[发明专利]塔式太阳能光热电站吸热系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种塔式太阳能光热电站吸热系统及其控制方法，该塔式太阳能光热电站吸热系统包括低温存储装置、循环泵、吸热器及高温存储装置；该吸热器包括吸热器入口罐、管屏组件及吸热器出口罐；低温存储装置通过上升管连接至吸热器入口罐，吸热器出口罐通过下降管连接至高温存储装置；上升管还通过排盐管连接吸热器入口罐与管屏组件。在本方案的实施例中，通过将吸热器入口罐与管屏组件连接至上升管，使得在系统中下降管故障时，将管屏组件中的残留的传热介质通过吸热器入口罐中的传热介质降温后，返回至低温存储装置，从而有效节省了吸热器出口罐的体积，最终实现有效降低工程造价，提高系统安全性，综合利用热能资源的目的。

技术领域

本发明涉及太阳能热发电技术领域，尤其是涉及一种塔式太阳能光热电站吸热系统及其控制方法。

背景技术

塔式太阳能光热发电技术，是太阳能利用的重要发电方向。熔盐储热系统中，吸热器是塔式太阳能光热电站的核心设备。如果吸热塔下降管内的熔盐出现堵塞或者阀门出现打不开的情况，565℃的熔盐会从100多米的高空中溢流出来，这不仅会造成巨大的经济损失，同时也会造成重大的安全事故。

吸热器的热源是来自于数万面定日镜的反射光，如果塔式太阳能光热电站的吸热塔下降管发生堵塞或者下降管阀门出现打不开的状况(熔盐的密度是水密度的两倍上百米高度的熔盐产生的压力会大大降低该阀门的可靠性)，定日镜需要花费35s的时间将焦点从吸热器上转移开，散焦过程中由于防止吸热器的管屏的超温，吸热器要保持额定流量流动35s。散焦结束后由于管屏内的熔盐要排空(防止凝结)需要继续将管屏内的熔盐排到吸热器出口罐中，目前传统的解决方案是增大吸热器出口罐的容积，使其能够容纳所有的吸热器内的熔盐量(常规100MW机组为150m³)。

吸热器坐落于上百米高的吸热塔顶，所以吸热器的设计要求尽量结构紧凑，如果出口罐增加的体积很大会影响吸热器顶部的总重量和整个吸热器的直径，由于出口罐运行在高温、高腐蚀性的熔盐环境中，所以材质一般采用较昂贵的不锈钢，进而增加整个吸热塔的建造成本，对整个工程的造价及工期带来很大的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种塔式太阳能光热电站吸热系统及其控制方法，以有效减少排到吸热器出口罐的传热介质，进而节省吸热器出口罐的体积，最终实现有效降低工程造价，提高系统安全性，综合利用热能资源的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种塔式太阳能光热电站吸热系统，包括：低温存储装置、循环泵、吸热器及高温存储装置；

所述吸热器包括吸热器入口罐、管屏组件及吸热器出口罐；

所述低温存储装置通过上升管连接至所述吸热器入口罐，所述吸热器出口罐通过下降管连接至所述高温存储装置；

所述上升管还通过排盐管连接所述吸热器入口罐与所述管屏组件；

当系统中下降管发生故障时，所述管屏组件中的传热介质与所述吸热器入口罐中的传热介质混合后，经过所述排盐管、所述上升管流入所述低温存储装置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述管屏组件的出口包括第一出口和第二出口；所述第一出口连接至所述吸热器出口罐，所述第二出口连接至所述排盐管；

所述管屏组件的入口处设置有入口阀，所述第一出口处设置有第一出口阀；所述第二出口处设置有第二出口阀；

所述排盐管上设置有排盐阀。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述吸热器入口罐的出口处设置有第一流量控制阀。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述系统还包括压缩空气源；所述压缩空气源通过第二流量控制阀连接所述吸热器入口罐。