專利名稱：中央塔式發(fā)電站及其鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及中央塔式發(fā)電站，并特別涉及設(shè)計(jì)來(lái)用于該中央塔式發(fā)電站的鍋爐。
背景技術(shù)：
能源供應(yīng)商一直在致力于尋求替代性一次能源。一種這樣的能源為太陽(yáng)能，且一種利用太陽(yáng)能的方式為采用中央塔式發(fā)電站。一種典型的中央塔式發(fā)電站裝置包括定日鏡的陣列以及收集塔。每個(gè)定日鏡均被構(gòu)造成跟蹤太陽(yáng)且將日光向收集塔的槽反射，從而加熱此槽及其內(nèi)容物。構(gòu)成熱傳輸介質(zhì)的傳熱流體(其可為諸如熔鹽或熱油的液體)容納在上述槽中。 將加熱的熱流體輸送至發(fā)電站(諸如蒸汽發(fā)電站)，其中熱流體的熱能用于驅(qū)動(dòng)其一個(gè)或多個(gè)渦輪，以便以傳統(tǒng)的方式如通過(guò)將每個(gè)渦輪的輪軸連接至發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。在現(xiàn)有技術(shù)中，還沒(méi)有能夠很好地利用太陽(yáng)能為中央塔式發(fā)電站供給熱流體的鍋爐。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種中央塔式發(fā)電站及其鍋爐，該用于中央塔式發(fā)電站的鍋爐，能夠很好地利用太陽(yáng)能為中央塔式發(fā)電站供給熱流體。為達(dá)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型所公開(kāi)的主題的一方面，提供了一種用于中央塔式發(fā)電站的鍋爐，該鍋爐被構(gòu)造成利用撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱在鍋爐中流動(dòng)的流體，并包括用于在加熱期間運(yùn)送流體的蒸汽回路，其中所述鍋爐包括為過(guò)熱器蒸汽回路的第一蒸汽回路、設(shè)置之上的為蒸發(fā)器蒸汽回路的第二蒸汽回路。過(guò)熱器蒸汽回路可被構(gòu)造成提供介于150kW/m2和300kW/m2之間的功率傳輸,其中蒸發(fā)器蒸汽回路被構(gòu)造成提供介于500kW/m2和700kW/m2之間的功率傳輸。每個(gè)蒸汽回路可包括流體供應(yīng)系統(tǒng)、多個(gè)面板和出口管道，其中所述面板被構(gòu)造成使流體流經(jīng)其中，且便于通過(guò)撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱流體，且其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)由面板與出口管道流體連通。每個(gè)面板可包括一個(gè)或多個(gè)具有通常蛇形的管道。每個(gè)面板可包括靠近其下端的入口集管和靠近其上端的出口集管。至少一個(gè)蒸汽回路可包括多個(gè)位于流體供應(yīng)系統(tǒng)和出口管道之間的流體路徑，其中每個(gè)流體路徑包括一個(gè)或多個(gè)面板。至少一個(gè)蒸汽回路可包括一個(gè)位于流體供應(yīng)系統(tǒng)和出口管道之間的流體路徑，所述流體路徑包括蒸汽回路的所有面板。根據(jù)本實(shí)用新型所公開(kāi)的主題的又一方面，提供了一種包括上述鍋爐的中央塔式發(fā)電站。中央塔式發(fā)電站還可包括被構(gòu)造成利用在鍋爐中流動(dòng)且受熱的流體來(lái)發(fā)電的渦輪，其中所述流體為渦輪的工作流體。中央塔式發(fā)電站還可包括被構(gòu)造成利用在鍋爐中流動(dòng)且受熱的流體來(lái)發(fā)電的渦輪，其中所述流體用于加熱渦輪的工作流體。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，可通過(guò)上述鍋爐的設(shè)計(jì)而使其撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱流經(jīng)其中的工作流體，以獲取有用能源并進(jìn)行發(fā)電，其結(jié)構(gòu)合理、效率高且節(jié)省能源(以下將詳述)。

為了理解本實(shí)用新型所公開(kāi)的主題以及為了了解在實(shí)踐中本實(shí)用新型是如何實(shí)施的，現(xiàn)將參照附圖且僅以非限制的示例方式來(lái)對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中 圖I為中央塔式發(fā)電站的示意圖；圖2為圖I中所示的中央塔式發(fā)電站的收集塔的透視圖；圖3A和圖3B分別為圖2中所示的收集塔的鍋爐的面板的正視圖和側(cè)視圖；圖4A至圖4C示意地示出圖2中所示的收集塔的鍋爐的蒸汽回路的若干實(shí)例；圖5A至圖5C示意地示出具有不同蒸汽回路布置的鍋爐的若干實(shí)例。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，提供了通常以10表示的中央塔式發(fā)電站。中央塔式發(fā)電站10包括定日鏡12的陣列，其被構(gòu)造成向收集塔14反射撞擊的太陽(yáng)輻射。收集塔14含有由反射的太陽(yáng)輻射加熱并從而用于加熱發(fā)電站的工作流體(未示出)的熱流體。或者，收集塔14可含有用于在其中直接加熱的發(fā)電站的工作流體。一旦工作流體在收集塔14中被加熱，工作流體即通過(guò)發(fā)電站的渦輪(未示出)膨脹，以獲取有用能源并進(jìn)行發(fā)電。在本文前面的描述中，將描述含有發(fā)電站的工作流體的收集塔14，其中假設(shè)渦輪的工作流體為水。此外，除非上下文另外規(guī)定或顯而易見(jiàn)，在這種類型的收集塔14中，發(fā)電站的工作流體在其中直接被加熱。然而，應(yīng)理解，收集塔14的任何合適的構(gòu)造都在本實(shí)用新型公開(kāi)的主題范圍內(nèi)。該等收集塔的實(shí)例包括但不限于其中加熱熱流體并隨后將其用于加熱發(fā)電站的工作流體的一個(gè)實(shí)例，以及其中工作流體是不同于水的一種流體的一個(gè)實(shí)例。如圖2所示，收集塔14包括坐落于支撐結(jié)構(gòu)102的頂部且被構(gòu)造成加熱其中的工作流體的鍋爐100。同樣，該鍋爐100通常包括四個(gè)鍋爐壁104，每個(gè)鍋爐壁104面對(duì)不同的羅盤方向。每個(gè)鍋爐壁104被構(gòu)造成使用撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱流經(jīng)其中的工作流體，并包括多個(gè)用于該目的的面板106。通常，太陽(yáng)輻射通過(guò)中央塔式發(fā)電站的周圍的定日鏡12來(lái)反射和集中。面板106被構(gòu)造成使工作流體流經(jīng)其中，且便于通過(guò)撞擊到面板106上的太陽(yáng)輻射加熱其中的流體。同樣，如圖3A和圖3B所示，每個(gè)面板106包括管道108，在鍋爐100運(yùn)行期間，工作流體經(jīng)由所述管道108流動(dòng)，并流體連接于入口集管110 (其通常位于或靠近面板的下端)和出口集管112 (其通常位于或靠近面板的上端)之間。管道108形成為具有通常蛇形，從而形成面板106的面對(duì)太陽(yáng)輻射的表面114。例如，管道108可包括多個(gè)垂直取向的管段116，其通過(guò)彎管接頭118在其頂端和底端連接。然而，應(yīng)理解，可提供管道的任何合適的構(gòu)造。此外，每個(gè)面板106均可包括連接于單個(gè)入口集管110和單個(gè)出口集管112之間的不止一個(gè)的管道108。管段116優(yōu)選地被設(shè)置為使其互相接觸，從而防止撞擊到面板106上的任何太陽(yáng)輻射通過(guò)其中。鍋爐100包括若干個(gè)蒸汽回路，每個(gè)蒸汽回路加熱工作流體，以用于特定階段的渦輪運(yùn)行。如圖4A至4C所示，提供了通常以120表示的蒸汽回路，工作流體流經(jīng)該蒸汽回路，同時(shí)由撞擊的太陽(yáng)輻射加熱。蒸汽回路120包括流體供應(yīng)系統(tǒng)122、多個(gè)面板106 (每個(gè)面板可參照?qǐng)D3如上所述)和構(gòu)成出口管道的蒸汽收集集管124。流體供應(yīng)系統(tǒng)122為工作流體流入蒸汽回路122的進(jìn)入點(diǎn)。同樣，流體供應(yīng)系統(tǒng)122可包括蓄液池，或可為與發(fā)電站內(nèi)的渦輪出口流體連通的管道。蒸汽收集集管124與發(fā)電站內(nèi)的渦輪入口流體連通。(在其中熱流體在鍋爐100內(nèi)流動(dòng)的情況下，流體供應(yīng)系統(tǒng)122在其進(jìn)入渦輪之前提供與工作流體熱連通的熱流體，且蒸汽收集集管124使熱流體在其進(jìn)入渦輪之前與工作流體熱連 通。)如圖4A所示，蒸汽回路120可包括多個(gè)位于流體供應(yīng)系統(tǒng)122和蒸汽收集集管124之間的流體路徑，其中每個(gè)路徑包括若干個(gè)面板106。或者，如圖4B所示，蒸汽回路120可包括位于流體供應(yīng)系統(tǒng)122和蒸汽收集集管124之間的單個(gè)流體路徑106 (包括蒸汽回路中的所有面板)。此外，如圖4C所示，蒸汽回路120可包括多個(gè)位于流體供應(yīng)系統(tǒng)122和蒸汽收集集管124之間的流體路徑，其中每個(gè)路徑包括一個(gè)面板106。應(yīng)理解，僅通過(guò)示例方式給出結(jié)合圖4A至圖4C所描述的蒸汽回路120 ;在實(shí)踐中，在不脫離本實(shí)用新型公開(kāi)的主題范圍的情況下，可提供被構(gòu)造成利用撞擊的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱工作流體的蒸汽回路的任何合適的布局。還應(yīng)理解，鍋爐100不應(yīng)限于包含一種類型的蒸汽回路120。相反，根據(jù)需要，鍋爐100可具有如參照?qǐng)D4A至圖4C描述的蒸汽回路120的任意適當(dāng)?shù)慕M合。還應(yīng)理解，圖4A至圖4C中的蒸汽回路120的圖示是示意性的。因此，例如在圖中為相鄰的面板106在實(shí)施過(guò)程中無(wú)需實(shí)際相鄰。此外，每個(gè)面板106可通過(guò)不止一個(gè)管來(lái)連接，和/或每個(gè)所示的面板可代表一組面板。此外，必要時(shí)，提供控制元件，例如調(diào)溫臺(tái)、減壓閥、傳感器等。此外，可提供泵(未示出)，以便促進(jìn)工作流體流過(guò)蒸汽回路120的運(yùn)動(dòng)。如上所述，鍋爐100包括若干個(gè)蒸汽回路120，每個(gè)蒸汽回路120加熱工作流體，以用于特定階段的渦輪運(yùn)行。每個(gè)蒸汽回路120按照其功能位于鍋爐100上不同的位置處。此外，包括但不限于其面板106的數(shù)量和大小，每個(gè)蒸汽回路120的構(gòu)造均按照其功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本文中由附圖標(biāo)記120a表示的蒸發(fā)器蒸汽回路被設(shè)計(jì)來(lái)提供介于500kW/m2和700kW/m2之間的功率傳輸。更具體地，其可被設(shè)計(jì)來(lái)提供約600kW/m2的功率傳輸。蒸發(fā)器蒸汽回路120a被構(gòu)造成加熱工作流體(或用來(lái)加熱熱流體，該熱流體加熱工作流體)，以用于發(fā)電站的蒸發(fā)器階段。在本文中由附圖標(biāo)記120b表示的過(guò)熱器蒸汽回路被設(shè)計(jì)來(lái)提供介于150kW/m2和300kW/m2之間的功率傳輸。過(guò)熱器蒸汽回路120b被構(gòu)造成加熱工作流體(或用來(lái)加熱熱流體，該熱流體加熱工作流體)，以用于發(fā)電站的高壓渦輪階段。在本文中由附圖標(biāo)記120c表示的再熱器蒸汽回路被設(shè)計(jì)來(lái)提供介于70kW/m2和150kW/m2之間的功率傳輸。再熱器蒸汽回路120c被構(gòu)造成加熱工作流體(或用來(lái)加熱熱流體，該熱流體加熱工作流體)，以用于發(fā)電站的中/低壓渦輪階段。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，如圖5A所示，鍋爐100包括蒸發(fā)器蒸汽回路120a之上的過(guò)熱器蒸汽回路120b。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，如圖5B所示，鍋爐100包括過(guò)熱器蒸汽回路120b、之上的蒸發(fā)器蒸汽回路120a、之上的第二過(guò)熱器蒸汽回路120b。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，如圖5C所示，鍋爐100包括再熱器蒸汽回路120c、之上的過(guò)熱器蒸汽回路120b、之上的蒸發(fā)器蒸汽回路120a、之上的第二過(guò)熱器蒸汽回路120b、之上的第二再熱器蒸汽回路120c。本實(shí)用新型所公開(kāi)的主題所屬的領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解，在不脫離本公開(kāi)實(shí)用新型范圍的情況下，可對(duì)其進(jìn)行多種變化、變更和修改。例如，鍋爐100可形成為具有任何合適數(shù)量的鍋爐壁104，且其可具有任何合適的形狀?！?br> 權(quán)利要求1.一種用于中央塔式發(fā)電站的鍋爐，其特征在于，所述鍋爐被構(gòu)造成利用撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱在所述鍋爐中流動(dòng)的流體，并包括用于在所述加熱期間運(yùn)送所述流體的蒸汽回路，其中所述鍋爐包括為過(guò)熱器蒸汽回路的第一蒸汽回路、設(shè)置之上的為蒸發(fā)器蒸汽回路的第二蒸汽回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鍋爐，其特征在于，所述過(guò)熱器蒸汽回路被構(gòu)造成提供介于150kff/m2和300kW/m2之間的功率傳輸,且所述蒸發(fā)器蒸汽回路被構(gòu)造成提供介于500kW/m2和700kW/m2之間的功率傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鍋爐，其特征在于，每個(gè)所述蒸汽回路包括流體供應(yīng)系統(tǒng)、多個(gè)面板和出口管道，其中所述面板被構(gòu)造成使流體流經(jīng)其中，且便于通過(guò)撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱所述流體，且其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)由所述面板與所述出口管道流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍋爐，其特征在于，每個(gè)所述面板包括一個(gè)或多個(gè)具有通常蛇形的管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍋爐，其特征在于，每個(gè)所述面板包括靠近其下端的入口集管和靠近其上端的出口集管。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍋爐，其特征在于，至少一個(gè)所述蒸汽回路包括多個(gè)位于所述流體供應(yīng)系統(tǒng)和所述出口管道之間的流體路徑，其中每個(gè)所述流體路徑包括一個(gè)或多個(gè)所述面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍋爐，其特征在于，至少一個(gè)所述蒸汽回路包括一個(gè)位于所述流體供應(yīng)系統(tǒng)和所述出口管道之間的流體路徑，所述流體路徑包括所述蒸汽回路的所有面板。
8.—種中央塔式發(fā)電站，其特征在于，該中央塔式發(fā)電站包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鍋爐。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央塔式發(fā)電站，其特征在于，該中央塔式發(fā)電站還包括被構(gòu)造成利用在所述鍋爐中流動(dòng)且受熱的流體來(lái)發(fā)電的渦輪，其中所述流體為所述渦輪的工作流體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央塔式發(fā)電站，其特征在于，該中央塔式發(fā)電站還包括被構(gòu)造成利用在所述鍋爐中流動(dòng)且受熱的流體來(lái)發(fā)電的渦輪，其中所述流體用于加熱所述渦輪的工作流體。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種中央塔式發(fā)電站及其鍋爐。該鍋爐被構(gòu)造成利用撞擊到其上的太陽(yáng)輻射來(lái)加熱在鍋爐中流動(dòng)的流體。其包括用于在加熱期間運(yùn)送所述流體的蒸汽回路。所述鍋爐包括為過(guò)熱器蒸汽回路的第一蒸汽回路、設(shè)置之上的為蒸發(fā)器蒸汽回路的第二蒸汽回路。
文檔編號(hào)F03G6/06GK202630004SQ20122007336
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者S.休斯, Z.施威茨, R.巴沃爾, M.斯魯特斯基, N.克魯格曼 申請(qǐng)人:光之源工業(yè)(以色列)有限公司