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太阳能热发电体系构成

文章来源:太阳城真人,太阳城真人app    时间:2020-03-23
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  太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电,是太阳能热利用的重要方面.80年代以来美、欧、澳等国相继建立起不同型式的示范装置,促进了热发电技术的发展。世界现有的太阳能热发电系统大致有三类:槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。

  该系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上,并将管内传热工质加热,在换热器内产生蒸汽,推动常规汽轮机发电

  塔式太阳能热发电系统的基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上,用以产生高温。

  抛物面反射镜/斯特林系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成,接收器在抛物面的焦点上,接收器内的传热工质被加热到750℃左右,驱动发动机进行

  三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化,其他两种处在示范阶段,有实现商业化的可能和前景。三种系统均可用单独使用太阳能运行,也可安装成燃料混合系统。

  槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统,是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列,加热工质,产生高温蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。

  槽式太阳能热发电系统的原理:采用只向一个方向弯曲的抛物面槽形镜面集热器将太阳光聚焦到位于焦线的中心管上,使管内的传热工质(油或水)加热至350~390℃,然后被加热的传热介质经热交换器产生过热蒸汽,过热蒸汽推动常规汽轮发电机发电。

  1、中温技术:以导热油为载热(熔融盐)工质,在<400oC集热,通过换热产生蒸汽发电。

  2、高温技术:以混合硝酸盐为载热工质,在550oC集热,通过换热产生蒸汽发电。

  根据采用技术的不同,槽式太阳能热发电系统又形成了单回路系统和双回路系统两种不同的系统形式。

  槽式太阳能热发电系统由聚光集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统、辅助能源系统等组成。

  1、聚光集热系统:是系统的核心,由聚光镜、接收器和跟踪装置构成。接受器主要有两种:真空管式和腔式;跟踪方式采用一维跟踪,有南北、东西和极轴三种方式。

  2、热传输系统:由预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器组成。当系统工质为油时,采用双回路,即接收器中工质油被加热后,进入换热系统中产生蒸汽,蒸汽进入发电系统发电。直接采用水为工质时,可简化此系统。

  3、发电系统:基本组成与常规发电设备类似,但需要配备一种专用装置,用于工作流体在接收器与辅助能源系统之间的切换。

  4、蓄热与热交换系统:太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系统正常运行。蓄热的方法主要有显式、潜式和化学蓄热三种方式。

  5、辅助能源系统:在夜间或阴雨天,一般采用辅助能源系统供热,否则蓄热系统过大会引起初始投资的增加。

  根据不同的导热液,槽式集热器把导热液加热到不同温度,一般为400度左右,由于槽式太阳能热发电系统的热传输管道特别长,为减小热量损失,管道外要有保温材料、管道要尽量短;长长的管路需泵传输来推动导热液的循环,要设法减小导热液泵功率,导热液可用苯醚混合液、加压水混合液、导热油等液体,传热方式可直接传热也可采用相变传热。

  导热液通过热交换器把水加热成300度左右的蒸汽,水蒸气去推动蒸汽轮机旋转带动发电机发出电来,热交换器有板式、管式等多种结构。可能云彩会挡住阳光,为保证系统稳定运行,在系统中要有储热装置,一般有高温储热罐与低温储热罐等。对于低温会冻结的导热液,必须有辅助加热器维持导热液温度避免冻结。若需要在太阳能不足时也能供电,就要在系统上并联天然气(或其它能源)锅炉,保证汽轮机正常运行。

  由于太阳能受季节、昼夜和气象条件的影响,为保证发电系统的热源稳定,需设置蓄热装置。

  蓄热温度分为低温、中温、高温和及高温四类:低温(《100℃);中温(100~500℃);高温(》500℃);极高温(1000℃左右)。

  蓄热介质需具备以下特点:具备几千次可逆蓄释热循环性鞥;价格便宜;不腐蚀容器。

  蓄热介质需具备以下特点:蓄热和释热反应可逆,无副作用;反应速度快;反应生成物易分离,且能稳定储存;价格便宜;反应物和生成物无毒,无腐蚀,无可燃性;反应热大。

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