帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(dsg)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)，屬于新能源領(lǐng)域中的太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)。當(dāng)前太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)如采用儲(chǔ)熱裝置則主要是要解決投資費(fèi)用高、發(fā)電效率低、經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題，如采用DSG技術(shù)則主要是要解決電能質(zhì)量差和全天候穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題，如采用儲(chǔ)熱與DSG結(jié)合技術(shù)則主要是要解決系統(tǒng)無(wú)痕跡切換和控制的問(wèn)題。本發(fā)明引入了微阻力蒸汽加熱器的概念。帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)，主要由太陽(yáng)能DSG集熱器陣列、太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列、微阻力蒸汽加熱器、熱媒罐、冷媒罐、蒸汽發(fā)生器、媒液泵、給水調(diào)節(jié)閥、媒液調(diào)節(jié)閥、熱媒調(diào)節(jié)閥和蒸發(fā)器調(diào)節(jié)閥所組成。給水直接被太陽(yáng)能DSG集熱器陣列加熱成過(guò)熱蒸汽并經(jīng)微阻力蒸汽加熱器的汽側(cè)送至汽輪發(fā)電機(jī)組。微阻力蒸汽加熱器的結(jié)構(gòu)特征是汽側(cè)的流動(dòng)阻力微小，溫度不合格的蒸汽進(jìn)入后被熱媒進(jìn)一步加熱成合格的過(guò)熱蒸汽。
【專利說(shuō)明】帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源或可再生能源領(lǐng)域中的太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)，是光熱發(fā)電技術(shù)中的一種，主要用于太陽(yáng)能發(fā)電、供熱、分布式能源，實(shí)現(xiàn)熱、電、冷全天候聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供。
【背景技術(shù)】
[0002]目前太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)因考慮全天候運(yùn)行需要，一般都配置儲(chǔ)熱裝置，由太陽(yáng)能集熱裝置加熱沸點(diǎn)較高的儲(chǔ)熱媒，被加熱的儲(chǔ)熱媒存放在熱媒罐中，再通過(guò)熱交換器將熱量傳至工質(zhì)水，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電?，F(xiàn)有技術(shù)的主要問(wèn)題是系統(tǒng)增加了儲(chǔ)熱及熱交換裝置，大大增加了設(shè)備投資和媒液費(fèi)用，并且由于二次傳熱溫差的存在，也降低了熱能至電能的轉(zhuǎn)換效率。國(guó)外也有采用Direct Steam Generation(DSG)即直接蒸汽發(fā)電技術(shù)，這種技術(shù)提高了熱電轉(zhuǎn)換效率，降低了設(shè)備投資，提高了經(jīng)濟(jì)性，但所發(fā)電能質(zhì)量變差，不能夠全天候穩(wěn)定運(yùn)行。為解決這些問(wèn)題，目前也有將二者結(jié)合起來(lái)的技術(shù)方案，但仍然存在著系統(tǒng)切換與控制的問(wèn)題。
[0003]技術(shù)背景參考資料:
[0004]以上【背景技術(shù)】可參考當(dāng)前槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)、槽式太陽(yáng)能集熱裝置及其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，以及專利文獻(xiàn):一種槽式太陽(yáng)能集熱裝置ZL201120049309.1和201110047054.X。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]當(dāng)前太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)如采用儲(chǔ)熱裝置則主要是要解決投資費(fèi)用高、發(fā)電效率低、經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題，如采用DSG技術(shù)則主要是要解決電能質(zhì)量差和全天候穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題，如采用儲(chǔ)熱與DSG結(jié)合技術(shù)則主要是要解決系統(tǒng)無(wú)痕跡切換和控制的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明闡述了 DSG技術(shù)與儲(chǔ)熱技術(shù)相結(jié)合的一種技術(shù)方案，引入了微阻力蒸汽加熱器這一新概念。帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)，主要由太陽(yáng)能DSG集熱器陣列、太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列、微阻力蒸汽加熱器、熱媒罐、冷媒罐、蒸汽發(fā)生器、媒液泵、給水調(diào)節(jié)閥、媒液調(diào)節(jié)閥、熱媒調(diào)節(jié)閥和蒸發(fā)器調(diào)節(jié)閥所組成。給水直接被太陽(yáng)能DSG集熱器陣列加熱成過(guò)熱蒸汽并經(jīng)微阻力蒸汽加熱器的汽側(cè)送至汽輪發(fā)電機(jī)組。來(lái)自冷媒罐的媒液由媒液泵泵送，經(jīng)太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列加熱后送至熱媒罐儲(chǔ)存。微阻力蒸汽加熱器的結(jié)構(gòu)特征是汽側(cè)的流動(dòng)阻力微小。集熱器陣列一般距汽輪發(fā)電機(jī)組有一定的管道輸送距離，微阻力蒸汽加熱器就利用這段距離進(jìn)行布置，替代一段蒸汽管道，以盡可能減少管道損失。溫度不合格的蒸汽進(jìn)入微阻力蒸汽加熱器后分別在多根并列的直管道內(nèi)受到管外熱媒的進(jìn)一步加熱，最后在末端匯合器內(nèi)匯聚輸出。放過(guò)熱的熱媒從微阻力蒸汽加熱器出來(lái)后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器進(jìn)一步放熱，也將此處的給水加熱成蒸汽，此蒸汽也并入微阻力蒸汽加熱器的汽側(cè)，以獲得進(jìn)一步加熱，直至溫度合格。從蒸汽發(fā)生器出來(lái)的媒液進(jìn)入冷媒罐待用。蒸汽發(fā)生器包含了給水加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱三個(gè)工作段，可一體化制作，也可分開制作。
[0007]在太陽(yáng)能DSG集熱器陣列和儲(chǔ)熱媒集熱器陣列的每一列介質(zhì)入口處均設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，在微阻力蒸汽加熱器的熱媒進(jìn)口處和蒸汽發(fā)生器的給水進(jìn)口處也設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，確保滿足每一列集熱器的流量需求。
[0008]輻射強(qiáng)度在設(shè)定值以上時(shí)太陽(yáng)能DSG集熱器陣列采用出口汽溫恒定/調(diào)節(jié)給水流量的控制模式，輻射強(qiáng)度減弱到設(shè)定值時(shí)太陽(yáng)能DSG集熱器陣列采用給水流量恒定在一個(gè)較小設(shè)定值的控制模式，無(wú)論輻射強(qiáng)弱，太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列均采用出口媒溫恒定/調(diào)節(jié)媒液流量的控制模式，微阻力蒸汽加熱器采用出口汽溫恒定/調(diào)節(jié)媒液流量的控制模式，蒸汽發(fā)生器采用出口汽溫恒定/調(diào)節(jié)給水流量的控制模式。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖是帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)圖。圖中:1 —太陽(yáng)能DSG集熱器陣列、2 —太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列、3 —微阻力蒸汽加熱器、4 一熱媒罐、5 —冷媒罐、6 -蒸汽發(fā)生器、7 —媒液泵、8 —給水調(diào)節(jié)閥、9 一媒液調(diào)節(jié)閥、10 —熱媒調(diào)節(jié)閥、11 一蒸發(fā)器調(diào)節(jié)閥，HS 一過(guò)熱蒸汽，F(xiàn)ff 一給水，HM 一熱媒，CM 一冷媒。
【具體實(shí)施方式】
[0010]帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)如附圖所示，主要由太陽(yáng)能DSG集熱子系統(tǒng)，太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱子系統(tǒng)所組成(再配置以汽輪發(fā)電機(jī)組子系統(tǒng)、給水加熱除氧子系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)就形成了完整 的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng))。
[0011]太陽(yáng)能DSG集熱子系統(tǒng)主要由槽式DSG集熱器陣列⑴及其給水調(diào)節(jié)閥⑶和管道系統(tǒng)所組成。根據(jù)場(chǎng)地情況將多臺(tái)集熱器排列成矩陣，用管道將每一列串連起來(lái)，然后進(jìn)行并聯(lián)，就形成槽式DSG集熱器陣列(I)。每一串連列進(jìn)水口處設(shè)有一只給水調(diào)節(jié)閥(8)。給水(FW)經(jīng)除氧加熱后直接由太陽(yáng)能DSG集熱器陣列(I)加熱成過(guò)熱蒸汽(HS)并經(jīng)微阻力蒸汽加熱器(3)送至汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電。
[0012]太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱子系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列(2)、熱媒罐⑷、冷媒罐
(5)、蒸汽發(fā)生器(6)、微阻力蒸汽加熱器(3)、媒液泵(7)、媒液調(diào)節(jié)閥(9)、熱媒調(diào)節(jié)閥(10)和蒸發(fā)器調(diào)節(jié)閥(11)所組成。根據(jù)場(chǎng)地情況將多臺(tái)集熱器排成矩陣，用管道進(jìn)行串連再并聯(lián)，形成太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列(2)，在每一串連列的媒液進(jìn)口處設(shè)置一只媒液調(diào)節(jié)閥
(9)。場(chǎng)地布置時(shí)，微阻力蒸汽加熱器(3)布置于槽式DSG集熱器陣列(I)的出口至汽輪發(fā)電機(jī)組的蒸汽管路上，替代一段蒸汽管道。
[0013]來(lái)自冷媒罐(5)的冷媒(CM)經(jīng)媒液泵(7)和媒液調(diào)節(jié)閥(9)送至太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列(2)加熱后儲(chǔ)存于熱媒罐(4)內(nèi)，當(dāng)微阻力蒸汽加熱器(3)或蒸汽發(fā)生器(6)需要熱媒(HM)加熱時(shí)，熱媒通過(guò)熱媒調(diào)節(jié)閥(9)先進(jìn)入微阻力蒸汽加熱器(3)，對(duì)蒸汽放熱后流至蒸汽發(fā)生器(6)，在蒸汽發(fā)生器(6)內(nèi)進(jìn)一步放熱，將給水(FW)加熱成過(guò)熱蒸汽(HS)，媒液最終進(jìn)入冷媒罐(5)待用，其蒸汽與來(lái)自DSG槽式集熱器陣列(I)的過(guò)熱蒸汽(HS) —并進(jìn)入微阻力蒸汽加熱器(3)。微阻力蒸汽加熱器(3)由始端分配器、多根并列的直管道、末端匯合器和密封外殼所組成，密封外殼外部有保溫，使得其結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為蒸汽側(cè)流動(dòng)阻力微小。溫度不合格的蒸汽受到熱媒(HM)的進(jìn)一步加熱，達(dá)到主蒸汽參數(shù)要求后送至汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電。蒸汽發(fā)生器出)中包含了給水加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱三個(gè)工作段。
【權(quán)利要求】
1.帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生(DSG)系統(tǒng)，其特征是:主要由太陽(yáng)能DSG集熱器陣列⑴、太陽(yáng)能儲(chǔ)熱媒集熱器陣列⑵、微阻力蒸汽加熱器⑶、熱媒罐⑷、冷媒罐(5)、蒸汽發(fā)生器(6)、媒液泵(7)、給水調(diào)節(jié)閥(8)、媒液調(diào)節(jié)閥(9)、熱媒調(diào)節(jié)閥(10)和蒸發(fā)器調(diào)節(jié)閥(11)所組成，給水直接由太陽(yáng)能DSG集熱器陣列(I)加熱成過(guò)熱蒸汽并經(jīng)微阻力蒸汽加熱器(3)的汽側(cè)送至汽輪發(fā)電機(jī)組，微阻力蒸汽加熱器(3)的汽側(cè)流動(dòng)阻力微小，并替代一段蒸汽管道，溫度不合格的蒸汽在其中獲得熱媒(HM)的進(jìn)一步加熱，放過(guò)熱的熱媒(HM)從微阻力蒸汽加熱器(3)出來(lái)后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器(6)進(jìn)一步放熱，將給水加熱成蒸汽，此蒸汽也并入微阻力蒸汽加熱器(3)的汽側(cè)以獲得進(jìn)一步加熱，從蒸汽發(fā)生器(6)出來(lái)的媒液進(jìn)入冷媒罐(5)，蒸汽發(fā)生器`(6)包含了給水加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱三個(gè)工作段。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK103528218SQ201310465324
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】汪禹 申請(qǐng)人:汪禹