[实用新型]一种太阳能塔槽联合发电系统

说明书

本实用新型涉及太阳能光热发电技术领域，公开了一种太阳能塔槽联合发电系统。所述发电系统包括槽式集热器、塔式集热器、预热器、过热器和再热器；槽式集热器的加热管出口与预热器的传热流体入口相连；预热器的传热流体出口与槽式集热器的加热管入口相连；塔式集热器的加热管出口与过热器的传热流体入口和再热器的传热流体入口分别相连；过热器的传热流体出口和再热器的传热流体出口，与塔式集热器的加热管入口相连。本实用新型同时利用槽式集热器和塔式集热器，两者在各自最佳工作温度区间内工作，提高系统效率和塔式镜场的场地利用率；实现了对工质的分段加热，各换热器中传热流体流量可单独调整。

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热发电技术领域，尤其涉及一种太阳能塔槽联合发电系统。

背景技术

随着化石能源消耗和环境污染问题的凸显，太阳能被广泛认为是未来最有潜力替代传统化石能源的清洁能源。太阳能光热发电通常采用集热器来聚光集热发电，使用反射镜将太阳光会聚到用于吸收太阳能的接收器上，产生热量并将其传递给合成油、熔融盐或空气等传热流体。然后，传热流体直接或间接地为动力循环系统提供热量。与太阳能光伏发电相比，太阳能光热发电因其能量密度高，发电平稳，电网兼容性好，易于与现有火力发电厂集成等优点受到越来越多的关注。现有的太阳能光热电站均采用单一的集热器结构型式：太阳能槽式发电或者太阳能塔式发电。

太阳能槽式发电技术，其所采用的反射镜是槽型抛物面，反射镜在白天采用单轴跟踪的形式跟踪太阳。反射镜将太阳光反射聚集到位于焦线处的加热管上。传热流体流经加热管并吸收由聚集的太阳光产生的热量，提供给发电系统。现有的太阳能槽式发电系统结构简图如图1所示，其传热流体的循环回路为：传热流体由槽式集热器11加热后，其中的一部分依次经过过热器22和预热器21，与流经过热器22和预热器21的朗肯循环换热后流回槽式集热器11，另一部分经过再热器23与流经再热器23的朗肯循环换热后流回槽式集热器11。

太阳能塔式发电技术，是一种使用位于高塔顶部的接收器来接收聚集阳光的太阳能发电技术。它使用大量可移动的太阳能反射镜(称为定日镜)，每台定日镜都各自配有跟踪机构将太阳光实时准确地反射到位于塔顶的接收器上。该跟踪机构为双轴跟踪(从东向西，向上和向下)跟踪太阳。接收器吸收集中的太阳辐射将太阳能转换成热量，再被传热流体传递至热力循环系统用于发电。现有的太阳能塔式发电系统结构简图如图2所示，其传热流体的循环回路为：传热流体由塔式集热器12加热后，其中的一部分依次经过过热器22和预热器21，与流经过热器22和预热器21的朗肯循环换热后流回塔式集热器12，另一部分经过再热器23与流经再热器23的朗肯循环换热后流回塔式集热器12。

太阳能槽式发电技术是最成熟和最具商业化的技术，但是其存在以下缺点：聚光比比较小，接收器的集热温度比较低，光热发电效率也比较低。太阳能塔式发电技术，由于在使用大量的定日镜时塔顶能够会聚大量的能量，接收器可以达到很高的温度，因此具有光热发电效率高的优点，而且可以实现大规模应用，但是同时具有投资成本高、系统复杂度高、吸热器换热温差大以及熔盐保温系统能耗大的缺点。

此外，现有的太阳能塔式发电技术和太阳能槽式发电技术都存在传热流体与朗肯循环换热过程中的大温差和大损问题。这是由于，对于槽式发电和塔式发电技术，在传热流体与朗肯循环工质的换热过程中，如图3所示，朗肯循环工质存在相变，而传热流体无相变，因此传热过程存在着传热温差较大，传热损较大的问题。

在现有的图1所示的太阳能槽式发电系统和图2所示的太阳能塔式发电系统结构下，由于传热流体只能以恒定的质量流量流经各换热器(预热器21、过热器22和再热器23)来实现换热，如图4所示，在夹点温差ΔT_min固定的情况下，如果增大传热流体的质量流量来减小传热流体曲线的斜率，则在减小蒸发段换热平均温差的同时也增大了预热段的换热平均温差；同样，如果减小传热流体的流量来增大传热流体曲线的斜率，则在减小预热段换热平均温差的同时也增大了蒸发段的换热平均温差，因此大温差和大损的问题始终无法避免。

实用新型内容