基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬發(fā)電領(lǐng)域，涉及抽水能儲能技術(shù)，特別涉及基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電系統(tǒng)。一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其主要特點(diǎn)在于包括有：太陽能聚光集熱場集熱，將熱量通過導(dǎo)熱介質(zhì)傳遞到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力機(jī)，蒸汽動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，水泵將低位的第二蓄水池的水抽取到高位的第一蓄水池；高位的第一蓄水池的水向設(shè)在下游的水輪發(fā)電機(jī)組沖擊，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型為太陽能的存儲提供了一種不同于傳統(tǒng)存儲技術(shù)的方法，投資小，系統(tǒng)設(shè)備簡單。使得太陽能的大容量存儲成為可能，使得太陽能的持續(xù)應(yīng)用成為可能。
【專利說明】基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬發(fā)電領(lǐng)域，涉及抽水能儲能技術(shù)，特別涉及基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能具有以下的優(yōu)點(diǎn):(1)普遍:太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且無須開采和運(yùn)輸。(2)無害:開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。(3)巨大:每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。(4)長久:根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。但是太陽能作為清潔的可再生能源，在實(shí)際應(yīng)用中也存在如下的缺點(diǎn):(1)分散性:到達(dá)地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。因此，在利用太陽能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備。(2)不穩(wěn)定性:由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。
[0003]對于太陽能不穩(wěn)定及間歇性的缺點(diǎn)，解決的有效途徑之一就是通過儲能的方式。目前通過儲熱技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了太陽能光熱電站24小時(shí)連續(xù)發(fā)電運(yùn)行。
[0004]短期儲熱裝置中相變儲熱是一種非常有效且具有潛力的方法。專利201220098353.6 (申請日:2012.3.16)公開了一種用于太陽能熱發(fā)電的高溫儲熱換熱裝置。專利201010128656.3 (申請日:2010.3.18)公開了一種應(yīng)用于太陽能熱利用中的套管式高溫儲熱裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠且換熱效率高等特點(diǎn)。
[0005]但現(xiàn)有專利技術(shù)均是將太陽能以儲熱介質(zhì)(常用的為熔融鹽)熱能的形式存儲，常用的儲熱介質(zhì)為硝酸鹽的混合物，如Hi tec鹽(KNO3 (53%) -NaNO3 (7%) -NaNO2 (40%))或NaNO3(60%)-KNO3(40%)。由于熔融鹽的熱容相對較小，因此要儲存一定的熱能需要相當(dāng)數(shù)量的熔鹽。如50麗太陽能熱發(fā)電站，7.5h儲熱，所需Hitec鹽21043噸。根據(jù)目前工業(yè)硝酸鹽的價(jià)格，儲熱投資將在整個(gè)項(xiàng)目投資中占近20%的比重。此外還因熔鹽熔點(diǎn)較高(>140°C )，對管道需要進(jìn)行伴熱處理，使得系統(tǒng)復(fù)雜，增加系統(tǒng)運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)不足，實(shí)用新型了一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置及其方法。已解決太陽能的儲熱問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其主要特點(diǎn)在于包括有:太陽能聚光集熱場集熱，將熱量通過導(dǎo)熱介質(zhì)傳遞到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力機(jī)，蒸汽動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，水泵將低位的第二蓄水池的水抽取到高位的第一蓄水池；高位的第一蓄水池的水向設(shè)在下游的水輪發(fā)電機(jī)組沖擊,水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
[0008]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的太陽能聚光集熱場中的聚光器為槽式聚光器或線性菲涅爾式太陽能聚光器或塔式聚光器中的一種或多種組合。
[0009]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)為油-水換熱器或鹽-水換熱器。
[0010]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)為蒸汽輪機(jī)或螺桿動(dòng)力機(jī)中的一種。
[0011]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的低位蓄水池為人工蓄水池或河流。
[0012]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的水輪發(fā)電機(jī)組包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型為太陽能的存儲提供了一種不同于傳統(tǒng)存儲技術(shù)的方法，投資小，系統(tǒng)設(shè)備簡單。使得太陽能的大容量存儲成為可能，使得太陽能的持續(xù)應(yīng)用成為可能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1:本實(shí)用新型測量原理示意圖；
[0015]圖中:1太陽能聚光集熱場；2蒸汽發(fā)生系統(tǒng)；3蒸汽動(dòng)力機(jī)；4水泵；5抽水池；6水輪發(fā)電機(jī)組。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0017]實(shí)施例1:見圖1，一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，包括有:太陽能聚光集熱場I集熱，將熱量通過導(dǎo)熱介質(zhì)傳遞到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力機(jī)3，蒸汽動(dòng)力機(jī)3驅(qū)動(dòng)水泵4，水泵4將低位的第二蓄水池5-2的水抽取到高位的第一蓄水池5-1 ;高位的第一蓄水池5-1的水向設(shè)在下游的水輪發(fā)電機(jī)組6沖擊，水輪發(fā)電機(jī)組6發(fā)電。
[0018]所述的太陽能聚光集熱場I中的聚光器為槽式聚光器。
[0019]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為油-水換熱器。
[0020]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為蒸汽輪機(jī)中的一種。
[0021]所述的低位蓄水池5-2為人工蓄水池。
[0022]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0023]實(shí)施例2:見圖1，一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同。所述的太陽能聚光集熱場I中的聚光器為線性菲涅爾式太陽能聚光器。[0024]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為鹽-水換熱器。
[0025]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為螺桿動(dòng)力機(jī)中的一種。
[0026]所述的低位蓄水池5-2為河流。
[0027]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0028]實(shí)施例3:見圖1，一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同。所述的太陽能聚光集熱場I中的塔式聚光器中的一種。
[0029]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為油-水換熱器和鹽-水換熱器同時(shí)使用。
[0030]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為蒸汽輪機(jī)中的一種。
[0031]所述的低位蓄水池5-2為人工蓄水池。
[0032]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0033]實(shí)施例4:見圖1，一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同。所述的太陽能聚光集熱場I中的聚光器為槽式聚光器、線性菲涅爾式太陽能聚光器和塔式聚光器的組合。
[0034]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為油-水換熱器和鹽-水換熱器。
[0035]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為蒸汽輪機(jī)和螺桿動(dòng)力機(jī)中的一種。
[0036]所述的低位蓄水池5-2為河流。
[0037]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0038]該裝置使用時(shí),其步驟為:
[0039]太陽能經(jīng)過太陽能聚光集熱場I收集，通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2轉(zhuǎn)換成滿足蒸汽動(dòng)力機(jī)3所需參數(shù)為蒸汽壓力:1.28MPa-10MPa ;蒸汽溫度260°C _535°C蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力機(jī)3，蒸汽動(dòng)力機(jī)拖動(dòng)水泵4，水泵將抽水池5中的水提升到高度為30-80m，另一抽水池，被提升到抽水池中的水驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組6發(fā)電。
[0040]實(shí)施例5:—種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的太陽能聚光集熱場I中的聚光器為線性菲涅爾式太陽能聚光器，聚光集熱器南北布置，東西向跟蹤太陽，集熱場面積20000m2，集熱場中的傳熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。
[0041]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為油-水換熱器，包括預(yù)熱器，蒸汽發(fā)生器和過熱器。
[0042]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為純凝式蒸汽輪機(jī)，額定功率為1MW。
[0043]所述的純凝式蒸汽輪機(jī)3和水泵4的通過變速箱直接相連。
[0044]所述的水泵為離心式水泵，功率為500kW，流量為80T/h，揚(yáng)程為60m。
[0045]所述的抽水池5包括兩個(gè)，一個(gè)高位蓄水池，一個(gè)低位蓄水池。
[0046]所述的高位蓄水池和低位蓄水池之間的垂直距離為50m，高位蓄水池和低位蓄水池容積相等，大小為100m3。
[0047]所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0048]所述的水輪機(jī)為混流式水輪機(jī)，裝機(jī)容量為800kW。
[0049]實(shí)施例6:見圖1，一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述的太陽能聚光集熱場I中的聚光器為槽式式太陽能聚光器，聚光集熱器南北布置，東西向跟蹤太陽，集熱場面積120000m2，集熱場中的傳熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。
[0050]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為油-水換熱器，包括預(yù)熱器，蒸汽發(fā)生器和過熱器。
[0051]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為純凝式蒸汽輪機(jī)，額定功率為6MW。
[0052]所述的純凝式蒸汽輪機(jī)3和水泵4的通過變速箱直接相連。
[0053]所述的水泵為離心式水泵，功率為500kW，流量為80T/h，揚(yáng)程為60m。
[0054]所述的高位蓄水池和低位蓄水池之間的垂直距離為50m，高位蓄水池和低位蓄水池容積相等，大小為100m3。
[0055]所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0056]所述的水輪機(jī)為混流式水輪機(jī)，裝機(jī)容量為800kW。
[0057]實(shí)施例7:見圖1，一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的太陽能聚光集熱場I中的聚光器為線性菲涅爾式太陽能聚光器，聚光集熱器南北布置，東西向跟蹤太陽，集熱場面積20000m2，集熱場中的傳熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。
[0058]所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)2為油-水換熱器，包括預(yù)熱器，蒸汽發(fā)生器和過熱器。
[0059]所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)3為純凝式蒸汽輪機(jī)，額定功率為1MW。
[0060]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，所述的純凝式蒸汽輪機(jī)3和水泵4的通過變速箱直接相連。
[0061]所述的水泵為離心式水泵，功率為500kW，流量為80T/h，揚(yáng)程為60m。
[0062]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述的抽水池5包括兩個(gè)，一個(gè)高位蓄水池，一個(gè)低位蓄水池。
[0063]所述的高位蓄水池和低位蓄水池之間的垂直距離為50m，高位蓄水池和低位蓄水池容積相等，大小為100m3。
[0064]所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述的水輪發(fā)電機(jī)組6包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
[0065]所述的水輪機(jī)為混流式水輪機(jī)，裝機(jī)容量為800kW。
[0066]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其特征在于包括有:太陽能聚光集熱場集熱，將熱量通過導(dǎo)熱介質(zhì)傳遞到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力機(jī)，蒸汽動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，水泵將低位的第二蓄水池的水抽取到高位的第一蓄水池；高位的第一蓄水池的水向設(shè)在下游的水輪發(fā)電機(jī)組沖擊，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其特征在于所述的太陽能聚光集熱場中的聚光器為槽式聚光器或線性菲涅爾式太陽能聚光器或塔式聚光器中的一種或多種組合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其特征在于所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)為油-水換熱器或鹽-水換熱器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其特征在于所述的蒸汽動(dòng)力機(jī)為蒸汽輪機(jī)或螺桿動(dòng)力機(jī)中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其特征在于所述的低位蓄水池為人工蓄水池或河流。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發(fā)電裝置，其特征在于所述的水輪發(fā)電機(jī)組包括水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)。
【文檔編號】F04B17/00GK203548083SQ201320669825
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】范多旺, 王成龍, 范多進(jìn), 王云峰 申請人:蘭州大成科技股份有限公司, 蘭州大成真空科技有限公司