蒸汽蓄热器中，供加热除氧器或给公用系统提供蒸汽，实现太阳能热发电系统的灵活调节。