[发明专利]采用独立循环储热蓄电和梯级换热蒸发的太阳能热发电站

摘要

本发明采用独立的循环储热蓄电和梯级换热蒸发技术，使用熔盐或硫以及流沙作为储热传热流体，同槽式、塔式等太阳能聚光器相结合组成规模化的太阳能热发电站；该装置在兼顾储热蓄电一体化设计的同时采用全新的梯级蒸发技术，既有利太阳能发电设备制造的标准化和规模化，也有利于降低电站投资成本，提高自身供电能力和降低运行费用，大幅增加发电时数，提高同化石能源发电竞争的能力。该装置属太阳能热发电技术领域。

主权项

一种采用独立循环储热蓄电和梯级换热蒸发的太阳能热发电站，包括太阳能接收器、蒸发器及其蒸发器阵列、储热池或储热蓄电池、传热储热介质或传热储热蓄电介质、绝缘法兰、高温动力泵、动力工质、动力发电装置、冷凝器、雾化室、换热器、凝结水罐、整流器、逆变器，其特征在于：将聚光、接收、传热和储热池或储热蓄电池以及蒸发器共同组成独立的热循环单元，其中太阳能接收器采用串联或并联方式组成聚光阵列，每一个聚光阵列的太阳能接收器出口连接蒸发器传热储热介质进口，蒸发器出口通向储热池或储热蓄电池，储热池或储热蓄电池出口连接高温动力泵，高温动力泵出口连接相对应的太阳能接收器阵列进口，由此构成由聚光、接收、传热、储热、换热蒸发功能一体化的，且独立完整的热循环单元；每个热循环单元的蒸发器另一侧的传输动力工质端，其进出口顺序连接，组成蒸发器阵列，终端出口连接动力发电装置进口；采用水做动力工质时选择雾化DSG直接蒸汽模式，在蒸汽饱和段和过热段其间设置凝结水罐，以及在梯级蒸发器阵列进口处设置雾化室；动力工质经蒸发器阵列梯级换热后最终进入动力发电装置膨胀做功；动力发电装置出口连接冷凝器进口，冷凝器出口经高温动力泵连接雾化室进口或直接连接蒸发器阵列第一级进口，由此完成动力工质的梯级蒸发换能做功循环；储热蓄电池正负电极分别连接整流器、逆变器，整流器、逆变器连接电网，承担电站用电、储电和送电任务；为串联储热蓄电池组成高压电池堆，在梯级蒸发器之间使用绝缘法兰隔离各热循环单元；1)所述太阳能接收器为抛物槽式聚光接收器、或塔式聚光接收器、或菲涅尔式聚光接收器、或碟式聚光接收器；2)所述储热池为单一的熔盐储热装置，由熔盐室、耐腐蚀壁、氮气或氦气室、储沙保温层、隔热层组成；3)所述储热蓄电池包括储热和蓄电两部分，其中储热包括储热室、耐腐蚀壁、氮气或氦气室、储沙保温层、中间隔离板、隔热层；中间隔离板另一侧为蓄电池，包括必备的正极集流器、负极集流器，以及正负极固定装置；储热蓄电池选择钠镍、或钠硫、或锂硫高温化学蓄电池，或正负电极分别为镁、锌、铅、铝、铁的金属化合物或混合物的高温化学蓄电池；储热池和蓄电池由中间隔离板分隔，中间隔离板底部贯通，保证储热介质在储热和蓄电之间流通；4)所述传热储热介质为熔盐、或硫及硫的化合物或混合物；5)所述传热储热蓄电介质包括共熔硝酸类盐、或氯化类盐、或氟化类盐、或溴化物盐、或有机类熔盐及其各类混合物熔盐；或四氯铝酸钠盐；或硫及硫的化合物或混合物；6)所述动力发电装置是指朗肯蒸汽动力热发电装置、或有机朗肯动力热发电装置、或布雷顿循环动力热发电装置；7)所述动力工质为水及雾化后形成的水汽、或二氧化碳气、或一氧化氮气、或氦气、或氨气、或烷烃类有机溶剂和冷凝剂；8)所述冷凝器为水或空气冷凝器；9)所述绝缘法兰是指在金属法兰之间使用陶瓷、或岩棉、或石棉做绝缘材料隔离每一个热循环单元。