塔式太阳能热发电站工作原理

2塔式太阳能热发电系统是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔，塔顶上安装固定一个吸收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电。3图示可以说为塔式太阳能热发电系统工作流程示意图。对各个部件进行说明。冷凝器：发电厂要用许多冷凝器使汽轮机排出的蒸汽得到冷凝，变成水，重新参加循环。不同颜色的线条表示不同温度的工质。4在大面积聚光方法中，与槽式聚光方式相比，塔式聚光有以下优点：1)槽式的聚光比小，一般在50左右，为维持高温时的运行效率，必须使用真空管作为吸热器件。而塔式的聚光比大，一般可以达300到1500，因此可以使用非真空的吸热器进行光热转换，热转换部分寿命优于依赖于真空技术的槽式聚光技术。2)由于有大焦比，塔的吸热器可以在500℃到1500℃的温度范围内运行，对提高发电效率有很大的潜力。而槽式的工作温度一般在400℃以内，限制了发电透平部分的热电转换效率。接收器散热面积相对较小，因而可得到较高的光热转换效率。5．塔式太阳能热发电系统的组成按照供能的不同主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统(热交换系统)、发电系统3部分组成。定日镜场系统实现对太阳的实时跟踪,并将太阳光反射到吸热器。位于高塔上的吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能,并将其转化为工作流体的高温热能。高温工作流体通过管道传递到位于地面的蒸汽发生器,产生高压过热蒸汽,推动常规汽轮机发电。由于太阳能的间隙性,必须由蓄热器提供足够的热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能的不足,否则发电系统将无法正常工作。6大汉兆瓦级太阳能塔式热发电站由集热岛、热能储存岛和常规岛构成。集热岛包括定日镜场、吸热器系统和吸热塔。吸热器为过热型腔式吸热器，吸热塔高118m，过热型腔式吸热器安装在吸热塔92m标高处。热能储存岛由高温子系统、低温子系统组成，高温蓄热工质为导热油。低温子系统是1个100m3的饱和蒸汽蓄热器，工质为饱和水蒸气。常规岛由1台8.4t/h的燃油辅助锅炉和1.5兆瓦的汽轮发电机组构成。 热力循环过程包括两个方面： 1、蒸汽的循环 2、蓄热系统的循环7双级蓄热流程结构为解决太阳能的不连续的问题，蓄热储能成为太阳能热发电系统中的关键技术之一。采用了双级蓄热流程结构，即将收集到的太阳能根据能量品位进行分级存储，高温能量由高温蓄热器存储，中温部分由低温蓄热器存储;蓄存能量释放时，高温蓄热器用于蒸汽的过热过程，而低温蓄热器用于蒸汽的发生过程，两者相互独立。双级蓄热的优势主要有:①蓄热工质选择更加合理，高温蓄热器可以选择熔盐、矿物油、混凝土等作为蓄热工质，低温蓄热器可以选择中温相变材料或高压饱和水作为蓄热工质。双级蓄热理念的提出可以大幅减小熔盐等价格昂贵的蓄热工质的使用量，同时减小了高温蓄热装置的容积，使得蓄热子系统的投资大幅度降低;②高、低温蓄热器功能独立，两个蓄热器工作条件稳定，避免了单一蓄热器中蓄热和放热过程中复杂的控制环节;③技术风险小，高温蓄热器的热容量仅为低温蓄热器热容量的20%左右，在我国熔盐蓄热技术还不成熟的条件下，可以大幅降低蓄热技术给系统带来的风险，同时促进我国熔盐蓄热技术的研究与应用。(2)双运行模式太阳能吸热器是塔式太阳能热发电系统中的另一个关键技术。在塔式太阳能热发电新系统中，以水蒸汽为吸热工质，且聚光集热子系统、蓄热子系统与蒸汽动力子系统可以采用解耦与耦合的双运行模式。即在太阳辐射强度高时，吸热器生产高压过热蒸汽，一部分直接驱动汽轮机，富余部分进入高、低温蓄热器中进行蓄热;当太阳能辐射强度低或没有太阳能时，蓄热子系统启动，同时产生蒸汽进入汽轮机做功，以延长汽轮机高效运行时间，提高发电效率。双运行模式不仅提高了系统对太阳能不连续、不稳定的适应性，更为今后太阳能热发电提高效率、降低发电的成本奠定了宽广的基础。(3)多冗余的过热蒸汽供应保障体系本节提出的三个方案均采用三重过热蒸汽供应保障系统，即太阳能吸热器直接供应过热蒸汽、高温蓄热器产生过热蒸汽供应和辅助锅炉提供过热蒸汽。多冗余的过热蒸汽供应保障体系不仅为本示范电站的安全运行提1）研究开发适用于平板太阳能集热器的选择性涂层，涂层应具有高吸收率、低红外发射率、优异的耐热耐湿耐候性能和适宜的加工成本；2）广泛采用低铁高透过率盖板玻璃。目前已有多个玻璃厂家开始生产适用于太阳能集热器的低铁玻璃，国内外玻璃质量差距越来越小；3）重视集热器的优化设计，改善制造工艺，保证结构的严密性，减小集热器的散热损失；4）选用钢化玻璃作为集热器盖板，提高集热器部件质量，采用优化结构设计，确保集热器可以经受防冰雹、淋雨、空晒、耐压、热冲击等性能试验，提高集热器寿命，减少系统维护费用；5）跟踪国外平板集热器先进技术和工艺，开发新型平板集热器太阳能系统，提高平板集热器市场占有率反射板：选择高反射率的涂层，反射板的强度问题。支架：单个的槽型抛物面聚光集热器大小达到100*6米左右，大整体镜面，风阻很大，因此国外现有的槽式太阳能热发电系统一般应用于无风或微