一種太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)及預(yù)熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)及預(yù)熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)是太陽能規(guī)模利用的一個重要方向，對人類解決化石能源危機(jī)、空氣污染等問題具有深遠(yuǎn)的意義。太陽能高溫?zé)岚l(fā)電有多種技術(shù)方向:根據(jù)聚焦方式的不同，可分為碟式、槽式、塔式等方式；采用的工質(zhì)有水(水蒸汽)、工質(zhì)、空氣、導(dǎo)熱油、液態(tài)金屬和其他導(dǎo)熱介質(zhì)等。由于太陽能波動性及不連續(xù)性，太陽能光熱發(fā)電必須有大規(guī)模儲熱才能連續(xù)穩(wěn)定。熔融鹽有使用溫度高、溫度范圍寬、流動特性好、熱容量大等特性，用來儲熱正好可以彌補(bǔ)太陽能不穩(wěn)定的問題。但工質(zhì)也有凝固點(diǎn)高的特點(diǎn)，運(yùn)行時容易發(fā)生凝固，這就對太陽能熱發(fā)電工質(zhì)系統(tǒng)的預(yù)熱和保溫提出了很高的要求，另外，系統(tǒng)中一旦發(fā)生工質(zhì)凝固，還需要通過合適的方法來“解凍”。
[0003]為了解決工質(zhì)容易發(fā)生凝固的問題，都會在開啟太陽能高溫?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)之前對系統(tǒng)中工質(zhì)容易發(fā)生凝固的位置進(jìn)行預(yù)熱，目前的預(yù)熱方法主要是通過伴熱設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱，但由于太陽能接收器外側(cè)沒有保溫措施，熱量損失較快，采用伴熱設(shè)備預(yù)熱的方式能耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)及預(yù)熱方法，能夠較好的利用太陽能，減少伴熱設(shè)備的能耗，降低成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種太陽能熱發(fā)電的預(yù)熱系統(tǒng)，其包括:管道系統(tǒng)、熱工質(zhì)罐、換熱器、冷工質(zhì)罐、伴熱設(shè)備、太陽能接收裝置、太陽能搜集裝置；其中:所述管道系統(tǒng)的兩端分別與所述太陽能接收裝置的兩端相連；所述熱工質(zhì)罐、所述換熱器以及所述冷工質(zhì)罐依次串聯(lián)到所述管道系統(tǒng)中；所述伴熱設(shè)備設(shè)置于所述管道系統(tǒng)的外壁；所述太陽能搜集裝置用于將太陽光投射到所述太陽能接收器上。
[0006]較佳地，所述管道系統(tǒng)及所述換熱器的外壁設(shè)置有保溫層。
[0007]較佳地，所述保溫層為復(fù)合保溫層，包括內(nèi)層保溫層和外層保溫層；采用復(fù)合保溫層，提高了保溫效果。
[0008]較佳地，所述內(nèi)層保溫層為耐高溫保溫層。
[0009]較佳地，所述內(nèi)層保溫層為硅酸鋁纖維氈保溫層，所述外層保溫層為玻璃纖維氈保溫層。內(nèi)層保溫層的材料具有較好的耐高溫性能，外層保溫層的材料具有很好的保溫性能，且成本相對較低，能夠保證在提高保溫性能的同時降低保溫成本。
[0010]較佳地，所述太陽能接收裝置為塔式太陽能吸熱器或槽式太陽能集熱管，對應(yīng)地，所述太陽能搜集裝置為塔式太陽能定日鏡或槽式太陽能聚光鏡；且當(dāng)所述太陽能搜集裝置為塔式太陽能定日鏡時，所述塔式太陽能定日鏡的數(shù)量為多個，通過調(diào)節(jié)定日鏡的方位角及高度角，使定日鏡的反射光斑均勻分布在太陽能收裝置的表面，進(jìn)而能夠保證太陽能接收裝置受熱均勻，防止太陽能接接收裝置因局部加熱功率過大，導(dǎo)致太陽能接收裝置發(fā)生損壞。
[0011]較佳地，所述伴熱設(shè)備為電伴熱和/或蒸汽伴熱。
[0012]本發(fā)明還提供一種太陽能熱發(fā)電的預(yù)熱方法，其至少包括以下步驟:
S81:調(diào)節(jié)太陽能搜集裝置，使其投射的早晨太陽光來預(yù)熱太陽能接收裝置達(dá)到其預(yù)設(shè)的溫度。
[0013]較佳地，所述步驟S81中調(diào)節(jié)太陽能搜集裝置進(jìn)一步為:根據(jù)需投射到太陽能接收裝置上的太陽光的強(qiáng)度調(diào)節(jié)所述太陽能搜集裝置的角度，得到合適的DNI (太陽直接輻射強(qiáng)度)。能夠使太陽光對太陽能接收裝置的加熱均勻，防止加熱功率過大。
[0014]較佳地，所述步驟S81之前還包括:
SlOl:利用伴熱設(shè)備對太陽能接收裝置和熱工質(zhì)罐之間的管道系統(tǒng)以及太陽能接收裝置和冷工質(zhì)罐之間的管道系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱，使管道系統(tǒng)達(dá)到其預(yù)設(shè)的溫度。在太陽光比較弱時，熱工質(zhì)罐中的工質(zhì)還未達(dá)到需要的量，此時熱工質(zhì)罐與換熱器之間的管道系統(tǒng)、冷工質(zhì)罐與換熱器之間的管道系統(tǒng)以及換熱器處在不工作狀態(tài)，不需對其進(jìn)行預(yù)熱，避免造成不必要的電能浪費(fèi)。
[0015]較佳地，所述步驟S81之后還包括:
Sm:太陽能接收裝置中注入工質(zhì)，調(diào)節(jié)太陽能搜集裝置，使其投射的太陽光來加熱太陽能接收裝置中的工質(zhì)，同時利用伴熱設(shè)備將熱工質(zhì)罐和換熱器之間的管路系統(tǒng)、冷工質(zhì)罐和換熱器之間的管路系統(tǒng)以及換熱器均加熱到預(yù)設(shè)的溫度。用伴熱設(shè)備和太陽能搜集裝置相結(jié)合的方式，方便快捷的完成了太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱。
[0016]較佳地，所述步驟Slll之后還包括:
S121:待夜間停機(jī)后，使工質(zhì)保留在管道系統(tǒng)中。利用工質(zhì)熱量來抵消夜間停機(jī)時的散熱損失，避免消耗過多的伴熱能源。
[0017]較佳地，所述步驟S121之后還包括:
S131:待保留在管道系統(tǒng)中的工質(zhì)的溫度降低到預(yù)設(shè)臨界溫度時，用熱工質(zhì)罐中的工質(zhì)置換已降溫的工質(zhì)。
[0018]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明提供的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)增加了太陽能搜集裝置，將早晨較弱的太陽光投射到太陽能接收裝置上，用于預(yù)熱太陽能接收裝置，較好的利用了太陽能量，減少了伴熱設(shè)備的能耗，降低了建設(shè)成本。
[0019](2)本發(fā)明提供的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱方法通過調(diào)節(jié)太陽能搜集裝置，使其將早晨較弱的太陽光有效的投射到太陽能接收裝置上，用于對太陽能接收裝置預(yù)熱，使其達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，充分利用了早晨較弱的太陽光能量。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的太陽能熱發(fā)電的預(yù)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；； 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例2的太陽能熱發(fā)電的預(yù)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的管道系統(tǒng)的剖視圖；
圖4為本發(fā)明的實(shí)施例3的太陽能熱發(fā)電的預(yù)熱方法的流程圖。
[0021]標(biāo)號說明:1-管道系統(tǒng)，2-熱工質(zhì)罐，3-換熱器，4-冷工質(zhì)罐，5-伴熱設(shè)備，6_太陽能接收裝置，7-太陽能搜集裝置，8-汽機(jī)島；
101-第一管道，102-第二管道，103-第三管道，104-第四管道；
111-管壁，112-內(nèi)層保溫層，113-外層保溫層，114-工質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0023]本發(fā)明的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)包括:管道系統(tǒng)1、熱工質(zhì)罐2、換熱器3、冷工質(zhì)罐4、伴熱設(shè)備5、太陽能接收裝置6以及太陽能搜集裝置7。其中:管道系統(tǒng)I的兩端分別與太陽能接收裝置6的兩端相連；熱工質(zhì)罐2、換熱器3以及冷工質(zhì)罐4依次串聯(lián)到管道系統(tǒng)I中，冷工質(zhì)罐4的工質(zhì)進(jìn)入太陽能接收裝置6中，在太陽能接收裝置6中被加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，進(jìn)入熱工質(zhì)罐2中，然后進(jìn)入換熱器3中進(jìn)行熱量交換，進(jìn)行熱量交換后又回到冷工質(zhì)罐4中；管道系統(tǒng)I和/或換熱器3的外壁設(shè)置有伴熱設(shè)備5。
[0024]在早上太陽剛升起時，太陽高度角和DNI (直接輻射)較低，如果此時將工質(zhì)送入太陽能接收裝置6中進(jìn)行加熱，無法達(dá)到后端工藝所需溫度，并且，由于太陽能接收裝置6無法有效保溫，所以用電或其他常規(guī)方法產(chǎn)熱去預(yù)熱如此巨大的散熱體，必定存在預(yù)熱效果不佳，能耗過大的問題。太陽高度角和DNI較低的太陽輻射，無法滿足工質(zhì)大量吸熱的要求，但用來對未注入工質(zhì)的太陽能接收裝置6進(jìn)行預(yù)熱，則能量十分可觀。本發(fā)明的預(yù)熱系統(tǒng)利用太陽能搜集裝置7將早晨比較弱的太陽光投射到太陽能接收裝置6上，用于對其進(jìn)行預(yù)熱，有效利用了太陽光能量，降低了預(yù)熱功耗。換熱器3的兩端分別與汽機(jī)島8的兩端相連，預(yù)熱完成后，開啟汽機(jī)島8，即可利用換熱器3產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進(jìn)行發(fā)電。下面以塔式和槽式兩種為例詳細(xì)描述本發(fā)明的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)。
[0025]實(shí)施例1:
如圖1所示為本實(shí)施例的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的預(yù)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中太陽能接收裝置6為塔式太陽能吸熱器，太陽能搜集裝置7為塔式太陽能定日鏡，其數(shù)量布置有多個，能夠最大程度的利用太陽光能量；根據(jù)需投射到太陽能接收裝置6上的太陽光的強(qiáng)度對其角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到合適的DNI，使加熱均勻，防止加熱功率過大。
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