采用空气吸热介质的塔式热发电系统及方法

摘要

本发明提供一种采用空气吸热介质的塔式热发电系统及方法，该系统包括定日镜、蒸汽发生系统、汽轮发电机组和安装在塔架的塔顶的吸热器；所述定日镜安装在所述塔架的周围，所述吸热器的内壁安装反射镜，所述吸热器包括进风口、进光口和出风口；所述吸热器的出风口通过输出管道连接到所述蒸汽发生系统的进口；所述蒸汽发生系统的出口连接到所述汽轮发电机组。本发明突破性的采用空气作为吸热和传热介质，由于空气不存在因相变而带来的分解或腐蚀等问题，从而具有运行维护简单、环保、成本低廉等优点。

权利要求

1.一种应用采用空气吸热介质的塔式热发电系统的方法，其特征在于，所述塔式热发电系统包括定日镜、蒸汽发生系统、汽轮发电机组和安装在塔架的塔顶的吸热器；所述定日镜安装在所述塔架的周围，所述吸热器的内壁安装反射镜，所述吸热器包括进风口、进光口和出风口；所述吸热器的出风口通过输出管道连接到所述蒸汽发生系统的进口；所述蒸汽发生系统的出口连接到所述汽轮发电机组；其中，在所述输出管道内部安装有混合格栅；

方法包括以下步骤：

S1，太阳光线经过定日镜的反射汇聚到所述吸热器的进光口；

S2，被汇聚到所述进光口的太阳光线穿过所述进光口到达所述吸热器的内部并加热位于所述吸热器内部的空气，得到高温空气；

S3，所述高温空气通过所述输出管道输送到所述蒸汽发生系统，所述高温空气作为热源加热所述蒸汽发生系统内的水，得到过热蒸汽；

S4，所述过热蒸汽驱动所述汽轮发电机组发电；

其中，S2具体为：

被汇聚到所述进光口的太阳光线穿过所述进光口到达所述吸热器的内部之后，所述太阳光线在所述吸热器内部通过所述反射镜多次反射的方式加热位于所述吸热器内部的空气，得到高温空气；

其中，S3中，所述高温空气通过所述输出管道输送到所述蒸汽发生系统具体为：所述高温空气在所述混合格栅的作用下充分混合得到温度均匀的高温空气，然后再将所述温度均匀的高温空气输送到所述蒸汽发生系统。

说明书

采用空气吸热介质的塔式热发电系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发电系统，具体涉及一种采用空气吸热介质的塔式热发电系统及方法。

背景技术

[0002] 现有塔式热发电系统通常采用熔盐作为吸热介质，具体的，在高塔顶端安装吸热器，熔盐放置在吸热器内部，在高塔的周围布置若干个定日镜；其工作过程为：太阳光线经过定日镜的反射，将光线汇聚到吸热器表面，经过能量转换后，太阳能转化为热能，被吸热器内部的熔盐吸收；熔盐吸热后转变为流体状态，然后输出流体状态的熔盐进行后续的能量转化和利用。

[0003] 但是，采用熔盐作为吸热介质时，由于熔盐存在高温时分解和腐蚀问题，并且，吸热器内部熔盐还存在清理困难等问题，从而限制了以熔盐为吸热介质的塔式热发电系统的广泛应用。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种采用空气吸热介质的塔式热发电系统及方法，由于吸热介质采用空气，所以，不存在因相变而带来的分解或腐蚀等问题，具有运行维护简单、环保等优点。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] 本发明提供一种采用空气吸热介质的塔式热发电系统，包括定日镜、蒸汽发生系统、汽轮发电机组和安装在塔架的塔顶的吸热器；所述定日镜安装在所述塔架的周围，所述吸热器的内壁安装反射镜，所述吸热器包括进风口、进光口和出风口；所述吸热器的出风口通过输出管道连接到所述蒸汽发生系统的进口；所述蒸汽发生系统的出口连接到所述汽轮发电机组。

[0007] 优选的，在所述输出管道内部安装有混合格栅。

[0008] 本发明还提供一种应用上述采用空气吸热介质的塔式热发电系统的方法，包括以下步骤：

[0009] S1，太阳光线经过定日镜的反射汇聚到所述吸热器的进光口；

[0010] S2，被汇聚到所述进光口的太阳光线穿过所述进光口到达所述吸热器的内部并加热位于所述吸热器内部的空气，得到高温空气；

[0011] S3，所述高温空气通过所述输出管道输送到所述蒸汽发生系统，所述高温空气作为热源加热所述蒸汽发生系统内的水，得到过热蒸汽；

[0012] S4，所述过热蒸汽驱动所述汽轮发电机组发电。

[0013] 优选的，S2具体为：

[0014] 被汇聚到所述进光口的太阳光线穿过所述进光口到达所述吸热器的内部之后，所述太阳光线在所述吸热器内部通过所述反射镜多次反射的方式加热位于所述吸热器内部的空气，得到高温空气。

[0015] 优选的，S3中，所述高温空气通过所述输出管道输送到所述蒸汽发生系统具体为：

[0016] 所述高温空气在所述混合格栅的作用下充分混合得到温度均匀的高温空气，然后再将所述温度均匀的高温空气输送到所述蒸汽发生系统。

[0017] 本发明的有益效果如下：

[0018] 本发明突破性的采用空气作为吸热和传热介质，由于空气不存在因相变而带来的分解或腐蚀等问题，从而具有运行维护简单、环保、成本低廉等优点。另外，在吸热器内壁安装反射镜，延长了太阳光线在吸热器内部的光程，从而使太阳光线更充分有效的加热吸热器内部的空气，提高了太阳光的利用率。

附图说明

[0019] 图1为本发明提供的采用空气吸热介质的塔式热发电系统的结构示意图；

[0020] 其中，1---太阳；2---定日镜；3---吸热器；31---进光口；32---进风口；33---出风口；4---输出管道；41---混合格栅；5---蒸汽发生系统；6---汽轮发电机组；
7---烟囱。

具体实施方式

[0021] 以下结合附图对本发明进行详细说明：

[0022] 如图1所示，本发明提供一种采用空气吸热介质的塔式热发电系统，包括定日镜、蒸汽发生系统、汽轮发电机组和安装在塔架的塔顶的吸热器；所述定日镜安装在所述塔架的周围，所述吸热器的内壁安装反射镜，所述吸热器包括进风口、进光口和出风口；所述吸热器的出风口通过输出管道连接到所述蒸汽发生系统的进口；所述蒸汽发生系统的出口连接到所述汽轮发电机组。其中，在所述输出管道内部安装有混合格栅。

[0023] 应用上述系统，本发明还提供一种应用上述采用空气吸热介质的塔式热发电系统的方法，包括以下步骤：

[0024] S1，太阳光线经过定日镜的反射汇聚到吸热器的进光口；

[0025] S2，被汇聚到所述进光口的太阳光线穿过所述进光口到达所述吸热器的内部并加热位于所述吸热器内部的空气，得到高温空气；

[0026] 本步骤中，被汇聚到所述进光口的太阳光线穿过所述进光口到达所述吸热器的内部之后，所述太阳光线在所述吸热器内部通过所述反射镜多次反射的方式加热位于所述吸热器内部的空气，得到高温空气。

[0027] 通过在吸热器内部安装反射镜，可以有效延长太阳光线在吸热器内部的光程，从而使太阳光线更充分有效的加热吸热器内部的空气，提高了太阳光的利用率。

[0028] S3，所述高温空气通过所述输出管道输送到所述蒸汽发生系统，所述高温空气作为热源加热所述蒸汽发生系统内的水，得到过热蒸汽；

[0029] 本步骤中，所述高温空气通过所述输出管道输送到所述蒸汽发生系统具体为：

[0030] 所述高温空气在所述混合格栅的作用下充分混合得到温度均匀的高温空气，然后再将所述温度均匀的高温空气输送到所述蒸汽发生系统。

[0031] S4，所述过热蒸汽驱动所述汽轮发电机组发电。

[0032] 传统的塔式热发电系统通常采用熔盐作为吸热和传热介质，主要存在以下缺点：(1)熔盐存在高温分解和腐蚀吸热器的问题，因此，当使用熔盐时，相关材料需要具有耐高温和耐腐蚀的特性，从而增加了整个热发电系统的成本，降低了整个热发电系统的可靠性；
(2)熔盐存在低温凝固的问题，当设备在夜间停机时，为防止熔盐凝固，需要对熔盐储罐采取保温措施，从而增加了整个系统的耗电量。

[0033] 而本发明中，突破性的采用空气作为吸热和传热介质，从而有效的克服了上述缺点，由于空气不存在因相变而带来的分解或腐蚀等问题，从而具有运行维护简单、环保、成本低廉等优点。另外，在吸热器内壁安装反射镜，延长了太阳光线在吸热器内部的光程，从而使太阳光线更充分有效的加热吸热器内部的空气，提高了太阳光的利用率。

[0034] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。