[实用新型]一种中低温聚焦式太阳能热发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电技术领域，特别涉及到70-120℃，以及120-250℃（最高300℃）两个范围的一种中低温聚焦式太阳能热发电系统。

背景技术

现有的太阳能热发电方式是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电的。按照太阳能采集方式可划分为三类：即太阳能槽式热发电、太阳能塔式热发电和太阳能碟式热发电。这三类太阳能热发电方式同属于高温聚焦式发电，都存在投入高、效率低、建站条件要求高和资源浪费等难以逾越的难题，致使发电成本居高不下，缺乏市场竞争力。中国国家科技部发布的《太阳能发电科技发展“十二五”专项规划》中指出：目前全球太阳能热发电成本价格在0.3欧元/千瓦时，约2.0元人民币/千瓦时。而常规火电发电成本仅为约0.3元/千瓦时。发电成本不能降到常规电价水平，太阳能热发电产品就不能被人们接受，就不能大规模的以替代能源进入市场。这就要求新的太阳能热发电技术不但要在高效运行的前提下避免高制造成本、省去定日和跟踪及一系列设备、降低制造和维护费用，同时还要建站灵活、绿色环保。

因此，研发中、低温聚焦式太阳能热发电技术，已成为一项有重要意义的工作。本实用新型即提出了一种中低温聚焦式太阳能热发电系统，其主要应用于在100-200℃（最大300℃）左右中、低温位热领域，可以适用于当地太阳年辐射量在6500Mj/m2、5500Mj/m2、4500Mj/m2（集热成本增加25%）等区域。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种中低温聚焦式太阳能热发电系统，用于解决现有技术中高温聚集式太阳能发电存在的投入高、效率低、建站条件要求高、资源浪费等问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种中低温聚焦式太阳能热发电系统，包括换热器、汽包、汽轮机、发电机、回热器、冷凝器、工质泵、集热器和蓄热器；

所述换热器，其与所述汽包连接，用于实现有机工质的换热；

所述汽包，其与所述汽轮机连接，用于为所述汽轮机的均衡提供有机蒸气；

所述汽轮机，其与所述发电机和所述回热器连接，用于实现有机工质做功并带动所述发电机发电，还用于将汽轮机的排气送入所述回热器；

所述回热器，其与所述冷凝器及所述换热器连接，用于将汽轮机的排气降温后再送入冷凝器；

所述冷凝器，其与所述工质泵连接，用于将有机工质冷凝后送入工质泵；

所述工质泵，其与所述回热器连接，用于将有机工质送入回热器预热，并将预热后的工质经所述回热器送入所述换热器循环使用；

所述集热器与所述蓄热器均并联在所述换热器的两端，所述集热器收集太阳能并输送给所述换热器，所述蓄热器用于储存所述集热器的多余热量并将储存的热量输送给所述换热器。

上述技术方案中涉及的换热器、汽包、汽轮机、发电机、回热器、冷凝器、工质泵、集热器和蓄热器的数量根据实际情况合理配置。

本实用新型的有益效果是：实现了将中、低温位的热能转化成电能，效率高，减少了资源浪费；另外，本实用新型不需要真空系统，不需要除盐水系统，不需要厂房，土建工作量小，投资少，回收期短；运行时无人值守，维护量很小，主要运行维护在于机械自然磨损和有机工质的少量泄露，维护成本低廉。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述换热器中的有机工质是低沸点有机工质，在换热器内，导热流体在换热器内层运行，吸热有机介质在换热器外层运行。这里有机工质根据热源的温度高低分为适应温度70-140℃的有机工质和适应温度主要是120-230℃（最大300℃）范围的有机工质。且所述的有机工质属于非挥发性有机化合物，毒性很低，无诱发因素。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用低沸点有机工质，可以有效利用集热器中流体的低温热源来加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸汽来推动有机透平做功；有机工质在透平做功过程中，从高压到低压始终保持干燥状态，这就消除了形成湿气的可能性，避免了高速小水滴冲击汽轮机时产生腐蚀损坏的可能性；有机工质冷凝压力不高，整个系统在稍高于大气压力下工作，使有机工质的泄露现象大为降低。此外，由于有机工质凝固点很低（最低可低于-73℃），在较低温度下仍能释放能量，这样在寒冷天气可增加出力，因此冷凝器也不需要增加防冻设施。

进一步，所述换热器是侵入式流体换热器或管壳式流体换热器。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用两种设计的换热器，使得检修更换更为方便。

进一步，所述汽轮机是向心式有机工质汽轮机。