光热系统及光热电站的制作方法

文档序号:14550607阅读:315来源:国知局
光热系统及光热电站的制作方法

本申请涉及太阳能利用技术领域,尤其涉及一种光热系统及光热电站。



背景技术:

太阳能由于具有资源丰富、无污染、利用技术门槛低等优点,已经被普遍应用在多个领域,例如光电领域。利用太阳光产生的热能进行发电是发展较为迅速的技术,光热电站是利用太阳光产生的热能完成发电的场所。在发电的过程中,太阳光产生的热能会使得水变成驱动汽轮机转动蒸汽,进而通过蒸汽驱动汽轮机发电机组实现发电。

虽然太阳能是比较理想的清洁能源,但是太阳能的获取具有时效性,在白天,太阳光的照射能够实现对水的加热,进而直接产生蒸汽,直接产生的蒸汽能够推动汽轮机进行发电运转。但是,发电工作无法持续到黑夜。当然,在没有太阳光的白天(例如阴天)也无法进行发电工作。为了确保太阳光产生的热能能够在黑夜或者没有太阳光的白天持续进行发电,光热电站需要对太阳光产生的热能进行有效存储,进而实现光热发电在日落后或没有太阳光的白天持续进行。

目前,光热电站利用导热油或熔盐(升温后会变成液相)实现对太阳光产生的热能进行存储。在工作的过程中,导热油和熔盐为液态储热工质,只能被加热到其饱和温度附近,而这些液态储热工质温度均匀性较好,整体温度下降较快,再用温度已经下降的液态储热工质产生过热蒸汽,只能大幅度降低所产生的蒸汽品质、需要超大的存储罐、特定的泵、还存在腐蚀和凝结问题。很显然,目前光热电站利用导热油或熔盐实现热能存储,设备投资巨大、安全系数低、蒸汽品质无法得到有效保证。可见,采用导热油或熔盐对太阳光产生的热能进行存储,进而采用这些热能实施发电存在发电效率较低、造价高昂、安全系数低等问题。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种光热系统,以解决目前的光热发电系统利用导热油或熔盐进行热能存储,所导致发电效率较低、造价高昂、安全系数低的问题。

为了解决上述问题,本申请实施例采用下述技术方案:

光热系统,包括光热集热器和固体储热装置;其中,所述固体储热装置包括固体储热基体和换热管道,所述换热管道设置在所述固体储热基体中,以与所述固体储热基体换热;所述换热管道的储热入口连通在所述光热集热器的蒸汽出口,所述换热管道的储热出口连通在所述光热集热器的回水入口,以使得所述光热集热器与所述固体储热装置形成热能存储回路。

优选的,上述光热系统中,所述光热集热器为镜场。

优选的,上述光热系统中,所述固体储热装置为多个,多个所述固体储热装置构成储热区域,所述储热区域包括高温储热区域、低温储热区域和再热储热区域;其中:

所述高温储热区域与所述低温储热区域串联,所述再热储热区域与所述高温储热区域和所述低温储热区域所构成的整体并联,所述再热储热区域的储热入口及所述高温储热区域的储热入口均与所述光热集热器的蒸汽出口连通,所述再热储热区域的储热出口及所述低温储热区域的储热出口均与所述光热集热器的回水入口连通。

优选的,上述光热系统中,所述高温储热区域与所述低温储热区域之间通过储热连通管道和汽水分离器连通,所述汽水分离器与所述储热连通管道并联,所述储热连通管道设置有储热控制阀,所述汽水分离器设置有取热控制阀。

优选的,上述光热系统中,所述汽水分离器包括汽水分离主体和集水箱,所述汽水分离主体的入口与所述低温储热区域的取热出口连通,所述汽水分离主体的出口与所述高温储热区域的取热入口连通,所述集水箱与所述汽水分离主体的疏水口连通。

优选的,上述光热系统中,所述高温储热区域包括多个并联的所述固体储热装置,所述高温储热区域内的多个所述固体储热装置并联所形成的整体的储热出口与所述汽水分离器和所述储热连通管道连通,所述高温储热区域内的多个所述固体储热装置并联所形成的整体的储热入口与所述光热集热器的蒸汽出口连通,所述高温储热区域内的多个所述固体储热装置的储热入口均设置有第一开关阀,所述高温储热区域内的多个所述固体储热装置的储热出口均设置有第二开关阀。

优选的,上述光热系统中,所述低温储热区域包括多个并联的所述固体储热装置,所述低温储热区域内的多个所述固体储热装置并联所形成的整体的储热入口与所述汽水分离器和所述储热连通管道连通,所述低温储热区域内的多个所述固体储热装置并联所形成的整体的储热出口与所述光热集热器的回水入口连通,所述低温储热区域内的多个所述固体储热装置的储热入口均设置有第三开关阀,所述低温储热区域内的多个所述固体储热装置的储热出口均设置有第四开关阀。

优选的,上述光热系统中,所述再热储热区域包括多个所述固体储热装置,所述再热储热区域内的多个所述固体储热装置成组分布,每一组内的所述固体储热装置并联,相邻的两组所述固体储热装置并联形成的整体串联;所述再热储热区域内的每一个所述固体储热装置的储热入口均设置有第五开关阀,所述再热储热区域内的每一个所述固体储热装置的储热出口均设置有第六开关阀。

优选的,上述光热系统中,所述固体储热基体为混凝土基体,所述换热管道为预埋在所述固体储热基体中的钢管,所述换热管道的外侧设置有换热翅片。

光热电站,包括如上任一项所述的光热系统。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:

本申请实施例公开的光热系统中,固体储热装置的储热温度能够在其储热入口至储热出口的方向逐渐降低,而固体储热基体各个部位之间的传热性能较差,因此能够维持各个部位所存储热量的品质,确保各个部位之间的温度差。此种情况下,汽轮机所产生的回水经过固体储热装置的取热过程中,固体储热装置的储热出口成为取热入口,固体储热装置的储热入口成为取热出口,在取热的过程中,汽轮机抽汽经除氧器将给水加热,通过水泵将热水经过固体储热装置的取热入口向着取热出口方向移动,从而逐渐形成品质越来越高的蒸汽,从而使得汽轮机能够利用较高品质的蒸汽进行发电。相比于采用导热油或熔盐实现热能的存储而言,本申请实施例公开的光热系统采用固体储热,固体储热能够在储热方向确保较大的温度差,从而确保产生较高品质的过热蒸汽,最终能提高发电效率、造价低廉、安全系数高、运行平稳。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本申请实施例公开的光热发电系统的结构示意图;

图2为从图1中抽离的直接蒸汽驱动回路的结构示意图;

图3为从图1中抽离的热能存储回路的结构示意图;

图4为从图1中抽离的储能驱动回路的结构示意图;

图5为本申请实施例公开的固体储热装置的结构示意图;

图6为本申请实施例公开的固体储热装置的结构示意图;

图7为本申请实施例公开的光热系统的储热区域的结构示意图,图7为储热区域进行储热的连接示意图,图中未示出取热管线。

附图标记说明:

100-光热集热器、200-固体储热装置、210-固体储热基体、220-换热管道、300-汽轮机、400-集热循环水箱、500-水泵;

700-高温储热区域、710-汽水分离器、711-取热控制阀、712-汽水分离主体、713-集水箱、720-储热连通管道、721-储热控制阀、730-第一开关阀、740-第二开关阀、800-低温储热区域、810-第三开关阀、820-第四开关阀、900-再热储热区域、910-第五开关阀、920-第六开关阀。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

请参考图1-7,本申请实施例公开一种光热系统,所公开的光热系统包括光热集热器100和固体储热装置200。

光热集热器100用于将太阳光的光能转换为热能,光热集热器100通常为镜场。在具体的转换过程中,太阳光照射使得光热集热器100中的液态水变成高温蒸汽,从而实现光能的转换。本申请实施例中,光热集热器100可以为菲涅耳式光热集热器、塔式光热集热器和槽式光热集热器中的至少一种。

固体储热装置200包括固体储热基体210和换热管道220。换热管道220设置在固体储热基体210中,以与固体储热基体210换热。换热管道220的储热入口连通在光热集热器100的蒸汽出口,换热管道220的储热出口连通在光热集热器100的回水入口,以使得光热集热器100与固体储热装置200形成热能存储回路。

在具体的工作过程中,光热集热器100所产生的蒸汽通过其蒸汽出口进入到换热管道220的储热入口,高温的蒸汽通过换热管道220与固体储热基体210实施热交换,固体储热基体210通过热交换吸收大量的热,从而实现热能的存储。经过换热后的高温蒸汽会冷凝形成回水,最终从换热管道220的储热出口通过光热集热器100的回水入口进入到光热集热器100中,进行下一次的储热循环,如图3所示。

请再次参考图4,固体储热装置200与汽轮机300能够构成储能驱动回路,该回路能够实现固体储热装置200内所存储的热能驱动汽轮机300运行,从而实现在没有太阳光时(例如黑夜或阴天)的持续发电。具体的,在取热过程中,固体储热装置200的取热出口与汽轮机300的入口连通,固体储热装置200的取热入口与汽轮机300的出口连通。汽轮机300运行发电需要从固体储热装置200中取热,取热过程中,固体储热装置200的取热出口即为其储热入口,固体储热装置200的取热入口即为其储热出口。汽轮机300产生的回水会通过固体储热装置200的取热入口进入到固体储热装置200中,回水通过换热管道220与固体储热基体210换热变成过热蒸汽,最终从固体储热装置200的取热出口进入汽轮机300内驱动汽轮机300发电运行。过热蒸汽做功后会形成回水,当然也包含一部分再热蒸汽(含有的热量低于过热蒸汽),这些回水和再热蒸汽会再次通过取热入口进入到固体储热装置200中进行下一取热驱动循环。

当然,光热集热器100产生的蒸汽也可以直接用来驱动汽轮机300,蒸汽在汽轮机300中做功后形成的冷凝水再回流至光热集热器100中,以进行下一循环的蒸汽直接驱动,蒸汽直接驱动回路如图2所示。

本申请实施例公开的光热发电系统该可以包括设置在光热集热器与固体储热装置之间的集热循环水箱400,换热管道的另一端口连接于汽轮机300出口与集热循环水箱400入口之间的管路上。

为了提高回水回流效率,图1所示的回路中,热能存储回路上可以设置水泵500,水泵500驱动热能存储过程中回水尽快回流到光热集热器100中。储能驱动回路中也可以设置水泵,水泵能够实现对汽轮机300所产生的回水的驱动,使得汽轮机300所产生的回水或再热蒸汽尽快地进入固体储热装置200中实施取热。

为了使得从汽轮机300内流出的回水能够吸收更多的热能,优选的,汽轮机300的出口设置有冷却塔,冷却塔能够使得回水成为过冷回水。

本申请实施例公开的光热系统中,固体储热装置200的储热温度能够在其储热入口至储热出口的方向逐渐降低,而固体储热基体210各个部位之间的传热性能较差,因此能够维持各个部位所存储热能的品质,确保各个部位之间的温度差。此种情况下,汽轮机300所产生的回水或再热蒸汽经过固体储热装置200的取热过程中,固体储热装置200的储热出口成为取热入口,固体储热装置200的储热入口成为取热出口,在取热的过程中,汽轮机300抽汽经除氧器讲给水加热,通过水泵讲热水经过固体储热装置200的取热入口向着取热出口方向(即储热出口向着储热入口方向,该方向温度越来越高)移动,从而逐渐形成品质越来越高的过热蒸汽,从而使得汽轮机300能够利用较高品质的过热蒸汽进行发电。

相比于采用导热油或熔盐实现热能的存储而言,本申请实施例公开的光热系统采用固体储热,固体储热能够在储热方向确保较大的温度差,从而确保产生较高品质的过热蒸汽,最终能提高发电效率、造价低廉、安全系数高、运行平稳。

本申请实施例公开的光热发电系统充分利用固体储热装置200固定不流动的特性,能够确保固体储热装置200在其储热入口至储热出口方向可以保持较大的温度差,从而使得在取热过程中回水及再热蒸汽能够变成更高品质的过热蒸汽,最终能提高热能利用率。

另外,目前采用熔盐或导热油实施储热存在诸多问题。导热油容易发生结焦,热裂解反应、氧化反应等,进而会降低导热油的热传导效率,导热油容易导致管路堵塞,局部过热变形炸裂。很显然,导热油一旦泄露还容易造成严重的污染问题。熔盐的凝固点过高,约207℃,因此,维持熔盐处于液相的能源消耗过高。而且,熔盐的腐蚀对采用熔盐作为储热工质的储热系统的要求较高,很显然,这会使得储热系统的成本较高。本申请实施例公开的光热系统采用固体储热装置200不存在上述熔盐或导热油作为储热工质存在的问题。

本申请实施例公开的固体储热基体210可以为混凝土基体,换热管道220可以为预埋在固体储热基体210中的钢管。换热管道220可以预埋在混凝土基体中。优选的,换热管道220的外侧布设有换热翅片,换热翅片能够提高换热管道220与固体储热基体210之间的换热效率。

一种具体的实施方式中,每个固体储热装置200可以包括多层换热管组,每一层换热管组包括并排的多根换热管道220。具体的,换热管道组为9层,每一层换热管道组包括18根换热管道220。具体的,固体储热装置200的长可以是27.5m,宽为6m,高为1.5m。在每层换热管组中,多跟换热管组的两端可以设置起到汇集和分散作用的母管,确保流体的快速汇合与分流,达到提高换热效率的目的。

通常,光热电站内布置有多个固体储热装置200。多个固体储热装置200可以呈阵列的方式布置在光热电站内。请参考图7,一种优选的方案中,多个固体储热装置200构成储热区域,储热区域包括高温储热区域700、低温储热区域800和再热储热区域900。

其中,高温储热区域700与低温储热区域800串联,高温储热区域700的温度比低温储热区域800的温度高。再热储热区域900用于对汽轮机300的出口排出的再热蒸汽单独实施加热,使得再热蒸汽变成过热蒸汽而重新进入汽轮机300进行做功。再热储热区域900与高温储热区域700和低温储热区域800所构成的整体并联,再热储热区域900的储热入口及高温储热区域700的储热入口均与光热集热器100的蒸汽出口连通。再热储热区域900的储热出口及低温储热区域800的储热出口均与光热集热器100的回水入口连通。汽轮机300内产生的回水可以依次经过低温储热区域800和高温储热区域700而逐渐变成高品质的过热蒸汽,汽轮机300内产生的再热蒸汽可以经过再热储热区域900而逐渐变成高品质的过热蒸汽。

上述优选方案中,高温储热区域700与低温储热区域800实际是布置在自储热入口到储热出口方向的两个储热区域,光热转化装置100产生的高温蒸汽先进入高温储热区域700换热,然后再进入低温储热区域800进行换热,这使得处于储热方向上的高温储热区域700和低温储热区域800具有温度差。

上述优选方案将由多个固体储热装置200构成的储热区域划分为高温储热区域700、低温储热区域800和再热储热区域900,高温储热区域700和低温储热区域800能够对汽轮机300所产生的回水进行加热,进而使其变成过热蒸汽。再热储热区域900能够对汽轮机300所产生的再热蒸汽进行加热,进而使其变成过热蒸汽。上述区域能够对不同的被加热介质进行加热,进而能提高发电效率。

如上文所述,在储热的过程中,光热集热器100产生的高温蒸汽会依次经过高温储热区域700和低温储热区域800,而取热的过程中,回水会依次经过低温储热区域800和高温储热区域700。基于此,为了确保取热过程最终形成的过热蒸汽的干度,优选的,高温储热区域700和低温储热区域800之间可以设置汽水分离器710,汽水分离器710能够除去取热过程所形成的过热蒸汽中的水分。当然,由于确保过热蒸汽的干度仅仅发生在取热过程中,那么在储热的过程中就无需开启汽水分离器710,基于此,本申请实施例中,高温储热区域700与低温储热区域800之间通过储热连通管道720实现连接,在储热的过程中,高温储热区域700通过储热连通管道720实现与低温储热区域800的连通。在取热的过程中,低温储热区域800通过汽水分离器710与高温储热区域700连通。

由于固体储热装置200在取热的过程中,需要一个较长的换热、膨胀时间,所以相应的反应时间较慢,而汽轮机发电机组运行时反应时间较快,因此电网调度对新能源项目在调度方面有一定的照顾政策,因此,在实际运行的过程中优选采用汽轮机跟随储热进行发电。

一段具体的运行过程如下:在固体储热模块200刚刚投运阶段,汽轮机300可采用额定负荷,定压运行;而随着固体储热模块200温度的下降,将取热水压力调低,蒸汽压力及温度均下降,保证蒸汽的过热度,此时汽轮机300切换为滑压运行,而固体储热模块200提供的蒸汽不足以维持汽轮机300低负荷时,则选择启动其他模块;启动过程中先用低压取热,保证低参数蒸汽与还在使用的固体储热模块200所出蒸汽参数略高,尤其蒸汽温度不能有过高的提升,随着出口蒸汽流量和压力增加,逐渐关停即将耗尽热量的固体储热模块200,再逐步将取热水压力提高,升高蒸汽参数提高汽轮机300的发电负荷。

白天刚日出的阶段,dni值较低,且固体储热模块200运行一夜,此时如果正常运行应该有一个固体储热模块200处于热量存满状态,另外两个固体储热模块200为空的状态(即热能用尽),一个正在运行,维持汽轮机300的中等负荷,滑压运行,在该固体储热模块300的能量取空后,启动另外一个固体储热模块200,如此时其他的固体储热模块200即将储满,则迅速升高负荷,在即将取空该固体储热模块200的情况下,同时启动两个固体储热模块200同时取热,此时约为9点左右,保持汽轮机300保持满负荷运行;此过程维持到下午dni值开始下降时14点左右,此时在两个固体储热模块200即将取空的情况下,再启动一个模块取热,保证一个模块情况下汽轮机300满负荷运行;在太阳落山前(dni值即将到0)前一段时间约16点左右,不管此时所用的固体储热模块200热量剩余多少均马上启动另外一个固体储热模块200取热,对刚停止取热的固体储热模块200进行储热;保证此时一个固体储热模块200取热,另外三个固体储热模块200储满入夜。

在dni值为0后,在此时所用的固体储热模块200即将取空后,时间基本已经进入20点左右,此时同时启动另外两个固体储热模块200,保持相对中等负荷平稳运行至即将亮天时,退出一个固体储热模块200从取热状态,转由单个固体储热模块200运行,保证在天亮时有一个固体储热模块200储满。

而dni值以及日照时间有着一定的季节性,在日照时间长、dni值较高的时候可以适度的增大取热量,从而增大发电负荷;而在日照时间短,dni值较低的情况下,可适度的减小取热量,延长储热岛使用时间,保证汽轮机300相对稳定的负荷,从而避免频繁的启、停机。

而当遇到阴雨天气情况下,如时间较短,比如半天或几个小时,则只是降低取热热量,降低发电负荷保证汽轮机300安全稳定运行,待到阴雨天过后按照正常状态取热发电;如遇连续一段时间一天至两天,此时要考虑低负荷长时间的运行方式,减小汽轮机300进汽量,汽轮机300滑参数运行,并且此时可以两个固体储热模块200并联运行,保持一个相对稳定的负荷;而遇到极端阴雨天气时,超过3天以上,可以将固体储热模块200并联运行的数量增加到3个甚至到4个,采用大流量,低参数,保证蒸汽过热度的情况下尽量维持汽轮机300在中等负荷情况下长时间的运行;当固体储热模块200的出口蒸汽经过汽轮机300发电仅仅够厂用电的情况下,此时选择停机检修。

为了便于控制,储热连通管道720上设置有储热控制阀721,储热控制阀721能够控制储热连通管道720的通断。汽水分离器710设置有取热控制阀711,取热控制阀711能够确保汽水分离器710的进口或出口的通断。在储热的过程中,取热控制阀711处于关闭状态,储热控制阀721处于开启状态。在取热的过程中,取热控制阀711处于开启状态,储热控制阀721处于关闭状态。

请再次参考图7,一种具体的实施方式中,汽水分离器710可以包括汽水分离主体712和集水箱713。汽水分离主体712实现汽水分离,汽水分离主体712的入口与低温储热区域800的取热出口连通。汽水分离主体712的出口与高温储热区域700的取热入口连通。集水箱713与汽水分离主体712的疏水口连通,从而收集汽水分离主体712产生的疏水。具体的,集水箱713可以连接有排水管道,排水管道能够及时将集水箱713内的疏水排走。

一种具体的实施方式中,高温储热区域700包括多个并联的固体储热装置200,在高温储热区域700内的多个固体储热装置200并联所形成的整体的储热出口与汽水分离器710和储热连通管道720连通。高温储热区域700内的多个固体储热装置200并联所形成的整体的储热入口与光热集热器100的蒸汽出口连通。

高温储热区域700内的多个固体储热装置200的储热入口均设置有第一开关阀730,高温储热区域700内的多个固体储热装置200的储热出口均设置有第二开关阀740。第一开关阀730和第二开关阀740能够实现高温储热区域700内的每个固体储热装置200在储热过程或取热过程能够被选择性地开启或关闭,从而实现高温储热区域700具有较多的固体储热装置200的组合,进而能实现储热或取热的灵活性。

同理,低温储热区域800也可以包括多个并联的固体储热装置200,低温储热区域800内的多个固体储热装置200并联所形成的整体的储热入口与汽水分离器710和储热连通管道720连通。低温储热区域800内的多个固体储热装置200并联所形成的整体的储热出口与光热集热器100的回水入口连通。低温储热区域800内的多个固体储热装置200的储热入口均设置有第三开关阀810,高温储热区域800内的多个固体储热装置200的储热出口均设置有第四开关阀820。第三开关阀810和第四开关阀820能够确保低温储热区域800内的每个固体储热装置200在储热过程或取热过程能够被选择性地开启或关闭,从而实现低温储热区域800具有较多的固体储热装置200的组合,进而实现储热或取热的灵活性。

优选的,再热储热区域900可以包括多个固体储热装置200,再热储热区域900内的多个固体储热装置200可以成组分布。每一组内的固体储热装置200并联,相邻的两组固体储热装置200形成的整体串联。再热储热区域900内的每一个固体储热装置200的储热入口均设置有第五开关阀910。再热储热区域900内的每一个固体储热装置200的储热出口均可以设置有第六开关阀920。同样道理,第五开关阀910和第六开关阀920能够确保再热储热区域900内的每个固体储热装置200在储热或取热过程能够被选择性开启或关闭,从而实现再热储热区域900内的多个固体储热装置200具有更多的组合,进而实现储热或取热的灵活性。

上述优选方案中,高温储热区域700、低温储热区域800和再热储热区域900中均存在并联的固体储热装置200,而且每个固体储热装置200的储热入口和储热出口均设置开关阀,从而使得本申请实施例的多个固体储热装置200具有大量的组合,最终使得光热电站能够根据每个固体储热装置200的具体情况实现更灵活的储热和取热。

当然,图7仅仅是描述储热区域储热的连接示意图,本申请中,单个固体储热装置200或多个固体储热装置200组成的整体,取热过程与储热过程相反,,取热入口即为储热出口,取热出口即为储热入口。

如图7所示,高温储热区域700的储热入口、低温储热区域800的储热出口均为汇总管道,某个固体储热装置200处于储热状态,会占据汇总管道,影响其他固体储热装置200被取热。基于此,高温储热区域700的每个固体储热装置200的储热入口(取热出口)可以单独与光热集热器100及汽轮机300连通,低温储热区域800的每个固体储热装置200的储热出口(取热入口)可以单独与光热集热器100及汽轮机300连通,这使得从高温储热区域700向低温储热区域800方向储热的过程中,操作人员可以调整该区域内固体储热装置200处于不同的工作状态,同一区域内的不同固体储热装置200之间不相互影响。

例如,操作人员选取高温储热区域700和低温储热区域800中的某一些固体储热装置200处于取热状态,这两个区域中的另一些固体储热装置200处于储热状态。随着工作的进行,可以适时调整固体储热装置200的状态,以确保热能被逐渐取走的固体储热装置200进入储热状态以重新存储能量,存储热能的固体储热装置200进入取热状态以重新向汽轮机300供应能量。

同样道理,上述再热储热区域900用于加热从汽轮机300的出口排出的再热蒸汽,再热储热区域900内的每个固体储热装置200在成组串联方向具有多种组合,操作人员可以根据每个固体储热装置200的使用状况使其在储热状态和取热状态之间的切换。再热储热区域900内的每一个固体储热装置200的储热入口(取热出口)可以单独与光热集热器100及汽轮机300连通。再热储热区域900内的每一个固体储热装置200的储热出口(即取热入口)可以单独与汽轮机300和光热集热器100连通。上述连接方式能够确保再热储热区域900中每个固体储热装置200的储热和取热,不受该区域内其它固体储热装置200工作状态的影响,更有利于多种组合取热或储热方式的形成。

目前,采用熔盐或导热油实施热能存储存在控制方式单一的问题,只是通过熔盐或导热油在蒸汽发生区域的量的多少来控制蒸汽的量和品质,无法实现在多种复杂发电工况下的运行,尤其在调峰等工况要求时,控制方式单一,实现难度较高。而且,光热发电往往要求取热与汽轮机密切配合,光热储能偏少需要汽轮机组降压、滑压,才能实现连续运行。如熔盐或导热油在进入蒸汽发生区域,与水换热的熔盐或导热油量过少则很有可能导致熔盐或导热油温度降低过多,产生结晶或粘稠度增加,进而导致汽轮机停运。很显然,熔盐或导热油作为储热介质在与汽轮机配合工作时,调节范围较小,不利于光热电站的持续运行。

上述优选方案使得本申请实施例公开的固体储热发电系统在储热过程中,多个固体储热装置200具有较多的储热组合方式,当然,较多的储热组合方式能够实现较多的取热组合方式,这能够实现汽轮机300的定压与滑压的无缝切换及长期持续运行。同时,多种取热组合方式能够最大程度地实现热量的取出和有效利用,减小热能在固体储热装置200中的停留,进而能提高取热效率,间接提高发电效率。多种取热组合方式能够实现发电过程中多种运行模式的顺利切换,能够适应多种复杂的发电工况。

基于本申请实施例所公开的光热系统,本申请实施例还公开一种光热电站,该光热电站包括上文实施例中任一项所述的光热系统。

本文中,各个优选方案仅仅重点描述的是与其它优选方案的不同,各个优选方案只要不冲突,都可以任意组合,组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内,考虑到文本简洁,本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

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