[实用新型]一种基于复合相变储热材料的太阳能热发电储热系统

摘要

本实用新型提供一种基于复合相变储热材料的太阳能热发电储热技术与系统，旨在解决太阳能热发电储热系统储热密度低、体积大和投资高的问题。白天太阳光照射充足时，控制一次传热流体泵和二次传热流体泵，使一次传热流体将聚集的部分太阳能热用于加热发电循环工质进行发电，另一部分热先加热二次传热流体，实现显热储热，再经相变储热单元实现相变热存储；在夜间或无光照时，通过阀门控制一次和二次传热流体的流向，将二次传热流体和相变储热材料储存的热量按能级释放并传递给发电循环工质，保证发电持续稳定进行；本实用新型将相变储热和流体显热储热技术结合，实现光热的梯级存储利用，热能利用率高、投资低、系统运行灵活性强，可大规模推广使用。

主权项

一种基于复合相变储热材料的太阳能热发电储热系统，包括集热单元(1)、换热单元、储热单元和发电单元，其特征在于：所述集热单元(1)可以是基于槽式、塔式或碟式集热技术，包括聚光镜、集热装置以及一次传热流体；所述聚光镜和集热装置分别用于聚集太阳能热和将所集聚的热传递给一次传热流体；所述一次传热流体通过其流动将热量传递给换热单元和储热单元；所述换热单元包括三通阀(2)、一次传热流体‑二次传热流体换热器(3)、三通阀(11)、一次传热流体泵(12)、膨胀罐(13)和一次传热流体‑发电循环工质换热器(15)；所述三通阀(2)和三通阀(11)分别位于集热单元(1)的两端，用于控制一次传热流体的分流流向；所述一次传热流体‑二次传热流体换热器(3)位于集热单元(1)和储热单元之间，用于实现一次传热流体和二次传热流体之间的换热功能；所述一次传热流体泵(12)位于集热单元(1)前端并与三通阀(11)并联，主要为一次传热流体的输送提供动力；所述膨胀罐(13)位于一次传热流体泵(12)和一次传热流体‑发电循环工质换热器(15)之间，用于吸收管路中一次传热流体因温度变化而产生的体积膨胀，防止管路有大的压力变化；所述一次传热流体‑发电循环工质换热器(15)位于膨胀罐(13)前端，用于实现一次传热流体与发电单元(16)中发电循环工质的换热功能；所述储热单元包括二次传热流体子单元和复合相变储热子单元(10)；所述二次传热流体子单元包括高温二次传热流体储罐(4)、高温二次传热流体泵(5)、二通阀(6)、低温二次传热流体泵(7)、二通阀(8)和低温二次传热流体储罐(9)；所述高温二次传热流体储罐(4)和高温二次传热流体泵(5)位于一次传热流体‑二次传热流体换热器(3)的前端，分别用于存储和输运高温二次传热流体；所述低温二次传热流体泵(7)和低温二次传热流体储罐(9)位于一次传热流体‑二次传热流体换热器(3)的后端，用于存储和输运低温二次传热流体；所述二通阀(6)和二通阀(8)分别与高温二次传热流体泵(5)和低温二次传热流体泵(7)并联，用于调节二次传热流体的流向；所述复合相变储热子单元(10)位于一次传热流体‑二次传热流体换热器(3)的后端，内含定型复合结构相变储热材料模块，用于存储由一次传热流体通过一次传热流体‑二次传热流体换热器(3)传给二次传热流体的热量，以实现梯级储热功能；所述复合结构相变储热材料模块内部包含夹层通道，用于二次传热流体在其内部流动，实现换热功能；所述发电单元包括发电循环工质泵(14)和发电装置(16)；所述发电循环工质泵(14)位于一次传热流体‑发电循环工质换热器(15)和发电装置(16)之间，用于为发电循环工质增压，提供循环动力；所述发电装置(16)包括发电工质膨胀机、发电机和控制装置用于实现发电功能；所述发电循环工质经一次传热流体‑循环工质换热器(15)加热后汽化并过热，驱动膨胀机并带动发电机发电，膨胀后的循环工质冷凝后回流至发电循环工质泵(14)实现循环利用。