一种太阳能热发电系统的预热系统及预热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能热发电领域，特别涉及一种太阳能热发电系统的预热系统及预热方法。
【背景技术】
[0002]太阳能高温热发电技术是太阳能规模利用的一个重要方向，对人类解决化石能源危机、空气污染等问题具有深远的意义。太阳能高温热发电有多种技术方向:根据聚焦方式的不同，可分为碟式、槽式、塔式等方式；采用的工质有水(水蒸汽)、工质、空气、导热油、液态金属和其他导热介质等。由于太阳能波动性及不连续性，太阳能光热发电必须有大规模储热才能连续稳定。熔融盐有使用温度高、温度范围宽、流动特性好、热容量大等特性，用来储热正好可以弥补太阳能不稳定的问题。但工质也有凝固点高的特点，运行时容易发生凝固，这就对太阳能热发电工质系统的预热和保温提出了很高的要求，另外，系统中一旦发生工质凝固，还需要通过合适的方法来“解冻”。
[0003]为了解决工质容易发生凝固的问题，都会在开启太阳能高温热发电系统之前对系统中工质容易发生凝固的位置进行预热，目前的预热方法主要是通过伴热设备进行预热，但由于太阳能接收器外侧没有保温措施，热量损失较快，采用伴热设备预热的方式能耗较大。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种太阳能热发电系统的预热系统及预热方法，能够较好的利用太阳能，减少伴热设备的能耗，降低成本。
[0005]为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明提供一种太阳能热发电的预热系统，其包括:管道系统、热工质罐、换热器、冷工质罐、伴热设备、太阳能接收装置、太阳能搜集装置；其中:所述管道系统的两端分别与所述太阳能接收装置的两端相连；所述热工质罐、所述换热器以及所述冷工质罐依次串联到所述管道系统中；所述伴热设备设置于所述管道系统的外壁；所述太阳能搜集装置用于将太阳光投射到所述太阳能接收器上。
[0006]较佳地，所述管道系统及所述换热器的外壁设置有保温层。
[0007]较佳地，所述保温层为复合保温层，包括内层保温层和外层保温层；采用复合保温层，提高了保温效果。
[0008]较佳地，所述内层保温层为耐高温保温层。
[0009]较佳地，所述内层保温层为硅酸铝纤维毡保温层，所述外层保温层为玻璃纤维毡保温层。内层保温层的材料具有较好的耐高温性能，外层保温层的材料具有很好的保温性能，且成本相对较低，能够保证在提高保温性能的同时降低保温成本。
[0010]较佳地，所述太阳能接收装置为塔式太阳能吸热器或槽式太阳能集热管，对应地，所述太阳能搜集装置为塔式太阳能定日镜或槽式太阳能聚光镜；且当所述太阳能搜集装置为塔式太阳能定日镜时，所述塔式太阳能定日镜的数量为多个，通过调节定日镜的方位角及高度角，使定日镜的反射光斑均匀分布在太阳能收装置的表面，进而能够保证太阳能接收装置受热均匀，防止太阳能接接收装置因局部加热功率过大，导致太阳能接收装置发生损坏。
[0011]较佳地，所述伴热设备为电伴热和/或蒸汽伴热。
[0012]本发明还提供一种太阳能热发电的预热方法，其至少包括以下步骤:
S81:调节太阳能搜集装置，使其投射的早晨太阳光来预热太阳能接收装置达到其预设的温度。
[0013]较佳地，所述步骤S81中调节太阳能搜集装置进一步为:根据需投射到太阳能接收装置上的太阳光的强度调节所述太阳能搜集装置的角度，得到合适的DNI (太阳直接辐射强度)。能够使太阳光对太阳能接收装置的加热均匀，防止加热功率过大。
[0014]较佳地，所述步骤S81之前还包括:
SlOl:利用伴热设备对太阳能接收装置和热工质罐之间的管道系统以及太阳能接收装置和冷工质罐之间的管道系统进行预热，使管道系统达到其预设的温度。在太阳光比较弱时，热工质罐中的工质还未达到需要的量，此时热工质罐与换热器之间的管道系统、冷工质罐与换热器之间的管道系统以及换热器处在不工作状态，不需对其进行预热，避免造成不必要的电能浪费。
[0015]较佳地，所述步骤S81之后还包括:
Sm:太阳能接收装置中注入工质，调节太阳能搜集装置，使其投射的太阳光来加热太阳能接收装置中的工质，同时利用伴热设备将热工质罐和换热器之间的管路系统、冷工质罐和换热器之间的管路系统以及换热器均加热到预设的温度。用伴热设备和太阳能搜集装置相结合的方式，方便快捷的完成了太阳能热发电系统的预热。
[0016]较佳地，所述步骤Slll之后还包括:
S121:待夜间停机后，使工质保留在管道系统中。利用工质热量来抵消夜间停机时的散热损失，避免消耗过多的伴热能源。
[0017]较佳地，所述步骤S121之后还包括:
S131:待保留在管道系统中的工质的温度降低到预设临界温度时，用热工质罐中的工质置换已降温的工质。
[0018]相较于现有技术，本发明具有以下优点:
(I)本发明提供的太阳能热发电系统的预热系统增加了太阳能搜集装置，将早晨较弱的太阳光投射到太阳能接收装置上，用于预热太阳能接收装置，较好的利用了太阳能量，减少了伴热设备的能耗，降低了建设成本。
[0019](2)本发明提供的太阳能热发电系统的预热方法通过调节太阳能搜集装置，使其将早晨较弱的太阳光有效的投射到太阳能接收装置上，用于对太阳能接收装置预热，使其达到预设温度，充分利用了早晨较弱的太阳光能量。
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明:
图1为本发明的实施例1的太阳能热发电的预热系统的结构示意图；； 图2为本发明的实施例2的太阳能热发电的预热系统的结构示意图；
图3为本发明的管道系统的剖视图；
图4为本发明的实施例3的太阳能热发电的预热方法的流程图。
[0021]标号说明:1-管道系统，2-热工质罐，3-换热器，4-冷工质罐，5-伴热设备，6_太阳能接收装置，7-太阳能搜集装置，8-汽机岛；
101-第一管道，102-第二管道，103-第三管道，104-第四管道；
111-管壁，112-内层保温层，113-外层保温层，114-工质。
【具体实施方式】
[0022]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0023]本发明的太阳能热发电系统的预热系统包括:管道系统1、热工质罐2、换热器3、冷工质罐4、伴热设备5、太阳能接收装置6以及太阳能搜集装置7。其中:管道系统I的两端分别与太阳能接收装置6的两端相连；热工质罐2、换热器3以及冷工质罐4依次串联到管道系统I中，冷工质罐4的工质进入太阳能接收装置6中，在太阳能接收装置6中被加热，达到预设温度后，进入热工质罐2中，然后进入换热器3中进行热量交换，进行热量交换后又回到冷工质罐4中；管道系统I和/或换热器3的外壁设置有伴热设备5。
[0024]在早上太阳刚升起时，太阳高度角和DNI (直接辐射)较低，如果此时将工质送入太阳能接收装置6中进行加热，无法达到后端工艺所需温度，并且，由于太阳能接收装置6无法有效保温，所以用电或其他常规方法产热去预热如此巨大的散热体，必定存在预热效果不佳，能耗过大的问题。太阳高度角和DNI较低的太阳辐射，无法满足工质大量吸热的要求，但用来对未注入工质的太阳能接收装置6进行预热，则能量十分可观。本发明的预热系统利用太阳能搜集装置7将早晨比较弱的太阳光投射到太阳能接收装置6上，用于对其进行预热，有效利用了太阳光能量，降低了预热功耗。换热器3的两端分别与汽机岛8的两端相连，预热完成后，开启汽机岛8，即可利用换热器3产生的高温高压蒸汽进行发电。下面以塔式和槽式两种为例详细描述本发明的太阳能热发电系统的预热系统。
[0025]实施例1:
如图1所示为本实施例的太阳能热发电系统的预热系统的结构示意图，本实施例中太阳能接收装置6为塔式太阳能吸热器，太阳能搜集装置7为塔式太阳能定日镜，其数量布置有多个，能够最大程度的利用太阳光能量；根据需投射到太阳能接收装置6上的太阳光的强度对其角度进行调节，达到合适的DNI，使加热均匀，防止加热功率过大。
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