一种固体储热系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能光热发电系统的储热技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种固体储热系统。

背景技术：

在光热发电领域中，太阳能热发电系统的运行受到强烈不稳定的太阳光照的影响和制约，具有强烈的间歇性，为了克服这一困难，保证输出电能的稳定性、持续性，需要配置储热系统。储热系统具体的功能为储热过程吸收太阳能发电镜场产生的热量，取热过程将热量取出并产生汽轮机所需的过热蒸汽与再热蒸汽。现有储热系统的储热介质一般为固体储热介质，固体储热介质为了满足要求通常按照功能要求分为过热储热模块、再热储热模块，储热装置储热时，其中过热储热模块与再热储热模块同时接受来自镜场的热量，取热时分别产生过热蒸汽和再热蒸汽，取热工质经过热储热模块产生过热蒸汽，达到额定温度后进入汽轮机高压缸发电，汽轮机高压缸后蒸汽进入再热储热模块产生再热蒸汽，再热蒸汽进入低压缸继续功。

由于过热蒸汽与再热蒸汽的温度、压力、总功率不相同，储热系统取热过程中，给水加热至过热蒸汽过程需经过预热、蒸发、过热，蒸发段由于存在相变，需要很大的热量，从汽轮机高压缸发电后排出的再热蒸汽在再热储热区域取热时，由于无相变的存在需要的能量较少，以过热蒸汽压力10MPa，再热蒸汽2MPa为例，过热蒸汽与再热蒸汽所需的热量比值为5:1，考虑到此，现有固体储热系统的过热储热模块1与再热储热模块2按照5:1方式配置，图1为现有固体储热系统的结构示意图，请参阅图1所示。

现有储热系统取热过程中，给水流经过热储热模块低温段，吸收热量，产生蒸汽，在低温段出口进入汽水分离器，过热储热模块高温段与低温段热量比值为2:8，虽然高温段的蒸汽产生过热蒸汽所需能量少，但是需要较大的温差保证过热蒸汽的品质，实际中高温段与低温段热量比值远大于为2:8，因此取热主要受过热储热模块低温段热量的限制；同样的，再热储热模块也需要较大的温差保证再热蒸汽的品质，而再热储热模块中不存在相变，因此取热完成后仍有很高的温度水平，若按照过热蒸汽与再热蒸汽所需的热量比例按照5:1分配过热储热模块与再热储热模块，会造成过热储热模块高温段与再热储热模块中均有较高温度水平的热量没有利用，一方面，无法取出的能源得不到充分的利用；另一方面由于过热储热模块与再热储热模块中取出的热量少，再次存储来自太阳能发电镜场的热量时，可存储的热量也少，会导致弃光弃热，造成能源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型实施例所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种充分利用过热储热模块与再热储热模块内的热量，同时提高过热储热模块与再热储热模块储存太阳能热量能力，能够减少能源浪费的固体储热系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种固体储热系统，包括过热储热模块与再热储热模块，所述过热储热模块的数量大于所述再热储热模块的数量，所述过热储热模块包括过热储热模块高温段和过热储热模块低温段；其特征在于：还包括，

镜场第一存热管路，所述镜场第一存热管路与所述过热储热模块连通；

镜场第二存热管路，所述镜场第二存热管路与所述再热储热模块连通；

用热设备第一取热管路，所述用热设备第一取热管路与所述过热储热模块连通；

用热设备第二取热管路，所述用热设备第二取热管路与所述再热储热模块连通。

进一步地，所述固体储热系统还包括用热设备第三取热管路，所述用热设备第三取热管路与设定数目的所述再热储热模块以及设定数目的过热储热模块连通。

进一步地，所述再热储热模块包括再热储热模块高温段和再热储热模块低温段。

进一步地，所述用热设备第三取热管路在所述再热储热模块的出口位于所述再热储热模块高温段，或者所述用热设备第三取热管路在所述再热储热模块的出口位于所述再热储热模块低温段。

进一步地，所述过热储热模块高温段和所述过热储热模块低温段之间设置有汽水分离器。

进一步地，所述过热储热模块与所述再热储热模块可以由单个储热单元组成，或者，所述过热储热模块与所述再热储热模块至少由两个及两个以上储热单元并联构成。

进一步地，所述过热储热模块中的所述每个储热单元可分别设置汽水分离器，或者，多个储热单元共用一个汽水分离器。

进一步地，所述用热设备第三取热管路与所述汽水分离器连接。

进一步地，所述用热设备第三取热管路与外部取热装置连接。

本实用新型的实施例通过改变过热储热模块与再热储热模块的配置比例，保证了再热储热模块中的再热蒸汽的高品位品质；所述再热储热模块上设置有连接所述过热储热模块的连接管，用于在再热模块取热完成后将再热模块内的热量输出到所述过热储热模块产生再热蒸汽，本实用新型使过热储热模块与再热储热模块的储热量均得到合理的利用，实际储热量与建造成本相匹配，降低了储热系统的建造成本，提高了储热系统热量的利用效率，减少了弃光弃热，进而提高了太阳能利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1现有固体储热系统的结构示意图；

图2本实用新型固体储热系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的描述中需要理解的是术语“第一”、“第二”“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

图2为本实用新型固体储热系统的结构示意图，请参阅图2所示，本实用新型实施例的固体储热系统包括过热储热模块1与再热储热模块2，所述过热储热模块的数量大于所述再热储热模块的数量。

所述固体储热系统还包括镜场第一存热管路，所述镜场第一存热管路与所述过热储热模块连通，所述镜场第一存热管路包括与过热储热模块内管道连通的第一进口管11和第一出口管12。所述第一进口管11用于向所述过热储热模块1输入来自太阳能热发电站镜场的换热流体，所述第一出口管12用于排出所述换热流体。

镜场第二存热管路，所述镜场第二存热管路与所述再热储热模块连通，所述镜场第二存热管路包括与再热储热模块内管道连通的第二进口管21和第二出口管22，所述第二进口21管用于向所述再热储热模块2输入来自太阳能发电镜场的换热流体，所述第二出口管22用于排出所述换热流体。

用热设备第一取热管路，所述用热设备第一取热管路与所述过热储热模块连通，所述用热设备第一取热管路包括与所述过热储热模块连通的第三进口管13和第三出口管14，所述第三进口13管用于向所述过热储热模块输入过热取热工质，所述第三出口管14用于排出过热蒸汽。

用热设备第二取热管路，所述用热设备第二取热管路与所述再热储热模块连通，所述用热设备第二取热管路包括与所述再热储热模块连连通的第四进口管23和第四出口管24，所述第四进口管23用于向所述再热储热模块输入再热取热工质，所述第四出口管24于用于排出再热蒸汽。

本实施例中来自太阳能热发电站镜场的换热流体为高压蒸汽，储热系统储热时，高压蒸汽经过第一进口管11进入所述过热储热模块1，高压蒸汽经第一进口管21进入所述再热储热模块2，经过所述过热储热模块1与再热储热模块2的高压蒸汽变成凝结水后分别通过第一进口管11和第二出口管22流回太阳能发电镜场。

储热系统取热时，过热取热工质经过所述第三进口管13进入所述过热储热模块1取热，取热完成后的高压蒸汽通过第三出口管14进入汽轮机高压缸发电，汽轮机高压缸后蒸汽通过第四进口管23进入再热储热模块产生再热蒸汽，再热蒸汽通过第四出口管24进入汽轮机低压缸继续发电。本实施例中所述过热取热工质为水。

所述固体储热系统还包括用热设备第三取热管路，所述用热设备第三取热管路与设定数目的所述再热储热模块以及设定数目的过热储热模块连通，用于在所述再热储热模块2取热完成后吸收所述再热储热模块2内的热量，所述设定数目可以根据实际情况中过热储热模块和再热储热模块的数量确定。所述用热设备第三取热管路包括与所述再热储热模块连连通的第五进口管25和连通所述过热储热模块的第五出口管26，所述第五进口管25用于向所述再热储热模块输入再热取热工质，所述第五出口管26于用于向所述过热储热模块排出再热蒸汽。

本实施例中所述过热储热模块1与所述再热储热模块2的数量比为4:2，通过改变过热储热模块1与再热储热模块2的配置比例，保证了再热储热模块2中的再热蒸汽的高品位品质；输入过热取热工质的第五进口管25与所述再热储热模块2连接，用于在所述再热储热模块2取热完成后吸收所述再热储热模块内2的高品位热量，将再热储热模块的温度降低到较低的水平，本实用新型使过热储热模块1与再热储热模块2的储热量均得到合理的利用，实际储热量与建造成本相匹配，一方面降低了储热系统的建造成本，另一方面提高了储热系统热量的利用效率，减少了弃光弃热，进而提高了太阳能利用效率。

本实施例中所述过热储热模块1与所述再热储热模块2的数量比为4:2，所述过热储热模块1包括过热储热模块高温段16和过热储热模块低温段17，所述再热储热模块2包括再热储热模块高温段27和再热储热模块低温段28。所述过热储热模块高温段16和所述过热储热模块低温段17之间设置有汽水分离器18。储热系统取热时，热取热工质先经过所述过热储热模块低温段17后，吸收所述热储热模块低温段17的能量后产生饱和蒸汽，饱和蒸汽进入所述汽水分离器18，所述汽水分离器18分离出来的饱和蒸汽进入所述过热储热模块高温段16过热，达到额定温度后进入汽轮机高压缸发电。汽轮机高压缸后蒸汽进入所述再热储热模块2再热，提高过热段后，进入低压缸继续做功。所述过热储热模块低温段17的热量使得进入所述汽水分离器18的饱和蒸汽干度低于95％(或一定值)后，取热过程结束。

优选地，本实用新型实施例的所述过热储热模块1内部与所述再热储热模块2内部由单个储热单元组成，过热储热模块1中设置一个汽水分离器，当然所述过热储热模块1与所述再热储热模块2也可由两个及两个以上储热单元并联构成。所述过热储热模块1中的所述每个储热单元可分别设置汽水分离器，或者，多个储热单元连接相同的汽水分离器18，本实用新型过热储热模块1内部与所述再热储热模块2内部均采用单个储热单元组成，每个过热储热模块1与一个汽水分离器18连接。

本实用新型实施例中，储热系统取热过程中，给水流经过热储热模块低温段，吸收热量，产生蒸汽，在低温段出口进入汽水分离器，过热储热模块高温段与过热储热模块低温段热量比值为2:8，虽然高温段的蒸汽产生过热蒸汽所需能量少，但是需要较大的温差保证过热蒸汽的品质，实际中高温段与低温段热量比值远大于为2:8，取热主要受过热储热模块低温段热量的限制，同样的，再热储热模块也需要较大的温差保证再热蒸汽的品质，本实施例所述过热储热模块1与所述再热储热模块2的数量比为4:2，优选地，本实用新型的固体储热系统还包括连接所述再热储热模块2与所述过热储热模块1的第五出口管26，所述第五出口管26用于在所述再热储热模块2取热完成后将再热储热模块2内的热量输出到所述过热储热模块1。本实用新型所述过热储热模块1与所述再热储热模块2的数量比为4:2，再热储热模块2的数量增加后，既可以保证再热储热模块2中的再热蒸汽的高品位品质，又使过热储热模块1与再热储热模块2的储热量均得到合理的利用，提高了固体储热系统热量的利用效率。

所述第五出口管26位于再热储热模块低温段28的出口位置，或者，所述第五出口管26位于再热储热模块高温段27的出口位置。本实用新型实施例中所述第五出口管26连接在再热储热模块低温段28的出口位置。

优选地，所述第五出口管26与过热储热模块高温段16和过热储热模块低温段17之间的汽水分离器18连接。再热储热模块2内的高品位热量用于汽水分离器18内进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入过热储热高温段16继续吸热，产生合格的过热蒸汽，将再热储热模块的温度降低到较低的水平，从而使再热储热模块2在储热过程中获得较高的热量，提高太阳能的利用效率。

优选地，所述第五出口管26分出第二支管29，所述第二支管29与外部取热装置连接，例如，第二支管29可与供暖装置连或者其他需要提供热量的装置连接，充分利用再热储热模块2中的热量。

本实用新型的实施例通过改变过热储热模块1与再热储热模块2的配置比例，保证了再热储热模块2中的再热蒸汽的高品位品质；用热设备第三取热管路与设定数目的所述再热储热模块以及设定数目的过热储热模块连通，用于在所述再热储热模块2取热完成后吸收所述再热储热模块内2的高品位热量，在再热模块2取热完成后将再热模块2内的热量输出到所述过热储热模块1产生再热蒸汽，本实用新型使过热储热模块1与再热储热模块2的储热量均得到合理的利用，实际储热量与建造成本相匹配，降低了储热系统的建造成本，提高了储热系统热量的利用效率，再热储热模块2的温度降低到较低的水平，从而使再热储热模块2在储热过程中获得较高的热量，减少了弃光弃热，提高了太阳能利用效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。