[发明专利]一种抛物槽式太阳能热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热发电技术领域，尤其是一种抛物槽式太阳能热发电系统。

背景技术

太阳能热发电技术不存在消耗大量化石能源和污染环境等问题，是一种清洁和可持续的发电技术。太阳能热发电技术以聚光式集热器提供能量为主，主要分为抛物槽式、塔式和碟式三类。相对而言，抛物槽式太阳能热发电技术较为成熟，已有商业化电站运行。

发展抛物槽式太阳能热发电技术的主要瓶颈是投资成本高、系统效率较低。因此提高系统关键技术水平和寻求高效率的系统集成方法成为解决制约抛物槽式太阳能热发电技术发展的主要途径。然而，目前的研究大多集中在提高系统关键单元的性能，如改善集热管选择性涂层、提高聚光镜面反射率等。

目前，以水为工质的直接蒸汽发生抛物槽式太阳能电站系统处于中试阶段。该系统有集热效率高，中间换热环节少等优点。但存在系统控制困难，过热蒸汽换热效果差等问题。尤其是在蒸汽过热段，过高压力、温度的蒸汽，对吸热管的结构及性能带来了巨大挑战。

目前，以导热油为工质的双回路抛物槽式太阳能电站系统，通常采用导热油一次通过方式。这种系统设计方式的缺点在于整个槽式太阳能集热场平均工作温度较高，集热效率较低，而且导热油的使用量很大，系统投资大。

本发明在现有已商业化的抛物槽式太阳能发电电站系统基础上，从系统流程及集成方式上出发，提出了单回路与双回路相结合的抛物槽式太阳能集热场。与传统单一类型的槽式太阳能集热场相比，改变了蒸汽在吸热管内的换热形式，提高了太阳能集热单元的集热效率；同时减小了太阳能集热单元面积，降低太阳能集热场投资；并且减少了中间传热工质的使用量，降低换热系统投资。本发明因其系统的灵活性能够显著提高蒸汽参数，提高动力循环的热效率，进而改善整个系统效率，具有很好的商业化前景。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种抛物槽式太阳能热发电系统，以克服以水为工质的抛物槽式太阳能热发电系统中工质过热段换热效率低、蒸汽参数低的瓶颈问题，提高蒸汽品质，提高系统发电效率。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种抛物槽式太阳能热发电系统，该系统包括以水为工质的单回路式抛物槽式太阳能集热单元、以导热油或熔盐为工质的双回路式抛物槽式太阳能集热单元、换热单元和动力发电单元，其中：以水为工质的单回路式抛物槽式太阳能集热单元和以导热油或熔盐为工质的双回路式抛物槽式太阳能集热单元，用于接收聚集太阳辐射能量；换热单元，用于将双回路式抛物槽式太阳能集热单元的能量传递给来自单回路式抛物槽式太阳能集热单元的饱和蒸汽，使该饱和蒸汽转变为过热蒸汽；发电单元，用于通过动力装置将过该热蒸汽转化为电能。

上述方案中，所述单回路式抛物槽式太阳能集热单元以水为吸热工质，将太阳辐射能加热给水，使其转化为饱和蒸汽。

上述方案中，所述双回路式抛物槽式太阳能集热单元以中间传热工质为工质，将太阳辐射能用以加热中间传热工质。

上述方案中，所述单回路式抛物槽式太阳能集热单元和双回路式抛物槽式太阳能集热单元是直接会聚并接收太阳辐射能的不同传热工质、不同工作温度区间的槽式太阳能集热单元，其中单回路式抛物槽式太阳能集热单元直接加热给水，散热损失少，集热效率高，双回路式抛物槽式太阳能集热单元借助中间传热工质，能够提高集热单元工质出口参数。

上述方案中，所述单回路集热单元以水为工质，接收的太阳辐射能通过太阳能集热器直接传递给水工质，水在集热器内预热蒸发后，转变为一定压力下的饱和蒸汽。

上述方案中，所述双回路集热单元以熔盐或导热油为工质，将太阳辐射能转化成中间传热工质的热量。

上述方案中，所述换热单元为高效强化换热设备，将该中间传热工质所携带的能量传递给来自单回路集热单元中的饱和蒸汽，使该饱和蒸汽转变为过热蒸汽，进而提高蒸汽参数。

上述方案中，所述发电单元采用的动力装置为汽轮机发电装置或螺杆机发电装置。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种抛物槽式太阳能热发电系统，采用了复合集热镜场，即单回路和双回路两种不同的槽式太阳能集热场。它改善了抛物槽式太阳能集热场内集热温度的匹配状况，提高集热效率，减小太阳能集热场面积，降低太阳能集热场的投资成本。