基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统的制作方法

本技术属于光热发电，具体涉及一种基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统。

背景技术：

1、太阳能光热发电是一种可再生能源技术手段，由于其可以配备储能系统，实现连续发电，因而可与火力发电相媲美，具有作为基础电力的潜力。槽式光热发电具有工艺简单、配置灵活、造价低等优点，在光热发电中占有重要地位。

2、目前槽式光热发电常用的储能方式为熔盐储能技术，熔盐的最高使用温度可达600℃，如果超过上限温度600℃熔盐会分解失效，一般其工作温度在290~390℃，一个装机50mw储热9小时的槽式光热电站需要使用熔盐3.5万吨。固体颗粒储热材料价格远低于熔盐材料，且使用温度范围更宽，如果采用固体颗粒作为储热介质，可大幅降低储热系统的投资成本。另外固体颗粒储热温度可超过800℃，能够满足超临界co2布雷顿循环发电的温度要求，适合未来高温发电趋势，是光热发电理想的储热材料。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对上述存在的问题，提供一种基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，具有工作温度范围宽、投资成本低以及发电效率高等优点。

2、为实现上述目的，所采取的技术方案是：

3、本实用新型提供了一种基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，包括：

4、集热系统，用于将太阳光转变为热能传递给传热介质，包括槽式集热场；

5、流化床换热系统，用于通过高温传热介质加热压缩空气，然后高温压缩空气对固体颗粒储热材料加热，包括空气压缩系统、热空气发生器和流化床换热器，所述热空气发生器的进出液口分别通过传热介质管道与槽式集热场连接，所述热空气发生器的进气口与空气压缩系统相连，所述热空气发生器的出气口与流化床换热器的进气口相连，所述流化床换热器的出气口通过空气回流管道与空气压缩系统相连；

6、颗粒-水换热系统，用于高温固体颗粒储热材料将水加热成水蒸汽；包括颗粒-水换热器和提升装置，所述颗粒-水换热器的进料口与流化床换热器的出料口连接，所述颗粒-水换热器的出料口经过提升装置与流化床换热器的进料口连接；

7、以及发电系统，用于将水蒸汽热能转化为电能，所述发电系统的输入侧与颗粒-水换热器的出汽口连接，所述发电系统的输出侧与颗粒-水换热器的进水口连接。

8、根据本实用新型基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，进一步地，所述传热介质为导热油、熔盐或者液体金属；所述固体颗粒储热材料为沙子或者陶瓷颗粒。

9、根据本实用新型基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，进一步地，所述传热介质管道上设置有传热介质循环泵。

10、根据本实用新型基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，进一步地，所述颗粒-水换热系统还包括位于流化床换热器上方的冷储罐和位于流化床换热器下方的热储罐，所述冷储罐的左下方出料口通过第一颗粒传输管道与流化床换热器的上方进料口相连，所述冷储罐的右上方进料口与提升装置的出料端连接，所述热储罐的左上方进料口通过第二颗粒传输管道与流化床换热器的下方出料口相连，所述热储罐的右下方出料口通过第三颗粒传输管道与颗粒-水换热器的进料口相连。

11、根据本实用新型基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，进一步地，所述发电系统包括汽轮机、冷却塔、补水箱和循环水泵，所述汽轮机通过高温蒸汽管道与颗粒-水换热器的出汽口连接，所述汽轮机通过冷凝水管道与冷却塔连接，所述冷却塔依次经过补水箱、循环水泵与颗粒-水换热器的进水口连接。

12、根据本实用新型基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，进一步地，所述发电系统还包括发电机，所述发电机与汽轮机相连。

13、采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

14、1、相比于传统槽式光热发电采用熔盐储热具有工作温度区间窄、熔盐成本高、安全性低等缺陷，本实用新型采用固体颗粒储热材料储热，具有原料易获得、价格便宜、安全性高、环境友好、工作温度范围宽等优点。

15、2、本实用新型各装置合理布置，将冷储罐、流化床换热器、热储罐和颗粒-水换热器依次从高到低布置，可以依靠固体颗粒储热材料自身重力，在系统中完成传热-储热-换热过程，而不需要其他辅助设备，减少整个系统自用电，从而提升电站整体发电效率。

技术特征：

1.一种基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，其特征在于，所述传热介质为导热油、熔盐或者液体金属；所述固体颗粒储热材料为沙子或者陶瓷颗粒。

3.根据权利要求1所述的基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，其特征在于，所述传热介质管道上设置有传热介质循环泵。

4.根据权利要求1所述的基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，其特征在于，所述颗粒-水换热系统还包括位于流化床换热器上方的冷储罐和位于流化床换热器下方的热储罐，所述冷储罐的左下方出料口通过第一颗粒传输管道与流化床换热器的上方进料口相连，所述冷储罐的右上方进料口与提升装置的出料端连接，所述热储罐的左上方进料口通过第二颗粒传输管道与流化床换热器的下方出料口相连，所述热储罐的右下方出料口通过第三颗粒传输管道与颗粒-水换热器的进料口相连。

5.根据权利要求1或者4所述的基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，其特征在于，所述发电系统包括汽轮机、冷却塔、补水箱和循环水泵，所述汽轮机通过高温蒸汽管道与颗粒-水换热器的出汽口连接，所述汽轮机通过冷凝水管道与冷却塔连接，所述冷却塔依次经过补水箱、循环水泵与颗粒-水换热器的进水口连接。

6.根据权利要求5所述的基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括发电机，所述发电机与汽轮机相连。

技术总结
本技术属于光热发电技术领域，具体涉及一种基于固体颗粒流化床储热的槽式光热发电系统，该系统包括集热系统、流化床换热系统、颗粒‑水换热系统和发电系统，集热系统包括槽式集热场；流化床换热系统包括空气压缩系统、热空气发生器和流化床换热器，热空气发生器的进出液口分别通过传热介质管道与槽式集热场连接，热空气发生器的进气口与空气压缩系统相连，热空气发生器的出气口与流化床换热器的进气口相连，流化床换热器的出气口与空气压缩系统相连；颗粒‑水换热系统包括颗粒‑水换热器和提升装置；发电系统与颗粒‑水换热器连接。本技术具有工作温度范围宽、投资成本低以及发电效率高等优点。

技术研发人员：聂海宁,徐飞飞,郭姣,李要伟,赵斌,张洪林,程鹏然,李金鹏,郑明奇
受保护的技术使用者：内蒙古百川光热科技有限公司
技术研发日：20230807
技术公布日：2024/4/7