太阳能发电系统的制作方法_2

文档序号:9920286阅读:来源:国知局
轮机来进行发电。在二次系统中,压缩空气由二次热媒加热器加热后成为高温空气,驱动高温空气涡轮机后,对压缩机出口的空气进行加热后被释放到大气中。
[0027]此外,在高温空气涡轮机中,不使涡轮机入口的空气温度成为850°C那样的高温空气,而是设计成将温度范围抑制在400°C?600°C程度。由此,能够抑制镍等高价的金属材料的使用范围,而能够作为使用一般的碳合金钢的高温空气涡轮机。其结果,实现高温空气涡轮机的低成本化,能够构筑有益于自然环境的经济型太阳能发电系统。
[0028]具体而言,集热太阳能并进行蓄热和散热的一次系统的热媒即一次热媒不使用水蒸气而是使用熔盐,将该高温热媒用作高温热源。另一方面,在发电系统即二次系统中不使用汽轮机而是使用高温空气涡轮机。即,使用空气压缩机通过约6bar绝对压力?1bar绝对压力程度的比较低的压力生成温度600°C程度的高压高温空气,将该空气用作二次热媒来驱动高温空气涡轮机和发电机而进行发电。
[0029]作为蓄热运转或散热运转所需要的高温热媒的蓄热材料可以使用廉价且能够经受600°C程度的高温规格的熔盐,例如可以使用由硝酸钠60 %和硝酸钾40 %构成的熔盐。作为低温热媒,将大气中的空气用作二次热媒,使用I台或2台以上的空气压缩机对该二次热媒进行加压。
[0030]作为进行一次热媒和二次热媒之间的热交换的热交换器,设有二次热媒加热器。由此,生成由太阳能加热后的高温空气,提供给高温空气涡轮机。高温空气涡轮机驱动直接连接的发动机来进行发电,将减去了空气压缩机等所内消耗动力后的动力作为馈电电力提供给系统。
[0031]构成本发明的太阳能发电系统的实施方式的太阳能集热装置不采用沟型而是采用容易得到高温空气的塔型。在本实施方式中,在白天进行发电的同时,为夜间的发电做准备而进行将一次热媒积蓄在2罐方式的罐中的运用,在夜间进行从罐送出一次热媒来进行放电、发电的运用。
[0032]以下,使用附图详细地进行说明。
[0033]【实施例1】
[0034]图1是表示本发明的太阳能发电系统的第I实施方式的结构的概念图。在图1中,太阳能发电系统具备构成一次系统的太阳能蓄热/散热装置100A、相同地构成一次系统的太阳能集热装置100B以及构成二次系统的压缩机/高温涡轮机发电装置200。
[0035]关于太阳能蓄热/散热装置100A,作为主要结构而具备:一次低温热媒罐5,其积蓄低温的一次热媒;一次低温热媒栗7,其从一次低温热媒罐5向太阳能集热装置100B输送一次热媒;一次高温热媒罐25,其积蓄来自太阳能集热装置100B的高温的一次热媒;一次高温热媒栗27,其从一次高温热媒罐25向二次热媒加热器47或一次低温热媒罐5输送一次热媒;以及二次热媒加热器47,其向二次热媒的压缩空气传递高温的一次热媒的热能。
[0036]关于太阳能集热装置100B,作为主要结构而具备:集热器48,其设置于塔3的顶部;定日镜2,其通过反射镜反射从太阳I发出的直达日射光42,作为直达日射光反射光而聚光到集热器48来使一次热媒升温;以及太阳能集热量控制装置4,其为了收集必要的太阳热能,对定日镜2的太阳光反射角度进行控制。
[0037]关于压缩机/高温涡轮机发电装置200,作为主要结构而具备:第I压缩机86,其从大气吸入空气并进行压缩;再生器65,其对来自第I压缩机86的压缩空气进行加热;高温空气涡轮机56,其被通过再生器65加热后通过二次热媒加热器47进一步加热而得的高温空气驱动;发电机145,其由高温空气涡轮机56驱动来进行发电;以及所内电力系统500。来自高温空气涡轮机56的废气被供给到再生器65,对来自第I压缩机86的压缩空气进行加热后从废气塔80排出。高温空气涡轮机56和发电机145经由轴连接器146进行旋转轴的装卸。作为轴连接器146可以使用离合器或变矩器。
[0038]第I压缩机86的空气入口与第I压缩机入口空气配管171连接。在第I压缩机入口空气配管171上设有干燥器168和二氧化碳去除装置172。第I压缩机入口空气配管171的上游还与空气入口配管164的一端连接。在空气入口配管164的另一端上设有第I吸入空气入口过滤器73。
[0039 ]所内电力系统500具备:发电机出口主电路,其一端侧与发电机145的输出端连接;发电机出口断路器143,其与发电机出口主电路的另一端侧连接;主变压器140,其将发电机145的输出电压升压至系统电压;以及主电路断路器139,其被配置在主变压器140的高压侧,进行发电机145和外部电力系统135的连接/断路。
[0040]此外,所内电力系统500具备:所内变压器断路器141,其进行所内电力和外部电力系统135的连接/切断;所内变压器134,其使系统电压下降至所内电源的电压;所内电力系统121,其与所内变压器134的低压侧连接;以及第I压缩机断路器129,其进行来自所内电力系统121的电力和第I压缩机变换装置130的连接/断路。
[0041]接着,说明太阳能发电系统中的各热媒的流动的同时,对太阳能蓄热/散热装置100A、太阳能集热装置100B、压缩机/高温涡轮机发电装置200的结构进行说明。
[0042]在太阳能蓄热/散热装置100A和太阳能集热装置100B中,如图1所示,积蓄在一次低温热媒罐5中的一次热媒即低温熔盐经由一次低温热媒栗入口配管6取出并通过一次低温热媒栗7被升压。升压后的低温熔盐通过一次低温热媒栗出口阀8后流过一次低温热媒栗出口配管9内,通过塔入口阀10后流过塔入口热媒配管13内,被输送到集热器48。
[0043]在集热器48中,将通过多个定日镜(太阳光反射镜)2反射并集中太阳I发射的直达日射光42来生成的高温热能用于低温熔盐的加热。
[0044]加热后的低温熔盐成为高温熔盐,通过塔出口热媒配管14后流下塔出口阀15后,流过塔出口配管17内,被输送到对一次高温热媒罐(高温罐)25的液位进行调整的一次高温热媒罐液位调整阀21。在塔出口配管17上设有用于检测管内的高温熔盐的温度的温度传感器20。此外,在一次高温热媒罐(高温罐)25上设有用于检测高温熔盐的液位的液位传感器43和用于检测高温熔盐的温度的温度传感器72,将通过液位传感器43检测出的高温熔盐的液位所对应的控制信号发送给一次高温热媒罐液位调整阀21,对一次高温热媒罐(高温罐)25的液位进行控制。
[0045]通过了一次高温热媒罐液位调整阀21的高温熔盐通过一次高温热媒罐入口配管22、一次高温热媒罐入口阀23和一次高温热媒罐入口阀出口配管24后被输送到一次高温热媒罐(高温罐)25中。
[0046]另外,设有:塔旁通配管12,其一端与一次低温热媒栗出口配管9连接,另一端与塔出口配管17连接;以及塔旁通阀16,其进行塔旁通配管12的连通/断路。塔旁通阀16是在塔3侧发生某些异常事态而无法将低温熔盐供给到受热器48的情况下,将低温熔盐直接供给到一次高温热媒罐(高温罐)25的旁通阀。此外,在不能充分集热太阳能的早期等系统启动时,能够根据需要进行使用该旁通系统将低温熔盐直接输送到一次高温热媒罐(高温罐)25的运用。
[0047]接着,积蓄在一次高温热媒罐25中的高温熔盐经由一次高温热媒罐出口配管26被取出后,由一次高温热媒栗27进行升压。升压后的高温熔盐通过一次高温热媒栗出口阀28和一次高温热媒栗出口阀出口配管32后,流过一次高温热媒罐出口母管33和二次热媒加热器入口一次热媒配管34,通过二次热媒加热器入口一次热媒阀35和二次热媒加热器一次热媒入口配管44后被输送到二次热媒加热器47 ο在二次热媒加热器一次热媒入口配管44上设有用于检测管内的高温熔盐的温度的温度传感器46。
[0048]—次高温热媒栗27的取出高温熔盐的流量是一次低温热媒栗7的送出低温熔盐的流量的约一半程度,将剩余的高温熔盐的流量驻留在一次高温热媒罐(高温罐)25中。由此,能够进行太阳能的蓄热运转。
[0049]另外,设有:一次高温热媒罐旁通阀入口配管30,其一端与塔出口配管17的下游侧连接;一次高温热媒罐旁通阀出口配管31,其另一端与一次高温热媒栗出口阀出口配管32的下游侧连接;以及一次高温热媒罐旁通阀29,其入口侧与一次高温热媒罐旁通阀入口配管30的另一端连接,其出口侧与一次高温热媒罐旁通阀出口配管31的一端连接。一次高温热媒罐旁通阀2
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