塔式光热发电熔盐储换热及熔盐调节阀浅谈

塔式光热发电吸热储热换热过程(以鲁能海西50MW光热项目为例)是利用冷熔盐泵将290℃的冷熔盐从冷熔盐罐中抽出,再打到高度约188m的吸热塔顶的吸热器位置,吸热器聚集了定日镜场4400面定日镜所反射的太阳能,吸热器部位的冷熔盐被太阳能加热到565℃,然后在重力作用下流回到热熔盐罐中,再通过热熔盐泵将被加热的熔盐抽到旁边的蒸汽发生器系统,热熔盐经过与液态水发生热交换,最终,液态水转化为高温高压蒸汽,高温高压蒸汽驱动汽轮机发电系统发电。在日落时,将整个管路中的熔盐回收至熔盐罐;在次日系统重新运行时,通过熔盐管道上环绕电阻丝先对整个管道进行预热,达到预定温度后才充入熔盐。该文从塔式光热发电熔盐储换热和熔盐调节阀的选择两个方面展开论述。

塔式光热发电技术的现状与展望

光热发电是太阳能高效利用的极为有效的技术,是解决能源利用及电力结构问题的有效手段。塔式光热发电具有独特的技术优势,预期会有良好的应用前景。本文从塔式光热发电技术的基本原理、技术特点、主要创新方向进行论述,分析了塔式光热发电产业的发展现状、探讨了未来塔式光热发电趋势,论证了塔式光热发电较好的发展前景。

塔式太阳能光热发电站设计标准国际化实现路径

文章依托国家标准GB/T 51307—2018《塔式太阳能光热发电站设计标准》和IEC国际标准IEC 62862—4—1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》的编制实践,从技术储备、项目立项、项目组工作、中方编制团队和编制内容等方面系统总结IEC标准编制关键工作。在此基础上,分析提出我国塔式太阳能光热发电站设计标准国际化实现路径,具体包括以系统性思维推进前期技术研究、发挥专题研究的技术支撑作用、统筹兼顾共性与差异性、标准与工程实践互馈,以及完善工作机制,以期为我国相关单位和机构主导研制IEC标准提供实践经验。

塔式太阳能光热发电系统蒸发器动态特性研究

以Solar Two塔式熔盐光热电站中蒸汽发生器为研究对象,基于质量守恒和能量守恒搭建了蒸发器动态数学模型。以动态数学模型为基础,通过水侧和熔盐侧扰动实验对蒸发器的动态特性进行分析,得到了蒸发器的出口参数响应曲线和时间常数。结果表明:发生扰动后蒸汽发生器需要205 s达到新的平衡,而由于蒸汽侧热容量较大的影响,参数对扰动响应较慢,蒸汽的品质会影响机组的安全性及经济性;与熔盐相比,水和蒸汽具有更高的比容和储液量,水侧参数响应较慢,而熔盐侧响应速度较快。

塔式太阳能光热发电系统原理论述

随着我国新能源供给消纳新体系的大力建设,光热发电仍将持续活跃在新能源发电行列前端,其中塔式光热发电具有广阔的发展前景。本文对光热发电及其他发电模式进行分析比较,同时对塔式光热发电基本原理、系统组件等进行总结,为塔式光热发电的设计、建设提供理论指导,为我国实现“碳达峰、碳中和”战略贡献力量。

国标《塔式太阳能光热发电站设计标准》关键共性技术

[目的]塔式光热发电是我国首批太阳能热发电示范项目的主流型式。为了促进科技进步,推动产业发展,有必要对塔式光热发电站的设计进行规范。[方法]在总结分析塔式光热发电站设计经验的基础上,对光热发电设计的共性原则和关键技术进行了研究,给出了适用范围、规模划分、设计寿命等共性原则,重点研究了太阳能资源评估、集热系统与设备、储热系统与设备、自动化系统等关键技术方案。[结果]确定了塔式光热发电站的主要设计方案,给出了发电量估算方法,制定了世界首部太阳能光热发电设计标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》。标准为国内塔式光热发电项目的开发、建设和运行提供了技术支撑,其主要内容已经上升为国际标准IEC62862-4-1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》。[结论]标准可对塔式光热发电站的设计提供指导。

塔式光热电站设计国家标准与IEC标准的对比研究

2018年我国发布了国内首部国家标准GB/T 51307—2018《塔式太阳能光热发电设计标准》,2022年发布了世界首部国际标准IEC 628624-1《塔式太阳能光热发电设计总体要求》。文章介绍两部标准的主要技术内容,梳理分析两部标准在主要内容上的差异,包括接入系统、太阳能资源评估、汽轮机系统、水处理系统、信息系统和电气系统,为设计工程师提供了有用的依据,相关结论也可为其他国际标准编制的工作思路提供参考。

蓄热系统对塔式光热电站输出特性影响分析

针对塔式太阳能光热发电中太阳能输入不可控的问题,建立了整个光热发电系统的数学模型,阐述了蓄热系统在整个热发电系统中调节作用的关键性,分析了4种气象条件下蓄热系统的调节对塔式光热电站系统输出特性的影响规律,并用MATLAB对所建数学模型进行模拟仿真,结果表明:蓄热系统能够充分利用光热资源,延长发电时间,调节负荷分配,保证输出功率的稳定性。

塔式太阳能光热发电站定日镜场道路设计

[目的]定日镜场道路设计是塔式太阳能光热电站设计中不可缺少的环节,为降低电站初投资和提高定日镜场效率,科学、有效、合理进行道路设计。[方法]将定日镜场的道路按性质和使用功能划分为四类:主通道道路、辐射道路、周边环形道路和定日镜间道路,对其在设计中需要考虑的各项因素进行详细分析,并分别从道路布置形式、结构设计、附属设施三个方面进行研究。[结果]总结出定日镜场各类道路平面布置的原则和要求;提出路面结构设计要以满足功能使用要求,经济合理为前提,要着重考虑道路施工、当地地材、维修条件等因素;给出不同场地条件的定日镜间道路路面结构形式;同时提出在定日镜场内设置道路标识系统。[结论]可对今后的定日镜场道路设计起一定的借鉴作用。

超临界二氧化碳再压间冷分流光热发电系统性能仿真分析

为提高基于光热的超临界二氧化碳(S-CO2)循环发电效率,提出了1种改进的再压间冷分流循环发电方案。通过建立热力学模型对系统进行参数优化,在循环效率最大和熔融盐出口温度为290℃2种情况下,将该方案与传统再压缩循环方案进行了效率和系统总热导对比。计算结果表明:相较于再压缩循环方案,改进方案的效率提高了1%,总热导增加了4%;降低熔融盐出口温度可以减小系统总热导;当熔融盐出口温度限定为290℃时,再压间冷分流方案的效率降低至36%,系统总热导降低了10%。该结果可为塔式光热发电系统的设计和参数选择提供参考。

太阳能光热发电中导热油循环系统的设计开发

基于槽式光热、塔式光热和碟式光热发电站的常用类型,分析光热发电中使用的化学合成型导热油的种类、物理特性和技术参数,设计开发槽式太阳能光热发电站中导热油循环系统的工艺流程。为解决因季节、昼夜和云雾、雨雪等气象条件的影响而造成太阳能供应不足的情况,设计开发了白天以槽式太阳能光热发电为主、夜晚采用燃生物质燃料或燃天然气导热油炉供热发电为辅的联合运行发电站的混合发电模式。提出了导热油循环回路系统中注油和排油的方法,研究了槽式抛物面管状集热器内导热油的最高油膜温度计算方法。

超临界二氧化碳循环在塔式太阳能热发电中的应用

以熔盐吸热技术与超临界二氧化碳再压缩循环耦合的系统为例,介绍了超临界二氧化碳塔式光热发电系统的特点,分析了掌握和应用该技术尚需研究和解决的技术问题,最后根据国内外的主要研究进展给出了发展建议。文中的介绍可为超临界二氧化碳塔式光热发电系统的研发提供参考。

塔式光热电站导热介质熔盐浅析

塔式光热电站是利用若干定日镜发射太阳辐射到光塔吸热器,加热熔盐,然后被加热后的熔盐进入蒸汽发生系统或被熔盐罐进行储存。在整个过程中,熔盐始终作为导热介质贯穿其中,进行蓄热和换热。本文将根据熔盐特性,参考摩洛哥努奥三期现场化盐过程和熔盐运行流程,对塔式光热电站导热介质熔盐进行浅析,便于对光热电站中熔盐的现场化盐和调试、运行提供整体思路。

塔式光热技术应用探讨

结合国内某塔式光热电站,论文介绍其工艺流程和系统组成,着重阐述塔式光热电站的集热系统和储热系统,总结塔式光热技术优势并进行推广,给相关工程相关提供参考。

太阳能塔式热发电空气吸热器吸热体材料技术

塔式光热电站的外置式管状吸热器具有结构简单、参数高、效率高、维护方便等优点。其中空气吸热器主要的热传递发生在吸热器表面及内部的多孔介质中,吸热器表面由聚焦的太阳光进行辐射加热,然后通过热传导、热对流对内部多孔介质进行加热。本文章介绍了塔式太阳能电站空气吸热器的原理、性能、分类及发展,不同类型空气吸热器系统运行特点,确定了吸热体材料的发展方向。

基于改进粒子群算法的定日镜场优化设计模型

定日镜场是塔式光热电站的重要子系统.定日镜的优化布置问题是塔式光热电站建设需要解决的关键问题.以塔式光热电站的定日镜场为研究对象,建立阴影遮挡效率模型、余弦效率模型、截断效率模型以及大气透射率模型,得出定日镜场的光学效率.以镜场年平均输出热功率作为目标函数,建立非线性规划模型,用基于同心圆的粒子群算法进行圆形定日镜场的参数设计及优化求解.通过迭代寻优,找到年平均输出热功率最大时即可找到粒子的特征因子的最优解.

熔融盐塔式太阳能余压发电系统设计

在分析熔融盐塔式太阳能原理和布置基础上,提供了一种用于熔融盐塔式太阳能电站的余压发电系统,在吸热塔顶部的吸热器和高温熔熔盐储罐之间设置水轮发电机组,从吸热器流出的熔融盐先经过水轮发电机组,将熔融盐的势能转化为电能后,再使其进入高温热熔融盐罐,不仅可以减少熔融盐对高温热熔融盐罐的冲击,而且可以回收熔融盐的势能,并将其转化为电能,从而达到节能增效的目的。

300MW太阳能辅助发电系统经济性研究

为确定光煤互补系统中太阳能辅助发电系统的适配容量,通过计算得到在不同光热流量占比下光煤互补系统的全厂热耗量,对2个热源耦合输入系统进行定量分析,计算耦合及解耦后运行时的双源输入焓,确定互补方案下不同运行模式下光热辅助系统的发电热耗量及其储热系统所需的熔融盐需求量,通过Ebsilon软件仿真模拟得到不同光热流量占比中,与互补系统解耦运行后的单一太阳能辅助发电系统的估计最大装机容量为16.965 MW,最后得到互补系统在节煤型方案3种工况运行下所能达到的节煤量。

大型太阳能热发电厂镜场雨水排水设计

针对占地面积大、场地地形起伏的沙漠地区大型光热电厂镜场在短时强降雨工况的雨水排水问题,通过研究某光热电厂槽式光热电站和塔式光热电站不同区域的水文条件、下渗性能及地质条件,根据各区域的设计暴雨强度,结合该光热电厂镜场场平图纸及镜场布置方案,研究制定"分区收集、自然下渗"和"分区替换覆盖层"等排水方案。实践证明,排水方案满足设计要求,实现了短历时暴雨情况下镜场雨水有序管理,不影响光热电厂正常运行。同时,该方案的施工措施简单,能够与场平工程同时施工,便于实施,缩短施工周期。

中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区光环境变化研究

为有效评估集热塔散射辐射对敦煌场区光环境的影响程度,本文采用Monte Carlo三维辐射传输模型模拟与CE318多通道光度计等高线实测分析相结合的定量分析方法,以解决散射辐射交融于背景辐射中难以定量评估的问题。通过使用新型的ASC200云量自动观测仪,提高晴空辩识精度。通过开发CE318四象限定位修正算法,有效提高观测数据质量。2020年1~3月收集到的有效数据显示除了550 nm通道,集热塔未对天空漫射辐射产生明显影响。对于500 nm通道,在有效数据对应的观测几何下(距离0.87~3.07 km,观测天顶角为77.30°~51.32°),集热塔吸热器对天空漫射辐射的影响不超过0.93%。与模型模拟结果相结合进行分析,得出如下结论:当距离电站2 km时大电站散射辐射带来的天空漫射辐射相对变化<1.62%;当与电站距离≥3 km时相对变化<0.93%。本项研究成果对利用敦煌场开展遥感定量化应用、准确评估发电站引进的不确定度因素具有积极意义。