塔式太陽能高低溫互補發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能應用領域，尤其涉及太陽能高溫熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的塔式太陽能高溫熱發(fā)電系統(tǒng)是采用若干定日鏡將太陽光反射聚焦到幾百米高的鐵塔頂端的接收器上獲得上千度高溫，以加熱熔鹽儲能，再經(jīng)過熱交換器使水成為過熱蒸汽進入汽輪發(fā)電機發(fā)電，或鐵塔頂端的接收器直接把水加熱成為過熱蒸汽進入汽輪發(fā)電機做功發(fā)電。塔式電站單機容量可做到百萬千瓦，被業(yè)界認為是最有希望的替代能源。現(xiàn)有技術(shù)中的，塔式太陽能高溫熱發(fā)電系統(tǒng)存在以下缺點:1、所采用的若干面自動跟蹤太陽的定日鏡造價高；2、由于散射光不聚焦，只能利用太陽的直射光，因此，太陽能利用效率較低；3、為減少在太陽高度角偏低后定日鏡之間的相互遮擋，鏡與鏡之間的距離大，百萬千瓦以上的電站需占用很多的土地，而且，要基本在一個平面上，占地面積太大，土地成本高；因此，塔式太陽能高溫熱發(fā)電系統(tǒng)由于投資大，成本高，效率低而遲遲尚未商業(yè)化，要使其得到商業(yè)化利用，還需有更大的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效提高太陽能利用效率、節(jié)省用地、并大幅度降低系統(tǒng)投資和運行成本的塔式太陽能高低溫互補發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的塔式太陽能高低溫互補發(fā)電系統(tǒng)，包括高溫發(fā)電系統(tǒng)和低溫補償系統(tǒng)，所述高溫發(fā)電系統(tǒng)包括高塔、設置在高塔頂端的太陽能接收器、汽輪發(fā)電機、凝汽器和定日鏡，所述定日鏡將太陽光反射到所述太陽能接收器上，所述太陽能接收器將接收到的太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷責崮?；所述低溫補償系統(tǒng)包括太陽能低溫集熱器、熱泵、蒸汽發(fā)生器和蒸汽增壓泵；所述太陽能低溫集熱器或所述太陽能低溫集熱器與所述熱泵共同作用為所述蒸汽發(fā)生器提供熱能生產(chǎn)低溫蒸汽，所述蒸汽增壓泵用于壓送低溫蒸汽，所述太陽能接收器將所述低溫蒸汽加熱為過熱蒸汽，所述過熱蒸汽進入所述汽輪發(fā)電機做功發(fā)電，所述凝汽器與所述汽輪發(fā)電機連接。
[0005]進一步的，所述太陽能低溫集熱器與儲熱箱連接，所述太陽能低溫集熱器和所述儲熱箱之間通過傳熱介質(zhì)構(gòu)成一個循環(huán)回路；所述熱泵與熱管并聯(lián)在所述儲熱箱與所述蒸汽發(fā)生器之間；所述熱泵包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流器和熱泵蒸發(fā)器，所述壓縮機、冷凝器、節(jié)流器和熱泵蒸發(fā)器串聯(lián)構(gòu)成一個循環(huán)回路；所述熱管包括蒸發(fā)段和冷凝段；所述熱泵蒸發(fā)器和所述熱管的蒸發(fā)段設置在所述儲熱箱內(nèi)，所述冷凝器和所述熱管的冷凝段設置在所述蒸汽發(fā)生器內(nèi)。
[0006]進一步的，所述太陽能低溫集熱器為平板集熱器或真空管集熱器。
[0007]進一步的，所述凝汽器的出水端通過水泵連接到蒸汽發(fā)生器。
[0008]進一步的，還包括第一儲能罐、第二儲能罐、第一換熱器、第二換熱器、第一介質(zhì)輸送泵、第三介質(zhì)輸送泵和第二介質(zhì)輸送泵；所述第二換熱器設置在蒸汽發(fā)生器；所述第一儲能罐的一端與太陽能接收器連接，另一端通過三通管分別與第一介質(zhì)輸送泵一端、第二介質(zhì)輸送泵的一端連接，所述第二介質(zhì)輸送泵的另一端與第二換熱器的一端連接，所述第一介質(zhì)輸送泵的另一端與第一換熱器的一端連接，所述第一換熱器的另一端通過三通管分別與第二儲能罐的一端、所述第二換熱器的另一端連接，所述第二儲能罐的另一端通過第三介質(zhì)輸送泵與太陽能接收器連接；第一換熱器的一端還與蒸汽增壓泵，另一端還與汽輪發(fā)電機連接。
[0009]進一步的，所述凝汽器的出水端通過水泵連接到蒸汽發(fā)生器。
[0010]進一步的，所述傳熱介質(zhì)為導熱油或空氣。
[0011]進一步的，所述太陽能接收器的受光面在底面，所述底面為向上凹進去的黑體空腔，所述定日鏡將太陽光反射到所述太陽能接收器的黑體空腔。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:采用高效廉價的太陽能低溫集熱器，例如，全玻璃真空管或平板集熱器，既能利用太陽的直射光又能利用散射光，其效率比只能利用直射光的定日鏡高30%以上，而制作成本、使用壽命及運行成本均不到定日鏡的一半；用太陽能低溫集熱器獲取的熱能與熱泵結(jié)合為蒸汽發(fā)生器提供熱能，把水汽化為低溫蒸汽，低溫蒸汽含汽潛熱進入太陽能接收器，每一克水成為過熱蒸汽需約800多卡的熱量，水的汽化潛熱為每克540卡，每克水從常溫20加熱到100度約需80卡熱量，太陽能低溫集熱器與熱泵結(jié)合使用已給每克水蒸汽提供了約600卡的熱量，約占蒸汽能耗的2/3，用廉價的太陽能低溫集熱器與熱泵結(jié)合可替代2/3的定日鏡，這可大大減少塔式太陽能高溫熱發(fā)電系統(tǒng)的投資，用太陽能低溫集熱器生產(chǎn)低溫蒸汽，取代大部份定日鏡，既大幅提高太陽能利用效率又大幅減少投資和運行成本，節(jié)約用地。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的另一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中所示:太陽能低溫集熱器1、儲熱箱2、壓縮機3、冷凝器4、節(jié)流器5、熱泵蒸發(fā)器6、熱管7、蒸汽發(fā)生器8、蒸汽增壓泵9、太陽能接收器10、水泵11、高塔12、汽輪發(fā)電機13、凝汽器14、定日鏡15、第一儲能罐16、第二儲能罐17、第一換熱器18、第二換熱器19、第一介質(zhì)輸送泵20、第三介質(zhì)輸送泵21、第二介質(zhì)輸送泵22。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的塔式太陽能高低溫互補發(fā)電系統(tǒng)，包括高溫發(fā)電系統(tǒng)和低溫補償系統(tǒng)，所述高溫發(fā)電系統(tǒng)包括高塔12、設置在高塔12頂端的太陽能接收器10、汽輪發(fā)電機13、凝汽器14和定日鏡15，所述定日鏡15將太陽光反射到所述太陽能接收器10上，所述太陽能接收器10將接收到的太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷責崮?；所述低溫補償系統(tǒng)包括太陽能低溫集熱器1、熱泵、蒸汽發(fā)生器8和蒸汽增壓泵9 ;所述太陽能低溫集熱器I或所述太陽能低溫集熱器I與所述熱泵共同作用為所述蒸汽發(fā)生器8提供熱能生產(chǎn)低溫蒸汽，所述蒸汽增壓泵9用于壓送低溫蒸汽，所述太陽能接收器10將所述低溫蒸汽加熱為過熱蒸汽，所述過熱蒸汽進入所述汽輪發(fā)電機13做功發(fā)電，所述凝汽器14與所述汽輪發(fā)電機13連接。
[0018]用太陽能低溫集熱器I獲取的熱能或用太陽能低溫集熱器與熱泵共同作用為蒸汽發(fā)生器8提供熱能把水汽化為低溫蒸汽，即:當太陽照度強的時候，通過太陽能低溫集熱器I供熱；當太陽能不足時，再接通熱泵的電源，通過熱泵與太陽能低溫集熱器I共同作用保持蒸汽發(fā)生器8里面的溫度，維持蒸發(fā)量；這既充分利用太陽能，又保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。低溫蒸汽用蒸汽增壓泵9壓送到太陽能接收器10，太陽能接收器10接收來自于定日鏡15的聚焦太陽光轉(zhuǎn)變成上千度高溫熱能，把低溫蒸汽加熱為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發(fā)電機13做功發(fā)電，過熱蒸汽經(jīng)所述汽輪發(fā)電機13做功發(fā)電后變成乏汽，乏汽經(jīng)凝汽器冷凝后形成冷凝水，冷凝水可以直接排除，也可以循環(huán)利用。采用高效廉價的太陽能低溫集熱器，例如，全玻璃真空管或平板集熱器，既能利用太陽的直射光又能利用散射光，其效率比只能利用直射光的定日鏡30%以上，而制作成本、使用壽命及運行成本均不到定日鏡的一半；每一克水成為過熱蒸汽需約800多卡的熱量，水的汽化潛熱為每克540卡，每克水從常溫20加熱到100度約需80卡熱量，太陽能低溫集熱器已給每克水蒸汽提供了約600卡的熱量，約占蒸汽能耗的2/3，用廉價的太陽能低溫集熱器與熱泵結(jié)合使用可替代2/3的定日鏡，這可大大減少塔式太陽能高溫熱發(fā)電系統(tǒng)的投資，用太陽能低溫集熱器生產(chǎn)低溫蒸汽，取代大部份定日鏡，既大幅提高太陽能利用效率又大幅減少投資和運行成本，節(jié)約用地。
[0019]所述太陽能低溫集熱器I與熱泵結(jié)合應用有多種連接方式，作為本發(fā)明的一種實施方式，所述太陽能低溫集熱器I與儲熱箱2連接，所述太陽能低溫集熱器I和所述儲熱箱2之間通過傳熱介質(zhì)構(gòu)成一個循環(huán)回路；所述熱泵與熱管7并聯(lián)在所述儲熱箱2與所述蒸汽發(fā)生器8之間；所述熱泵包括壓縮機3、冷凝器4、節(jié)流器5和熱泵蒸發(fā)器6，所述壓縮機3、冷凝器4、節(jié)流器5和熱泵蒸發(fā)器6串聯(lián)構(gòu)成一個循環(huán)回路；所述熱管7包括蒸發(fā)段和冷凝段；所述熱泵蒸發(fā)器6和所述熱管7的蒸發(fā)段設置在所述儲熱箱2內(nèi)，所述冷凝器4和所述熱管7的冷凝段設置在所述蒸汽發(fā)生器8內(nèi)。設置在儲熱箱2里面的熱泵