[发明专利]一种槽式直接蒸汽与熔融盐联合热发电系统

说明书

本发明涉及一种槽式直接蒸汽与熔融盐联合热发电系统。包括直接蒸汽系统、汽轮机发电系统、给水回热系统和冷凝系统；其中直接蒸汽系统包括直接蒸汽太阳能集热场、蒸汽换热器、中温储热装置、水混合器和气液分离器等；还包括具有过热蒸汽段作用的熔融盐集热系统，熔融盐集热系统包括槽式熔融盐太阳能集热场、高温热熔融盐罐、高温冷熔融盐罐和过热器等。工作时，系统中水的预热和蒸发过程在直接蒸汽系统中的直接蒸汽太阳能集热场完成，过热和再热过程在熔融盐系统中的熔融盐过热器和再热器完成；熔融盐系统出口的高温工质仅与过热器和再热器进行换热，减小换热器内部传热温差，减小热交换器的㶲损失，本发明能够使热发电系统的效率提升15～20%。

技术领域

本发明属于太阳能发电技术领域，具体涉及一种槽式太阳能热发电系统。

背景技术

太阳能是分布最广，储量最丰富的可再生能源。为了提升太阳能的品质和利用效率，太阳能高温热利用引起了广泛的关注。槽式太阳能热发电是目前技术最成熟，成本最低的太阳能热发电技术。传统常规的太阳能槽式热发电系统包括太阳能集热系统、储热系统、热传输与换热系统和发电系统等部分组成。太阳能集热系统包括高温真空集热管、聚光器、跟踪机构以及相关连接管路和阀门。

对于导热油和熔融盐工质的电站，聚光器把太阳辐射光线聚焦在抛物槽焦线上的槽式真空集热管，传热工质与集热管管壁进行对流换热而被加热。然后被加热的传热工质通过一系列的热交换器产生蒸汽，蒸汽的能量通过蒸汽动力循环产生电力。加热蒸汽后，传热工质返回到太阳能集热场。槽式太阳能热发电系统的集热场加热回路较长，因此槽式热发电系统的热损主要来自集热场管路及集热管损失。目前商业化运行的槽式热发电系统温度可达400℃，为了提高系统发电效率，槽式热发电系统的运行温度，有进一步提高的趋势。目前采用熔融盐作为传热工质的实验电站最高温度可达550℃。随着集热场温度的提升，集热管的热损失呈指数型增长以及连接管路热损显著增加。因此减少槽式集热场的热损，对提高热发电系统的效率有重要意义。同时在蒸汽发生器中，蒸汽沸腾温度远低于集热场出口温度，在热交换器换热过程中有较大㶲损失。

槽式直接蒸汽发电技术具有更高的效率、更小的环境污染和更低的投资，是太阳能热发电技术中最有潜力的一种技术。但是，由于太阳辐射的间歇性和周期性，使得系统的控制问题十分复杂，此外集热管内两相流的不稳定性，过热段的传热恶化，也限制直接蒸汽发电技术的发展。

发明内容：

为了提高槽式热发电系统的效率，降低发电成本，本发明提出一种槽式直接蒸汽与熔融盐联合热发电系统。

一种槽式直接蒸汽与熔融盐联合热发电系统包括直接蒸汽系统2、汽轮机发电系统5、给水回热系统3和冷凝系统4；

所述汽轮机发电系统5包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸和发电机组；

所述给水回热系统3包括高压换热器、低压换热器、除氧水箱、前置泵和凝结水泵；所述低压换热器与低压缸连接；所述高压换热器与汽轮机高压缸连接；所述除氧水箱分别与汽轮机中压缸、低压换热器、前置泵和高压换热器连接；

所述冷凝系统4包括冷却塔和冷凝器；所述冷凝器分别与汽轮机低压缸和给水回热系统3的凝结水泵的入口连接；

所述直接蒸汽系统2包括直接蒸汽太阳能集热场20、水泵21、储液罐22、蒸汽换热器23、中温储热装置24、水混合器25和气液分离器26；所述直接蒸汽太阳能集热场20的入口依次串联着水泵21、储液罐22和水混合器25；直接蒸汽太阳能集热场20的出口连接着气液分离26的入口；气液分离器26的气相出口连接着过热器15的蒸汽入口，气液分离器26的液相出口连接着水混合器25的入口；所述蒸汽换热器23并联着直接蒸汽太阳能集热场20；所述中温储热装置24进出口分别连接着蒸汽换热器23的储热工质出进口；