塔式太阳能热发电关键技术与发展

塔式热发电系统面临挑战




单塔大规模聚光集热，可达100MW 长时间储能，实现全天候发电 进一步提高效率，高参数发电 应对各种环境，提高系统可靠性和运营自 动化 缩短建造周期，电站建设工程化
国家政策

新增太阳能发电173万千瓦，按每千瓦 75000元测算，需要总投资1300亿元。
德令哈项目
发电岛
拟解决的核心技术



大规模定日镜聚光集热技术 智能定日镜、控制系统等硬件、软件 太阳能热发电能量系统设计与优化 熔盐蓄热储能技术和关键装备 塔式太阳能整体技术集成与运行技术 高寒高海拔特殊环境下可靠性技术
塔式热发电系统关键技术-太阳岛

太阳岛设计

数万台定日镜排布：效率、占地 吸热器能量设计：均匀、安全 高性价比定日镜设计：零部件常规精度 低安装要求 智能化误差校正系统：大幅度降低零部件精度
塔式太阳能热wenku.baidu.com电系统特点

系统管道短

0.5km以内，保温成本低，十分有利于西北地 区严寒天气。 随着产业发展，度电成本下降可观。

度电成本低

塔式光热系统核心装备
塔式太阳能热电站
太阳岛 热力岛
定日镜及镜场控制系统 吸热系统：吸热器、吸热塔 气象系统：DNI、云监测 蓄热系统：储罐、泵 换热系统：盐水换热器 热工控制系统：DCS 汽轮机：水系统、回热系统 发电机 电气系统


总装机规模：50MW 一期规模：10MW 发电量：2小时蓄热，设计年发电量1.21亿 度 节能减排：年节煤4.24万吨，减排CO211万 吨
运行效果

年发电量1600~1800万度（10MW） 平均发电效率15.7%
塔式太阳能热发电厂构成

3个子系统：聚光集热、蓄热、动力 4个关键部件：定日镜、吸热器、蓄热罐、 汽轮机
塔式太阳能热发电系统特点

系统效率高

双轴跟踪 蒸汽参数高（500℃~1200℃） 15%以下 土地不平整度要求低 通常，70~80%不用平整，20~30%需要平整

坡度要求低


安全可靠的系统工艺技术

塔式热发电系统关键技术-熔盐系统

高可靠性的专项设备

承受较大温度应力、热疲劳 耐高温、腐蚀 云、能量负荷协调控制

天气预测及控制

塔式热发电系统关键技术-熔盐吸热器

熔盐吸热器关键技术


吸热器材料：耐高温、腐蚀、温度应力、热疲 劳 柔性结构设计：温度应力、热疲劳 安全运行工艺设计：防冻、能量调度、温度监 控
塔式热发电系统关键技术-熔盐储罐

熔盐储罐关键技术


选材及壁厚设计 膨胀及应力分析 地基散热（＜100℃）及保温 可靠焊接工艺 检修及维护等
塔式热发电系统关键技术-熔盐泵

熔盐泵关键技术


高温、高扬程 泵长轴（8~16m）（振动、同心） 泵冷却方式（风、水及油冷） 轴密封技术（膨胀、应力抱死） 叶片磨损问题

高精度聚光设计技术

塔式热发电系统关键技术-太阳岛

全场控制系统设计技术

数万台定日镜协同控制：精确追日 吸热、蓄热、换热、发电协同控制 紧急情况快速同步响应 高可靠性、分散的控制网络
塔式热发电系统关键技术-熔盐系统

熔盐材料

高温、低凝固点 防冻、防泄漏 间歇式运行、频繁启停 能量变化协调控制
塔式太阳能热发电关键技术与 发展趋势
浙江大学 苏宏业 黄文君
汇报提纲
1 太阳能热发电简介 2 塔式太阳能热发电技术研究 3 太阳能热发电市场前景 4 太阳能方案技术对比分析 5 发展规划
太阳能热发电原理

太阳能热发电原理是利用反射镜聚焦阳光 加热吸收器，并产生水蒸汽，通过汽轮机 带动发电机发电。