[实用新型]基于真空吸热管的直接吸热式储能发电系统

说明书

本实用新型公开了一种基于真空吸热管的直接吸热式储能发电系统，包括集热系统、储热系统、发电系统；集热系统包括定日镜和竖直吸热管阵列；储热系统包括储热罐；发电系统包括热输出导体、热开关、蒸汽轮机、发电机；竖直吸热管阵列下部延伸至储热罐内，定日镜通过双轴跟踪调节支架围绕储热罐设置；热输出导体一端延伸至储热介质内，另一端通过热开关与蒸汽轮机的蒸汽发生器换热管道相接触，蒸汽轮机输出端与发电机连接。本实用新型采用光热电站吸热、导热模式，通过吸热管直接吸收太阳光并将热量传递给地面储热罐中的储热介质，不需要将储热介质送至塔顶，避免了现有熔盐泵的使用和储热介质的流动，大幅度降低成本，提高系统的安全可靠性。

技术领域

本实用新型涉及储能发电系统，尤其是涉及基于真空吸热管的直接吸热式储能发电系统。

背景技术

随着能源供应日趋紧张和全球碳排放限制，太阳能作为取之不尽的清洁能源其应用领域日趋扩大，太阳能光伏发电和太阳能光热发电是太阳能应用的主流发展方向。太阳能光热发电利用高精度聚光器将低密度的太阳能汇聚成高密度热能，通过加热工质来驱动发电机，实现光电转化。

以熔盐作为传热介质的塔式光热发电系统具有功率大，效率高，储热能力强，运行稳定等优点，是已商业化稳定运行的常规光热发电系统之一。典型的熔盐塔式太阳能光热发电系统工作原理为：熔盐泵将低温熔盐从低温熔盐罐送至塔顶的熔盐吸热器；定日镜将太阳光反射至吸热器，吸热器将吸收的热量传递给内部的熔盐；被加热的熔盐通过管道流入设在地面的高温熔盐罐中被储存起来；当需要发电时，高温熔盐罐中的熔盐与水换热产生过热蒸汽驱动汽轮机发电。

现有熔盐塔式太阳能光热发电系统存在的问题：

1、传统塔式光热发电系统为实现高温，塔顶的熔盐吸热器体积较小，造成定日镜的控制精度要求极高；且由于每个定日镜相对于中心塔的距离和朝向不同，每个定日镜的跟踪都需要单独的二维控制，使得定日镜的跟踪器制造难度大、成本高、跟踪调节难度大、在野外应用环境中不易维护。

2、系统工作时要将熔盐从地面的储罐送至塔顶吸热器，需要高扬程的熔盐泵；高扬程熔盐泵造价高，维护和检修成本高，且熔盐泵工作自耗电量大。

3、熔盐升温、储热、发电环节都需要在管路中流通，由于熔盐熔点较高，易低温凝固，在早晚、阴天、多云等光照强度弱的状况下，熔盐温度过低而凝固，造成管路堵冻，导致整体系统的稳定可靠性降低，维护检修成本升高。

4、在早晚、阴天、多云等光照强度弱的时段，光热电站的熔盐吸热器不再工作，定日镜系统闲置，造成资源浪费。

中国专利CN 104776615 B公开了一种基于二次反射聚光系统的直接吸热式太阳能集热装置，采用二次反射技术，将太阳光直接反射至地面的熔盐储罐中，不需要使用熔盐泵将熔盐送至塔顶，提高安全性和经济性。但是，二次反射镜系统受其自身结构影响和野外大风等恶劣天气影响，面积不宜做大，这就要求定日镜的跟踪精度要求很高，跟踪难度大、成本高，不利于推广应用。同时二次反射镜和石英玻璃窗在野外应用时易受大风等天气影响造成镜面沉积灰尘杂物，清洁度难以保证，影响太阳光的反射和吸收；且镜面工作时处于高温状态，清洁维护难度大。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种基于真空吸热管的直接吸热式储能发电系统。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：