[发明专利]一种太阳能光热循环发电系统的综合设计方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光热发电领域，具体涉及一种太阳能光热循环发电系统的综合设计方法。

背景技术

太阳能做为一种永不枯竭的清洁环保能源倍受瞩目，其开发应用已成为当今世界各国探索利用新能源，实现节能减排、环境保护的重要研究课题之一，越来越多的国家已将其纳入未来绿色能源的发展规划。我国近年来，更是逐步重视和强调太阳能的开发应用。

目前，太阳能的开发应用最理想的是利用太阳能发电。太阳能发电主要有两种形式，一种是光伏发电，另一种是光热发电。

光伏发电是依靠硅太阳能电池将太阳辐射能直接转化为电能的一种发电技术。这种发电方式发电成本较高，转换效率较低，一般不超过20％。并且受光照的变化影响很大，电能质量不高，会随光照变化产生一定波动，进入夜晚没有光照时就完全不能发电。商业化和并网营运不理想。同时，其上游硅材料的生产对环境还会造成严重污染。

光热发电是通过某种装置将太阳辐射能转换成热能，然后将这部分热能转化为机械能，再由机械能转化为电能的发电方式。这种发电方式与光伏发电相比较，转换效率得到很大的提高，受光照的变化影响较小，电能质量较好，并随热能的储存，发电时间可得到延长。发电生产不会对环境造成污染，较适合商业化和并网营运。但纵观目前各种形式的太阳能光热发电应用来看，仍存在着发电设备复杂，转换效率偏低，发电成本与收益之比比值过高，电能质量受太阳能的间歇性和非稳定性影响等多种问题，这些问题很大程度地制约了太阳能光热发电大规模的发展与应用。

综上所述，降低太阳能发电系统的成本，提高太阳能的转换效率是实现太阳能光热发电大规模的商业化并网营运应用的重要手段。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种太阳能光热循环发电系统新的综合设计方法，该综合设计方法包括以下几个步骤：

步骤I：根据发电机功率大小确定融盐储热室和蒸汽产生室的容量大小。将融盐储热室和蒸汽产生室通过传热构件直接连接在一起，减少热能传输设备和热能传递路线长的热能损耗，达到降低发电系统的成本，提高热能利用率的目的。

步骤II：将蒸汽产生室、冷凝室、水箱通过输水管和蒸汽导管连成一个密闭的整体。

步骤III：在蒸汽产生室上部与水箱上部连接一均压管。

步骤IV：在输水管上安装一逆止阀，在均压管上安装一常断电磁阀，在冷凝室与水箱间安装一常开电磁阀。

步骤V：在完成步骤I、II、III、IV的基础上构成了光热循环发电系统。利用传热工作物质“水”，首先在蒸汽产生室吸收来自融盐储热室的太阳辐射能转换而来的热能成为高温高压蒸汽，高温高压蒸汽在冷凝室释放分子内能驱动发电机主轴旋转发电，然后高温高压蒸汽冷凝成水通过常开电磁阀1流入水箱，由于水箱位置高于蒸汽产生室位置，水箱中水与蒸汽产生室形成高程差，在高程压力差的作用下，水由水箱经过输水管自动注入蒸汽产生室。当蒸汽产生室压力较高时，逆止阀阻止蒸汽产生室的水及蒸汽流入水箱，在正常发电过程中蒸汽产生室压力较高需不断快速注入水到蒸汽产生室时，通过控制打开常断电磁阀2，同时关闭常开电磁阀1，由均压管使水箱上部压力与蒸汽产生室压力相等，水箱中的水在水箱上部压力与高程差压力的作用下大于蒸汽产生室压力又可快速将水箱中的水自动注入蒸汽产生室，然后，控制同时打开常开电磁阀1，关闭常断电磁阀2，完成水的冷凝和自动注入蒸汽产生室不需额外泵送系统实现循环。

本发明的光热发电系统综合设计方法与现有技术相比，主要有益效果在于：所设计的光热发电系统大幅减少了系统设备，提高所储热能的利用效率。保证加热的均衡性和持久性及发电时间的延长，消除了太阳能的间歇性和非稳定性影响。

附图说明

图1为本综合设计方法所设计的太阳能光热循环发电系统的构成示意图。

1发电机，2喷气转轮，3第二动密封，4蒸汽导轴，5第一动密封，6冷凝室，7常断电磁阀，8常开电磁阀，9均压管，10蒸汽导管，11加热面板，12受热面板，13聚光加热装置，14传热筋板，15逆止阀。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。