采用多種傳熱工質的塔式太陽能光熱發電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力技術領域，更具體地說，涉及采用多種傳熱工質的塔式太陽能光熱發電系統。
【背景技術】
[0002]塔式太陽能光熱發電系統具有寬泛的溫場與能場匹配設定、聚光比大、聚焦溫度高、能流密度大、熱工轉換效率高、應用范圍廣等等優長特點，可進行大規模:光熱發電、水制氫、海水淡化、金屬冶煉等眾多太陽能用途開發。因此，塔式太陽能光熱發電系統是一種極具價值潛力的太陽能多元化利用平臺。
[0003]曾先后有許多發達國家，開展過塔式太陽能發電技術研究。然而至今該項技術的發展仍受到諸多阻困，其原因主要有兩點:一是定日鏡跟蹤成本過高，這是由于遠距離跟蹤的精度要求極高，必須達到齒輪無間隙傳動，由此所引起的苛刻制作是推高跟蹤成本的原因；二是發電規模太小，發電擴容受到極大限制，由于塔式發電規模取決于定日鏡場規模，光熱發電規模越大，成本下降空間越大，但是當定日鏡場規模擴大到一定程度之后，其整體效率呈現銳減下降趨勢。因此，目前的塔式太陽能發電系統發電成本居高不下，離市場化要求仍有較大的距離。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種可持續、穩定、高效發電的采用多種傳熱工質的塔式太陽能光熱發電系統。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]構造一種采用多種傳熱工質的塔式太陽能光熱發電系統，包括:用于收集太陽熱能的太陽能集熱裝置，與所述太陽能集熱裝置連接、用于產生過熱飽和蒸汽的換熱器，和與所述換熱器連接、用于將所述過熱飽和蒸汽轉換成電能的熱動力轉換裝置；其中，所述太陽能集熱裝置包括多個具有收集太陽熱能的塔式光熱模塊；多個所述塔式光熱模塊中包括采用集中儲熱的A類塔式光熱模塊和采用分布式儲熱的B類塔式光熱模塊；所述B類塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質，所述A類塔式光熱模塊采用熔鹽或蒸汽作為熱工質。
[0007]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所有A類塔式光熱模塊都采用熔鹽作為熱工質，所述A類塔式光熱模塊與所述B類塔式光熱模塊之間串聯或并聯連接。
[0008]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，一部分所述A類塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質，另一部分所述A類塔式光熱模塊采用蒸汽作為熱工質。
[0009]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，采用熔鹽作為熱工質的所述A類塔式光熱模塊與采用蒸汽作為熱工質的所述A類塔式光熱模塊之間全部并聯連接，所述A類塔式光熱模塊與所述B類塔式光熱模塊之間并聯連接。
[0010]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所述A類塔式光熱模塊包括用于聚焦陽光的第一定日鏡和設置有第一集熱器的第一光熱塔；
[0011]多個所述A類塔式光熱模塊共同通過一個用于儲存所述第一集熱器中被加熱熱工質熱能的集中式儲熱單元與所述換熱器連接。
[0012]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所述B類塔式光熱模塊包括用于聚焦陽光的第二定日鏡，以及包括設置有第二集熱器的第二光熱塔，還包括與所述第二光熱塔連接、用于存儲所述第二集熱器中被加熱熱工質熱能的分布式儲熱單元。
[0013]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，所述換熱器包括多個子換熱器，每個所述B類塔式光熱模塊包含一個所述子換熱器。
[0014]本發明所述的塔式太陽能光熱發電系統，其中，每個所述B類塔式光熱模塊的所述子換熱器共同通過一個用于存儲過飽和熱蒸汽的高溫蒸汽儲熱裝置與所述熱動力轉換裝置連接。
[0015]本發明的有益效果在于:通過采用集中儲熱的A類塔式光熱模塊和采用分布式儲熱的B類塔式光熱模塊，使得塔式太陽能光熱發電系統可以根據夜晚用電及用熱、用汽需求設計熱能儲存量，在夜晚的時候可將不帶儲能的水蒸氣存放在蒸汽儲缸中，將帶儲能的模塊通過參數需要，實現供電、供熱、供汽，有效利用能源；而且該系統同時具有模塊化太陽能集熱裝置，當再建設大型光熱電站時，只需將塔式光熱模塊復制，可以簡化建設流程，減少建設工期，更可以減少發電系統設計投資成本。
【附圖說明】
[0016]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0017]圖1是本發明較佳實施例的同時包含A類塔式光熱模塊和B類塔式光熱模塊的塔式太陽能光熱發電系統原理示意圖一；
[0018]圖2是本發明較佳實施例的同時包含A類塔式光熱模塊和B類塔式光熱模塊的塔式太陽能光熱發電系統原理示意圖二 ；
[0019]圖3是本發明較佳實施例的單個A類塔式光熱模塊原理示意圖；
[0020]圖4是本發明較佳實施例的單個B類塔式光熱模塊原理示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本發明較佳實施例的采用多種傳熱工質的塔式太陽能光熱發電系統原理如圖1和圖2所示，包括:用于收集太陽熱能的太陽能集熱裝置，與太陽能集熱裝置連接、用于產生過熱飽和蒸汽的換熱器，和與換熱器連接、用于將過熱飽和蒸汽轉換成電能的熱動力轉換裝置24 ;太陽能集熱裝置包括多個具有收集太陽熱能的塔式光熱模塊11、12 ;且多個塔式光熱模塊中包括采用集中儲熱的A類塔式光熱模塊和采用分布式儲熱的B類塔式光熱模塊類塔式光熱模塊采用熔鹽作為熱工質，A類塔式光熱模塊采用熔鹽或蒸汽作為熱工質。這樣塔式太陽能光熱發電系統可以根據夜晚用電需求設計熱能儲存量，在夜晚的時候可將不帶儲能的水蒸氣存放在蒸汽儲缸中，以減少夜晚的保溫能耗。而且，通過采用具有模塊化太陽能集熱裝置的塔式太陽能光熱發電系統，當再建設大型光熱電站時，只需將塔式光熱模塊復制，可以簡化電站建設流程，減少建設工期，更可以減少發電系統設計投資成本。
[0022]同時，采用上述塔式太陽能光熱發電系統，還可以增加整個發電系統的供電穩定性。如果是單塔的光熱電站，無論哪一部分出現問題，整個發電系統的穩定性都會受到影響，當采用模塊化太陽能光熱發電系統后，單塔出現問題不會影響到其他模塊的工作狀態，保證了整個發電系統供電的持續性和穩定性。另外，采用上述塔式太陽能光熱發電系統，還可以提高定日鏡鏡場的效率。如果是大型的單塔光熱發電系統，遠端的鏡場離塔頂的距離非常遠，效率很低，當采用塔式太陽能光熱發電系統后，可以減小鏡場離塔頂的距離，提高鏡場的效率，減小鏡場面積和投資。
[0023]上述實施例中，塔式太陽能光熱發電系統的熱動力轉換裝置24優選為汽輪發電機組，具體型號不限。
[0024]在進一步的實施例中，如圖1、圖2和圖3所示，構成上述塔式太陽能光熱發電系統中的太陽能集熱裝置的多個塔式光熱模塊11、12中包括:A類塔式光熱模塊11。其中，每個A類塔式光熱模塊11包括用于聚焦陽光的第一定日鏡111和設置有第一集熱器(未圖示)的第一光熱塔112 ;多個A類塔式光熱模塊11共同通過一個用于儲存第一集熱器中被加熱熱工質熱能的集中式儲熱單元113與換熱器22連接。
[0025]請參閱圖1，上述A類塔式光熱模塊11工作流程為:由第一定日鏡111反射陽光、聚焦陽光并加熱第一光熱塔112塔頂第一集熱器中的熱工質，所有A類塔式光熱模塊11的第一集熱器中被加熱熱工質熱能儲存于共同的集中式儲熱單元113中，儲存的熱能通過換熱器22產生過熱飽和蒸汽，以推動熱動力轉換裝置24發電。
[0026]優選地，如圖1所示，上述換熱器與A類塔式光熱模塊11的光熱塔之間還連接有低溫蒸汽儲熱裝置23，經換熱器22換熱后的熱工質再被栗到第一光熱塔112塔頂加熱，以進行循環利用。
[0027]在進一步的實施例中，如圖1、圖2和圖4所示，構成上述塔式太陽能光熱發電系統中的太陽能集熱裝置的多個塔式光熱模塊11、12中同時還包括:B類塔式光熱模塊12。其中，每個B類塔式光熱模塊12包括用于聚焦陽光的第二定日鏡121、設置有第二集熱器的第二光熱塔122，和與第二光熱塔122連接、用于存儲第二集熱器中被加熱熱工質熱能的分布式儲熱單元124。
[0028]S卩，上述A類塔式光熱模塊11是不單獨帶儲熱單元的光熱模塊，只是通過采用一個集中式儲熱單元113實現集中式儲熱；B類塔式光熱模塊12是單獨帶分布式儲熱單元124的光熱模塊。
[0029]優選地，如圖4所示，上述實施例中，每個B類塔式光熱模塊12均連接一個子換