太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于能源領(lǐng)域，涉及太陽能聚光集熱系統(tǒng)，特別涉及熔鹽線性菲涅爾 式太陽能高溫熱源輸出系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟總量躍居世界第二，能源消耗總量也持續(xù)大幅度增長，我國能源存 在嚴重的結(jié)構(gòu)性危機，未來能源安全形勢嚴峻；資源環(huán)境瓶頸約束更加突出；節(jié)能減排難 度不斷增大；國際上圍繞能源安全和氣候變化的博弈更加激烈；全球范圍內(nèi)綠色經(jīng)濟、低 碳技術(shù)正在興起，搶占未來發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)制高點的競爭日趨激烈。
[0003] 太陽能是優(yōu)質(zhì)的可再生能源之一，太陽到達地球表面的輻照總量極大，取之不盡， 用之不竭，僅甘肅太陽能資源就達72萬億千瓦，同時太陽能也是任何國家都不可能壟斷的 綠色能源。盡管太陽能總量極大，但是照到地面單位面積上的能流密度很低，導(dǎo)致直接規(guī)模 化利用時效率低，因此提高太陽能利用率最有效的技術(shù)路線是先聚光再利用。根據(jù)聚光方 式不同，聚光類太陽能熱發(fā)電技術(shù)包括：塔式太陽能熱發(fā)電；槽式太陽能熱發(fā)電；碟式太陽 能熱發(fā)電以及線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電。
[0004] 太陽能集熱發(fā)電4種方式各有優(yōu)缺點：塔式效率高，一次性投入大；槽式成本低， 但相對塔式和碟式效率低；碟式單機可標準化生產(chǎn)，但規(guī)模很難做大；線性菲涅爾年效率 居中，占地較小，抗風沙能力強，建設(shè)成本低，適合我國西部環(huán)境，技術(shù)風險較低。4種方式性 能對比參考見表1，該數(shù)據(jù)是西班牙政府所屬太陽能研宄中心PSA的總結(jié)結(jié)果。
[0005] 表1不同太陽能光熱應(yīng)用技術(shù)綜合對比。
[0007] 更高的工質(zhì)運行溫度（550°C及更高）實現(xiàn)更高的效率，同時結(jié)合改進的設(shè)計，通 過先進的儲熱和混合工藝技術(shù)增加可調(diào)度性是太陽能光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢。高溫高壓 太陽能熱發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)效率可達40%以上，系統(tǒng)主蒸汽溫度參數(shù)需超過535°C，該參數(shù)要 求系統(tǒng)聚光器的聚光倍數(shù)超過100X，傳熱及儲熱介質(zhì)需要更高的運行溫度。現(xiàn)有已經(jīng)成熟 的槽式聚光器由于受結(jié)構(gòu)的限制，很難將開口做得更大，通過提高聚光比，提升工質(zhì)溫度， 從而提尚系統(tǒng)效率。
[0008] 此外，已在運行的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)運行工質(zhì)為導(dǎo)熱油（VP-1，聯(lián)苯聯(lián)苯醚 類），由于受工質(zhì)熱穩(wěn)定性的限制，系統(tǒng)運行多運行在400°C以下，也進一步限制了系統(tǒng)的 效率。
[0009] 熔鹽線性菲涅爾式聚光太陽熱能高溫高壓發(fā)電技術(shù)將成為適合我國國情的太陽 能熱發(fā)電主流技術(shù)。但現(xiàn)有聚光器的聚光倍數(shù)、匯聚率和集熱管工作溫度等性能不能滿足 系統(tǒng)對聚光器的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本實用新型的目的在于，為避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽能高溫熱能系統(tǒng)。 為了采用太陽能產(chǎn)生高溫（> 500°C)的熱能，采用線性菲涅爾式聚光集熱器，傳熱介質(zhì)采 用熔融鹽，同時系統(tǒng)配有儲熱罐。特點是，線性菲涅爾系統(tǒng)可以通過改進一次反射鏡的鏡場 布置，把聚光比做得較大（> 100X)(與傳統(tǒng)的槽式系統(tǒng)80X相比），如此可以使得集熱的 系統(tǒng)溫度升高到550°C左右；為了配合系統(tǒng)550°C左右的高溫，集熱系統(tǒng)中采用熔融硝酸鹽 作為傳熱介質(zhì)；系統(tǒng)配有儲熱系統(tǒng)，儲熱系統(tǒng)介質(zhì)采用和傳熱介質(zhì)系統(tǒng)的熔融硝酸鹽；由 于配有儲熱系統(tǒng)，系統(tǒng)可以連續(xù)穩(wěn)定的輸出高溫熱能。由于儲熱系統(tǒng)采用了與傳熱介質(zhì)相 同的硝酸鹽作為儲熱介質(zhì)，簡化了換熱系統(tǒng)，提高了效率，使得系統(tǒng)的輸出更為平穩(wěn)。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：一種太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)， 其主要特點在于，包括太陽能集熱系統(tǒng)，儲熱系統(tǒng)以及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，所述的儲熱系統(tǒng)包括 熔鹽爐、熱鹽罐、冷鹽罐；所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括過熱器、蒸發(fā)器、預(yù)熱器；所述的太陽能 集熱系統(tǒng)的輸出端與所述的熔鹽爐的輸出端均通過管道連接到熱鹽罐輸入端；熱鹽罐的輸 出端通過管道連接過熱器的輸入端和蒸發(fā)器的內(nèi)管輸入端；過熱器的輸出端與熔鹽爐的輸 出端通過管道連接到熔鹽爐的輸入端；蒸發(fā)器的內(nèi)管輸入端通過管道連接到預(yù)熱器的輸入 端；預(yù)熱器的輸出端、冷鹽罐的輸入端分別與熔鹽爐的輸出端連通：冷鹽罐的輸出端、熔鹽 爐的輸入端均與太陽能集熱系統(tǒng)的輸入端連通；進水管與預(yù)熱器的內(nèi)管輸入端連通，預(yù)熱 器的內(nèi)管輸出端連通蒸發(fā)器的輸入端，蒸發(fā)器的輸出端連通過熱器的內(nèi)管輸入端，過熱器 的內(nèi)管輸出端連通蒸汽管道。
[0012] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的太陽能集熱系統(tǒng)為線性菲涅爾式太陽能 聚光器構(gòu)成的集熱系統(tǒng)，集熱系統(tǒng)采用的吸熱介質(zhì)為熔融硝酸鹽；所述的儲熱系統(tǒng)采用熔 融硝酸鹽作為儲熱介質(zhì)；系統(tǒng)輸出熱能溫度高于500°C。
[0013] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的由線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)組成的太陽能 集熱系統(tǒng)由一次反射鏡和接收器組成，其中接收器由復(fù)合拋物面聚光器和真空集熱管組 成。
[0014] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的接收器由復(fù)合拋物面聚光器和單根真空 集熱管組成，接收器匯聚率> 80%。
[0015] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的復(fù)合拋物面聚光器的光學(xué)幾何聚光倍數(shù) > 100 倍。
[0016] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的吸熱介質(zhì)為熔融硝酸鹽中的一種。
[0017] 所述的太陽能高溫熱能系統(tǒng)，所述的吸熱介質(zhì)為二元硝酸鹽，其組分配比為：60% NaN03:40%KN03或三元硝酸鹽，其組分配比為：53%NaN0 3:40%NaN02:7%KN03中的一種。
[0018] 所述的所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的儲熱介質(zhì)為二元硝酸鹽，其組分 配比為：60%NaN03:40%KN03或三元硝酸鹽，其組分配比為：53%NaN0 3:40%NaN02:7% KN03中的一種。
[0019] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的吸熱介質(zhì)和儲熱介質(zhì)相同，且為熔融硝 酸鹽，是二元硝酸鹽，其組分配比為：60%NaN03:40%KN03或三元硝酸鹽，其組分配比為：
[0020] 53 %NaN03:40 %NaN02:7 %KN03 中的一種。
[0021] 所述的太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，所述的太陽能由集熱系統(tǒng)收集后，經(jīng)吸熱介質(zhì) 吸收、輸運并存儲到儲熱系統(tǒng)中再進入蒸汽發(fā)生系統(tǒng)后輸出所需熱能。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：
[0023] 本實用新型的有益效果是利用改進結(jié)構(gòu)的線性菲涅爾聚光系統(tǒng)，包括使用單根真 空集熱管與復(fù)合拋物面聚光器（CPC)組合而成的接收器，獲得大聚光比（> 100X)集熱系 統(tǒng)；利用高溫穩(wěn)定性好的硝酸鹽作為吸熱介質(zhì)，使得集熱系統(tǒng)輸出工質(zhì)溫度超過550°c左 右；系統(tǒng)配有儲熱系統(tǒng)，儲熱介質(zhì)采用和傳熱介質(zhì)相同的硝酸鹽。由于配有儲熱系統(tǒng)，系統(tǒng) 可以連續(xù)穩(wěn)定的輸出高溫熱能。由于儲熱系統(tǒng)采用了與傳熱介質(zhì)相同的硝酸鹽作為儲熱介 質(zhì)，簡化了換熱系統(tǒng)，提高了效率，使得系統(tǒng)的輸出更為平穩(wěn)。
【附圖說明】：
[0024] 圖1 :為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2:線性菲涅爾集熱場示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖中1:集熱系統(tǒng)；1-1. 一次反射鏡；1-2.接收器；1-2-1.CPC;l-2_2.真空集熱 管；2.儲熱系統(tǒng)；2-1.熔鹽爐；2-2.熱鹽罐；2-3.冷鹽罐；3.蒸汽發(fā)生系統(tǒng)：3-1.過熱器， 3-2.蒸發(fā)器，3-3.預(yù)熱器。
【具體實施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖所示之最佳實例作進一步詳述：
[0028] 實施例1:見圖1，圖2,：一種太陽能高溫熱能輸出系統(tǒng)，其主要特點在于，包括太 陽能集熱系統(tǒng)1，儲熱系統(tǒng)2以及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3,所述的儲熱系統(tǒng)2包括熔鹽爐2-1、熱鹽 罐2-2、冷鹽罐2-3;所述的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)3包括過熱器3-1、蒸發(fā)器3-2、預(yù)熱器3-3;所述 的太陽能集