[发明专利]一种基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统及方法

权利要求书

1.一种基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，包括集热塔（1），其特征在于：还包括近太阳定日镜场（6），远太阳定日镜场（5），安装在集热塔（1）顶部的汽水分离器（4），以及安装在集热塔（1）上且在高度方向上呈上下布置的上腔体式集热器（3）和下腔体式集热器（2）；所述近太阳定日镜场（6）、集热塔（1）和远太阳定日镜场（5）在水平方向上依次排列，所述上腔体式集热器（3）的入口与给水管道连通，该上腔体式集热器（3）的出口连接到汽水分离器（4）的入口，所述汽水分离器（4）的饱和蒸汽出口连接到下腔体式集热器（2）的入口，该汽水分离器（4）的饱和水出口连接到给水管道上，所述下腔体式集热器（2）的出口与过热蒸汽管道连通；所述下腔体式集热器（2）和近太阳定日镜场（6）配合用于吸收近太阳定日镜场（6）聚焦的太阳辐射能量；所述上腔体式集热器（3）和远太阳定日镜场（5）配合用于吸收远太阳定日镜场（5）聚焦的太阳辐射能量；所述远太阳定日镜场（5）的占地面积大于近太阳定日镜场（6）的占地面积。

2.根据权利要求1所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述下腔体式集热器（2）的开口朝向太阳的一侧，所述上腔体式集热器（3）的开口背向太阳的一侧。

3.根据权利要求1所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述上腔体式集热器（3）为蒸汽蒸发器，所述下腔体式集热器（2）为蒸汽过热器。

4.根据权利要求1所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述下腔体式集热器（2）的开口位置通过玻璃板密封，所述上腔体式集热器（3）的开口位置通过玻璃板密封。

5.根据权利要求1所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述集热塔（1）为钢结构塔或钢筋混凝土塔。

6.根据权利要求1所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述近太阳定日镜场（6）和远太阳定日镜场（5）呈单独分布，该近太阳定日镜场（6）和远太阳定日镜场（5）位于集热塔（1）周围南北布置。

7.根据权利要求1所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述下腔体式集热器（2）和上腔体式集热器（3）被集热塔（1）架到较高位置。

8.一种采用如权利要求1～7任一权利要求所述的基于双腔体式集热器的高效塔式太阳能热发电系统的发电方法，其特征在于：所述发电方法的步骤如下：采用水作为传热工质，通过两级太阳能腔体式集热器将太阳能转换为热能，上腔体式集热器（3）为蒸汽蒸发器，主要功能是将低温给水预热和蒸发加热成为具有一定干度的饱和蒸汽，需要大量的热量；在水平方向上，分布在集热塔（1）周围南北布置的近太阳定日镜场（6）的定日镜余弦损失比远太阳定日镜场（5）的定日镜大，因此将远太阳定日镜场（5）和上腔体式集热器（3）匹配，并将上腔体式集热器（3）布置在较高位置以便于适应较大的定日镜场，提高其聚光比，以此得到大量的热量用于低温给水预热和蒸发；而下腔体式集热器（2）为蒸汽过热器，主要功能是将饱和蒸汽转换为过热蒸汽，需要的热量较少，因此将近太阳定日镜场（6）和下腔体式集热器（2）匹配，且近太阳定日镜场（6）的占地面积无需很大，以保证系统的安全性。