[实用新型]塔式太阳能与有机朗肯循环发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电系统，特别是一种塔式太阳能热发电和有机朗肯循环（ORC）发电相结合的系统。

背景技术

现有技术中，关于塔式太阳能热发电技术与有机朗肯循环（ORC）技术概述如下。

1、塔式太阳能热发电技术。

塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。

SPT概念于20世纪70年代就已提出,并于20世纪80年代初开始在美国、意大利、法国、日本等建成示范电站,并进行长期的实验研究,其基本原理是利用太阳能集热系统将太阳热能转换并储存在传热介质(水、熔盐或空气等)中,再用该高温传热介质加热蒸汽至10MPa,500℃以上,驱动常规Rankine循环汽轮发电机组发电。这种发电方式无需常规能源,其动力的供给完全来自于集热系统内因太阳辐射所产生的高温传热介质。基于这一原理构建的SPT系统主要由定日镜阵列、高塔、受热器、传热流体、换热部件、蓄热系统、控制系统、汽轮机和发电系统等部分组成,属于太阳能、蓄热与发电三大技术的创新性组合应用。

大型受热器位于一高塔上,定日镜群以高塔为中心,呈圆周状分布,以便将太阳光精确地聚焦到高塔顶部的受热器上,将受热器中的传热介质加热至500℃以上,存入高温储罐。需要时用泵将高温传热介质泵入蒸汽发生器内,与给水进行热交换产生10MPa,500℃以上的蒸汽,最后利用该高温高压蒸汽驱动Rankine循环汽轮发电机组发电。汽轮机排汽经冷凝器冷凝后泵回给水系统,供蒸汽发生器重复循环利用。高温传热介质在蒸汽发生器中经热交换后,温度降至250~300℃,被泵入低温储罐储存,需用时,再泵送回高塔上受热器内加热。传热介质沿受热器→高温储罐→蒸汽发生器→低温储罐循环流动,所发生的能量转换过程为:太阳热能(定日镜场)→传热介质内能(受热器)→蒸汽动能(蒸汽发生器)→电能(汽轮发电机)。

塔式太阳能热力发电功率大、热量传递路程短、热损耗少、聚光比和温度较高。

SPT采用成熟的常规能源技术,仅是热能供给部分由太阳能取代化石燃料,从而降低了技术难度和投资风险。其他特点还包括如下内容。

(1)定日镜采用双轴跟踪,将太阳光精确地聚焦到位于高塔顶部的受热器上,聚光倍数高达500℃以上,易达到较高温度,但跟踪控制系统复杂,代价太高,目前技术条件下,难以实现商业化。

(2)能量集中过程是靠定日镜反射太阳光线一次完成,且受热器散热面积相对较小,因而光-热转换效率较高。

(3)备有足够大的高温储能系统,延长了发电时间,蓄热系统白天吸热,阴天或夜晚将所储存的热量释放出来加热蒸汽,使电站在夜间能够持续发电,减少了对天气的依赖性,且不需要化石燃料。

2、有机朗肯循环发电技术。

有机朗肯循环系统(ORC)采用有机工质取代朗肯循环的水蒸气作为工质，广泛应用于太阳能、工业废热利用和地热利用等领域。太阳能有机朗肯循环热发电技术具有以下优点：较低的初投资成本；运行成本低;工作温度低，安全性高。相比于太阳能朗肯循环热发电，在机组容量为0.1~10 MW的系统中，采用有机朗肯循环热发电技术是安全、经济效益好的方法。

目前世界上它式太阳能热发电及有机朗肯循环发电系统均已实现了商业化运行，因此，塔式和有机朗肯循环发电技术在目前的技术条件下更加具有实用性和可行性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于将塔式太阳能热发电与有机朗肯循环发电相结合，充分发挥各自的特长，形成联合循环发电系统。塔式将导热油加热后送至有机朗肯循环（ORC）装置与有机工质进行换热，工质由液体变成气体进入汽轮机进行做功发电。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。一种塔式太阳能与有机朗肯循环发电系统，其包含塔式太阳能发电系统及有机肯朗循环发电系统，该塔式太阳能发电系统包含熔融盐输送管及熔融盐回收管，该有机肯朗循环发电系统包含导热油换热器，该熔融盐输送管及熔融盐回收管与导热油换热器相连接。

本实用新型的有益效果是：塔式太阳能热发电与有机朗肯循环（ORC）发电相结合，与纯塔式相比，常规岛部分发电效率提高，集热场部分投资减小；与其他有机朗肯循环（ORC）联合发电系统相比，由塔式太阳能集热场取代了燃烧加热系统，更加环保，没有CO2、SO2和NOx排放，更具有环保和社会效益。此电站整体发电效率较高，能很好的促进太阳能热发电在中国的发展。

附图说明

图1是本实用新型系统的结构示意图。

具体实施方式