采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电系统及热发电方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电系统及热发电方法。
【背景技术】
[0002]传统的槽式太阳能热发电系统的结构如图1所示，在太阳镜场布置集热器a，集热器a中的集热介质为导热油，因此，太阳镜场将太阳光汇聚到集热器中，从而将集热器中冷的导热油加热为高温导热油；从集热器输出的高温导热油流入到油水换热器，与冷却水进行热交换，将冷却水加热为过热蒸汽，从而驱动汽轮机做功发电；经油水换热器输出的冷的导热油被导热油循环栗重新输送回集热器中进行吸热。另外，当太阳光充足时，从集热器输出的高温导热油还部分输送到油盐换热器中，与储热介质熔融盐发生热交换，将熔融盐加热为高温熔融盐，并通过热储盐罐作为热源储存。由此可见，传统的槽式太阳能热发电系统，采用导热油作为集热介质，采用熔融盐作为蓄热介质，采用水蒸汽作为发电介质；由于导热油的温度上限为400度，从而制约了槽式太阳能热发电的蒸汽温度和压力参数，难以提高发电效率；另外，由于采用了三种介质，槽式太阳能热发电系统需要设置油盐换热器和油水换热器，增加了系统成本。
[0003]为解决上述问题，国际上也有研发机构开发采用熔融盐介质同时作为集热和蓄热介质的槽式太阳能热发电系统，然而，由于熔融盐的凝固点很高，因此，熔融盐非常容易凝固，从而为整个槽式太阳能热发电系统的循环带来灾难性事故。基于此，目前国际上还没有成功的采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电系统。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电系统及热发电方法，可有效解决上述问题。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
[0006]本发明提供一种采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电系统，包括槽式集热器(I)、盐水换热器(7)、汽轮发电机(8)、低温蓄热罐(5)、高温蓄热罐(6)和排熔融盐系统；
[0007]所述槽式集热器(I)的出盐口分为两个支路，一个支路直接连接到所述盐水换热器(7)的进盐口，另一个支路连接到所述高温蓄热罐(6)的进盐口 ；所述高温蓄热罐(6)的出盐口通过第I熔融盐栗(4)连接到所述盐水换热器(7)的进盐口 ；所述盐水换热器(7)还设置有进水口、排气口和排盐口，所述盐水换热器(7)的排气口连接到所述汽轮发电机(8)的进气口，所述汽轮发电机⑶的乏汽排气口连接到冷却塔(9)的进气口，所述冷却塔的出水口通过水栗(10)连接到所述盐水换热器(7)的所述进水口，由此形成汽轮机乏汽的循环利用；
[0008]所述盐水换热器(7)的所述排盐口连接到所述低温蓄热罐(5)的进盐口，所述低温蓄热罐(5)的出盐口通过第2熔融盐栗(12)连接到熔融盐加热器(3)的进盐口，所述熔融盐加热器(3)的排盐口连接到所述槽式集热器(I)的进盐口 ；
[0009]另外，所述槽式集热器(I)由多列独立的子槽式集热器组成，每个所述子槽式集热器由多个集热管按自下而上顺序串接；在每个所述子槽式集热器上开设至少一个排盐管路，该排盐管路的一端与所述子槽式集热器的腔体连通，该排盐管路的另一端连接储盐罐；在所述排盐管路靠近所述子槽式集热器的一端安装控制阀门；另外，每个所述子槽式集热器的底部还设置有进气口；
[0010]所述排熔融盐系统包括气体压缩机(11)和缓冲罐(2);所述气体压缩机(11)的出气口与所述缓冲罐(2)的进气口连接，所述缓冲罐(2)的罐内安装有加热器，所述缓冲罐
(2)的排气口分别与设置在各个所述子槽式集热器底部的进气口连通。
[0011]优选的，所述熔融盐加热器(3)为锅炉。
[0012]优选的，所述气体压缩机(11)为空气压缩机或氮气压缩机。
[0013]优选的，每个所述子槽式集热器上开设两个排盐管路，一个排盐管路设置于所述子槽式集热器的顶部，另一个排盐管路设置于所述子槽式集热器的中部。
[0014]优选的，对于设置于所述子槽式集热器中部的排盐管路，其排气口设置于相邻两个集热管的接口位置。
[0015]优选的，还包括控制器和液位传感器；所述液位传感器设置于所述排盐管路与所述子槽式集热器的连接位置处；所述液位传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端分别与所述控制阀门和所述气体压缩机(11)的供电装置电连接。
[0016]本发明还提供一种采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电方法，包括以下步骤:
[0017]SI，槽式集热器(I)通过所汇聚的太阳能加热其腔体中流入的低温液态熔融盐，使低温液态熔融盐变为高温液态熔融盐；
[0018]S2:
[0019]S2.1，从槽式集热器(I)出盐口输出的高温液态熔融盐被输送到盐水换热器(7)；
[0020]S2.2，汽轮发电机⑶在发电过程中产生的乏汽输送到冷却塔(9)中，在冷却栗中，乏汽冷却为水；然后，水栗(10)将冷却塔(9)中被冷却的水输送到盐水换热器(7);
[0021]S2.3，在所述盐水换热器(7)中，高温液态熔融盐与水进行热交换，水被加热为过热蒸汽，过热蒸汽重新输送到汽轮发电机(8)中，驱动汽轮发电机(8)做功发电，由此实现汽轮机乏汽的循环利用；
[0022]而高温液态熔融盐被冷却为低温液态熔融盐后，低温液态熔融盐被输送到低温蓄热罐(5)中；第2熔融盐栗(12)将低温蓄热罐(5)中的低温液态熔融盐输送到熔融盐加热器⑶中，熔融盐加热器⑶将低温液态熔融盐加热后，重新输送回槽式集热器⑴中，由此实现熔融盐的循环利用；
[0023]还包括:
[0024]S3，在太阳资源不充足时，当槽式集热器(I)中的熔融盐温度冷却至第I设定温度范围时，通过控制器打开安装于排盐管路与子槽式集热器之间的控制阀门；同时，控制器启动气体压缩机(11)以及安装于缓冲罐(2)内的加热器；从气体压缩机(11)喷出的高压气体输送到缓冲罐(2)，在缓冲罐(2)中，高压气体被加热到第2设定温度范围后，得到加热后的高压气体；然后，加热后的高压气体自底部注入到各个子槽式集热器的腔体内部，加热后的高压气体在子槽式集热器腔体内部流动过程中，会携带腔体内部的熔融盐；然后，携带熔融盐的高压气体从子槽式集热器的腔体内部通过排盐管路而进入到储盐罐，从而达到将槽式集热器(I)腔体内部的熔融盐排入到储盐罐的效果。
[0025]优选的，S3中，所述第I设定温度范围为200度?300度；所述第2设定温度范围为70度?220度。
[0026]优选的，S3中，还包括:
[0027]在将槽式集热器(I)腔体内部的熔融盐通过排盐管路排入到储盐罐的过程中，液位传感器实时检测排盐管路与子槽式集热器之间的连接位置处的液位值，并将检测到的液位值上传给控制器；
[0028]所述控制器根据所接收到的液位值是否低于设定极小值，如果低于，则表明所述子槽式集热器内部的熔融盐已完全排入到储盐罐中，则所述控制器关闭所述控制阀门，同时关闭所述气体压缩机(11)以及所述加热器。