一种太阳能热发电集热储热系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能光热利用技术领域，具体涉及一种太阳能热发电集热储热系统。
【背景技术】
[0002]我国是一个以煤炭为基础能源的国家，煤炭的广泛大量使用对环境和全球气候带来了巨大影响，雾霾以及温室效应的日益加剧威胁着人类的生存。为了改善人类的生存环境，必须降低化石能源在我国能源结构中的比例，大力发展可再生能源。
[0003]太阳能是一种非常清洁的可再生能源，一年达到地球表面的太阳能约为5.5X 1026J，相当于目前人类一年消耗的能源总量的14倍。因此，可以将太阳能看成是取之不尽、用之不竭的新能源。据国际能源署预计，到2050年太阳能发电占全球电力供应的比重将达到25%以上。
[0004]太阳能资源昼有夜无，故太阳能热发电站在夜晚一般都要停机，在停机之后，必须对太阳能集热场内的吸热工质进行防冻，配置天然气锅炉的防冻方案增加了发电成本，降低了经济性。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳能热发电集热储热系统，系统可运行于白天的集热储热运行模式和夜间的停机防冻模式，该系统中集热场中集热管和连接管道在夜间处于放空状态，不需要天然气锅炉防冻，而且利用压差对集热管进行吹扫，不需要消耗电能。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]一种太阳能热发电集热储热系统，包括高温罐10，高温罐10、油水换热器1、低温罐3、导热油栗4、第一控制阀6、太阳能集热场7、第二控制阀9依次串联构成一个回路，在导热油栗4和第一控制阀6两边的管路上并联有第三控制阀5，在第二控制阀9和高温罐10的管路上并联第四控制阀8，且第四控制阀8的一端与高温罐10的顶部相连通。
[0008]所述的串联回路中，高压罐10的连通部位在下部或者底部。
[0009]高温罐10内导热油处在高温高压的饱和状态。
[0010]低温罐3内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
[0011]与现有技术相比，本发明方案中，集热回路和放热回路各自独立，互不影响，放热回路可产生稳定的蒸汽，保证发电机组的输出功率完全可控可调；利用高温罐和低温罐间的压差使高温导热油自流过油水换热器，产生各热力参数的蒸汽，利用导热油蒸汽吹扫集热管，均不需要消耗电能，可有效降低厂用电率；由于集热管处于放空状态，不需要配置天然气锅炉防冻。
【附图说明】
[0012]附图是本发明结构示意图图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图详细说明本发明的实施方式。
[0014]如图所示一种太阳能热发电集热储热系统，包括高温罐10，高温罐10、油水换热器1、低温罐3、导热油栗4、第一控制阀6、太阳能集热场7、第二控制阀9依次串联构成一个回路，在导热油栗4和第一控制阀6两边的管路上并联有第三控制阀5，在第二控制阀9和高温罐10的管路上并联第四控制阀8，且第四控制阀8的一端与高温罐10的顶部相连通。
[0015]所述的串联回路中，高压罐的连通在下部或者底部。
[0016]高温罐10内导热油处在高温高压的饱和状态。
[0017]低温罐3内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
[0018]太阳能集热场7可以是抛物面槽式或者线性菲涅尔式，主要用来聚焦太阳光，将太阳能转换为热能。
[0019]导热油高温罐10与低温罐3被用来储存热量，在太阳辐照波动时保证系统输出功率的稳定；高温罐10内导热油处在高温高压的饱和状态；低温罐3内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
[0020]导热油栗4是整个串联回路的动力来源。
[0021]油水换热器I是太阳能集热、储热系统与蒸汽动力系统的连接，高温导热油通过油水换热器I加热给水产生蒸汽。
[0022]四个控制阀被用来切换系统白天与夜间的运行模式，第三控制阀5、第一控制阀6并联控制低温罐3工质的流向，第二控制阀9、第四控制阀8并联控制高温罐10工质的流向。
[0023]本发明的工作原理为:白天太阳辐照条件较好时，关闭控制阀第三控制阀5、第四控制阀8，打开第一控制阀6、第二控制阀9，导热油栗4将低温罐3中的低温导热油栗入槽式或菲涅尔式太阳能集热场7，加热后存储在高温罐10中，导热油处在高温高压的饱和状态。在太阳辐射强度变化时，通过调节导热油栗4的流量，保持进入高温罐10的导热油温度基本恒定，保证高温罐10中导热油温度的稳定。利用高温罐10和低温罐3间的压差使高温导热油自流过油水换热器1，产生相应热力参数的蒸汽。
[0024]夜间集热系统停机后，为避免导热油在集热管和连接管道中凝固，采用将集热管中的导热油排空的方案。集热系统停机后，关闭控制阀第一控制阀6、第二控制阀9，依次开启控制阀第三控制阀5和第四控制阀8，高温罐10中导热油饱和蒸汽在压差的驱动下进入集热场7，将集热管中的导热油吹入低温罐3，完成吹扫后，依次关闭控制阀8和5。在吹扫过程中，高温罐10中部分导热油会闪蒸，补充导热油蒸汽，高温罐10的温度和压力基本保持不变，而导热油蒸汽进入低温罐3后会液化为导热油，不会引起压力的升高。
[0025]实施例一
[0026]以采用联苯-联苯醚导热油作为储热和储热工质为例说明系统的运行模式。在白天，关闭控制阀第三控制阀5、第四控制阀8，打开第一控制阀6、第二控制阀9，导热油栗4将低温罐3中110°C的导热油栗入槽式或菲涅尔式太阳能集热场7，加热到380°C后存储在高温罐10中，导热油处在饱和状态，对应的饱和压力约为0.8MPa。在太阳辐射度变化时，通过调节导热油栗4的流量，保持进入高温罐10的导热油温度为380°C左右，实现高温罐10中导热油温度的稳定。利用高温罐10和低温罐3间的压差使高温导热油自流过油水换热器I，产生相应热力参数的蒸汽。
[0027]在夜间集热系统停机后，关闭第一控制阀6、第二控制阀9，依次开启第三控制阀
5、第四控制阀8，高温罐10中导热油饱和蒸汽在压差的驱动下进入集热场7，将集热管中的导热油吹入低温罐3，完成吹扫后，依次关闭控制阀8和5。在吹扫过程中，高温罐10中部分导热油会闪蒸，补充导热油蒸汽，高温罐10的温度和压力基本保持不变，而导热油蒸汽进入低温罐3后会液化为导热油，不会引起压力的升高。
【主权项】
1.一种太阳能热发电集热储热系统，包括高温罐(10)，其特征在于，高温罐(10)、油水换热器(I)、低温罐(3)、导热油栗(4)、第一控制阀(6)、太阳能集热场(7)、第二控制阀(9)依次串联构成一个回路，在导热油栗(4)和第一控制阀(6)两边的管路上并联有第三控制阀(5)，在第二控制阀(9)和高温罐(10)的管路上并联第四控制阀(8)，且第四控制阀(8)的一端与高温罐(10)的顶部相连通。2.根据权利要求1所述的一种太阳能热发电集热储热系统，其特征在于，所述的串联回路中，高压罐(10)的连通部位在下部或者底部。3.根据权利要求1所述的一种太阳能热发电集热储热系统，其特征在于，高温罐(10)内导热油处在高温高压的饱和状态。4.根据权利要求1所述的一种太阳能热发电集热储热系统，其特征在于，低温罐(3)内导热油处在低温低压的欠饱和状态。
【专利摘要】一种太阳能热发电集热储热系统，高温罐、油水换热器、低温罐、导热油泵、第一控制阀、太阳能集热场、第二控制阀依次串联构成一个回路，在导热油泵和第一控制阀两边的管路上并联有第三控制阀，在第二控制阀和高温罐的管路上并联第四控制阀，且第四控制阀的一端与高温罐的顶部相连通；四个控制阀被用来切换系统白天与夜间的运行模式，第三控制阀、第一控制阀并联控制低温罐工质的流向，第二控制阀、第四控制阀并联控制高温罐工质的流向；可运行于白天的集热储热运行模式和夜间的停机防冻模式，该系统中集热场中集热管和连接管道在夜间处于放空状态，不需要天然气锅炉防冻，而且利用压差对集热管进行吹扫，不需要消耗电能。
【IPC分类】F24J2/34, F03G6/06, F24J2/30
【公开号】CN105004073
【申请号】CN201510482968
【发明人】许世森, 裴杰, 徐越, 郑建涛
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月3日