采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统的制作方法

1.本实用新型属于太阳能光热发电领域，特别涉及到一种蓄放热系统。


背景技术：

2.近年来风电、光伏发电、光热发电取得了长足的进步，特别是风电和光伏发电两方面，而其中光热发电的发展则显得相对较落后，这其中原因有多种，但其中蓄热技术不能充分满足光热发电的多方面要求是重要原因之一。
3.太阳能光热发电系统一般由太阳能光热吸热装置、蓄热装置、发电装置及它们之间的热传输管路系统等组成。所谓热传输管路系统包括热传输介质、介质循环管路、介质泵及相关阀门等组成，当然，也还会包含一些控制装置，根据管路系统中的温度、压力等信息控制介质泵的运行。
4.目前的光热发电系统中，主要使用的热传输介质为熔盐、高温油等物质，其特点是：这些介质在工作过程中，均为液体状态，热量的传输通过介质液体的温度升高或降低的“显热”过程实现。由于仅依靠显热的变化来实现热量的转移，所以，介质的流量较大，从而导致管路较粗，占用较大的空间，也会导致造价的上升(包括管路的造价和介质的费用)；此外，这类传热介质还具有粘度大的特点，加上传输的介质流量大，就使介质传输泵的运行功率较大，从而降低了整个系统的效率。
5.本实用新型提供一种太阳能光热发电系统，在该系统中采用二相流介质热传输技术，可有效改善传统的液体介质显热热传输技术存在的管路占用空间大、投资高、系统效率低的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种太阳能光热发电系统，在该系统中采用二相流介质热传输技术方案，可有效改善太阳能光热发电系统中传统的液体介质显热热传输技术存在的管路占用空间大、投资高、系统效率低的问题。
7.本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
9.一种太阳能光热发电系统，包括蓄放热装置、太阳能吸热器、发电装置、热能传输系统；热能传输系统包括介质驱动装置及介质循环管路系统，由管路、阀门、热能传输循环介质、储液器及介质循环泵等组成，与所述蓄放热装置、太阳能吸热器、发电装置之间利用介质传输管路按特定的方式连接，以实现太阳能吸热、蓄热、发电等工作模式，所述热能传输系统的热传输循环介质在热量传输过程中为气相液相共存的二相流状态。
10.上述技术方案采用二相流介质的热传输技术方案，与传统单相(液体)的热传输技术方案相比，由于二相流介质在吸热装置与蓄放热装置中的换热过程主要为“潜热”变化过程，在这个过程中介质的温度不变却会有大量的热量转化，所以，介质的传输流量大幅度降
低，这就产生了如下有益效果：
11.1 介质流量降低，可使传输管路直径减小，缩小管路的安装空间，降低管路的安装难度；
12.2 介质循环泵的功率降低，提高系统的能量效率
13.3 降低热传输介质的使用量，从而降低传输介质的成本；
14.4 在换热器中的潜热变化过程可提高传热的效率，有利于降低换热器的造价。
15.为更好地实现上述技术方案，本实用新型进一步提供如下技术方案：所述热能传输系统，包括介质驱动装置和介质循环管路系统;所述介质循环管路系统包括蓄热高位管、蓄热低位管、蓄热上升管、蓄热下降管、放热上升管、放热下降管及其它相关连接管路；所述介质驱动装置由储液器、介质循环泵、蓄热进口阀、蓄热出口阀、放热进口阀、放热出口阀a组成；蓄热进口阀的出口与放热进口阀的出口连接到储液器内部，储液器出口连接到介质循环泵的进口，介质循环泵的出口连接到放热出口阀a的进口及蓄热出口阀的进口，放热出口阀a连接到蓄热进口阀的进口；经过所述连接之后，该介质驱动装置形成其对外连接的3个接口，分别是：蓄热进口阀的进口与放热出口阀a的出口的共同接口即蓄放热接口c7，蓄热出口阀的出口接口c9，放热进口阀的进口接口c8；蓄热接口c9通过蓄热上升管连接到太阳能吸热器的吸热装置进口c2，放热接口c8通过放热下降管连接到发电装置的蒸汽发生器出口c4，蓄放热接口c7通过蓄热低位管连接到蓄放热装置的冷端接口c6；蓄放热装置的热端接口c5依次通过蓄热高位管和蓄热下降管后连接到太阳能吸热器的吸热装置出口c1，蓄放热装置的热端接口c5依次通过蓄热高位管和放热上升管后连接到发电装置的介质进口c3；
16.采用这种热传输管路系统连接方法后，可使介质循环可靠且优化地实现，保证介质在蓄热、放热(发电)或同时蓄热与放热(发电)工作模式下，有组织流动。
17.为进一步保证本实用新型的可实施性，本实用新型进一步提供“介质驱动装置安装在低于蓄热低位管的位置”的技术方案。
18.采用该技术方案，有利于保证该装置中的介质循环泵的进口为“满液状态”，避免介质循环泵的进口出现二相流状态，引起泵的“气蚀”，提高介质泵的工作可靠性。
19.优选地，本实用新型提供将发电装置的蒸汽发生器安装在高于所述的蓄放热装置的位置的技术方案。
20.采用该技术方案后，系统在发电工作模式下，可以利用热传输介质的自然循环实现蓄放热装置的放热与发电装置的蒸汽发生器吸热的自然循环过程，介质循环泵不必工作，避免其动力消耗，提升系统的能源效率。
21.优选地，本实用新型提供太阳能吸热器的过热度控制的技术方案，即：为所述光热发电系统设置控制装置，并在太阳能吸热器的吸热装置出口c1位置安装温度传感器t1和压力传感器p1，温度传感器t1和压力传感器p1连接到控制装置以将其信号送到控制装置;控制装置根据传感器p1的信号数值换算循环介质的饱和温度t1’，然后计算t1与t1’的差值dt1、根据该差值dt1的大小控制介质循环泵的转速：当dt1超过设定值时，增加介质循环泵的转速，以提高介质流量，最终使dt1接近于零、实现太阳能吸热器的换热面积的充分利用或最大的吸热能力。
22.优选地，本实用新型提供蓄放热换热器放热过程的过热度控制的技术方案，即：在
蓄放热装置的蓄热高位管上靠近热端接口c5位置安装温度传感器t2和压力传感器p2，这两个传感器连接到控制装置以向控制装置传送信号；在系统发电过程中，控制装置根据传感器p2的信号数值换算循环介质的饱和温度t2’，然后计算t2与t2’的差值dt2、根据该差值dt2的大小控制介质泵的转速：当dt2超过设定值时，增加介质泵的转速，以提高介质流量，最终使dt接近于零、实现蓄放热装置的蓄放热换热器的换热面积的充分利用和或最大的放热能力。
23.此外，可在介质驱动装置中增加启动泵，将启动泵与介质循环泵并联安装，即两者的进口和出口分别连接在一起；所增加的启动泵为流量较小但扬程较高的介质输送泵，而正常运行的介质循环泵则采用流动较大、扬程较小、功率较小的介质输送泵。
24.采用该技术方案，可以进一步优化系统的能源效率，因为介质循环泵的运行功率可有效减小。
25.更进一步，本实用新型提供在安装放热出口阀b的技术方案，该阀门的进口连接到储液器出口与介质循环泵进口之间的管路上，出口连接到蓄放热接口c7。
26.安装该阀门之后，在发电工作模式且发电装置的蒸汽发生器安装位置较高或管路阻力较小时，不必开启介质循环泵即可实现循环介质的自然流动，从而降低系统的能量消耗。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.附图1是一种使用二相流介质热传输系统的光热发电系统示意图
29.附图2是二相流介质热传输系统中设置有放热出口阀b与启动泵的安装方法示意图
30.上述图中的序号所代表的含义如下：
31.1 蓄放热装置
32.101 蓄热介质容器
33.102 蓄热介质
34.103 蓄放热换热器
35.2 介质驱动装置
36.201 蓄热进口阀
37.202 放热出口阀a
38.203 介质循环泵
39.204 蓄热出口阀
40.205 储液器
41.206 放热进口阀
42.207 出口放热阀b
43.208 启动泵
44.209 止回阀
45.210 止回阀
46.3 发电装置
47.301：蒸汽发生器
48.302：发电设备
49.4 控制装置
50.5 太阳能吸热器
51.6 介质循环管路系统
52.601 蓄热下降管
53.602 蓄热上升管
54.603 放热上升管
55.604 放热下降管
56.605 蓄热高位管
57.606 蓄热低位管
58.7 循环介质（在介质循环管路内部，图中未示出）
59.c1 吸热装置出口
60.c2 吸热装置进口
61.c3 蒸汽发生器进口
62.c4 蒸汽发生器出口
63.c5 热端接口
64.c6 冷端接口
65.c7 蓄放热接口
66.c8 放热接口
67.c9 蓄热接口
68.t1 吸热出口温度传感器
69.t2 热端接口温度传感器
70.p1 吸热出口压力传感器
71.p2 热端接口压力传感器
具体实施方式
72.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。
73.显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
74.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
75.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含
义。
76.为使实施例更便于理解，以下提供多种实施例以对本实用新型的相关装置、模块、功能进行说明。
77.如附图1所示，整个太阳能光热发电系统，包括蓄放热装置1、太阳能吸热器5、发电装置3、热能传输系统；热能传输系统包括介质驱动装置2及介质循环管路系统6，由管路、阀门、热能传输循环介质、储液器及介质循环泵等组成，与蓄放热装置1、太阳能吸热器5、发电装置3之间利用介质传输管路6按特定的方式连接，以实现太阳能吸热、蓄热、发电等工作模式；热能传输系统6的热能传输循环介质采用工作温度范围内为饱和状态或二相状态(即介质为气相状态与液相状态同时存在的状态)的介质。
78.所选循环介质应具备如下特性：
79.1 在温度范围内具有良好的流动性，流动阻力低，以减少介质循环泵动力驱动过程的能量消耗、还可缩小管路的直径；
80.2 具有较高的比热容，以减少介质的使用量，提高系统的热力性能；
81.3 在蓄放热工作温区范围内，性质稳定，以满足使用寿命和工作可靠性的要求；
82.4 毒性、腐蚀性低或无毒性、腐蚀性以提高安全性和使用寿命；
83.5 难燃或不燃以提高安全性；
84.6 工作压力低，以降低管路的造价；
85.7 成本低；
86.适用于太阳能光热发电范围的二相状态物质有多种，但全面满足上述要求的物质却并不多。查询相关物质的性能之后，本实施例推荐使用“硫”、“蒽”两种物质，可满足上述大部分要求。
87.热量传输系统的实施是本实用新型的关键部分，能否顺利实施本实用新型专利，需要做好这一部分工作，以下对此进行详细说明。
88.首先，本热量传输系统必须安装“介质驱动装置”，以使循环介质能“顺利”送到高位，因为太阳能吸热器绝大多数情况下高于蓄热装置；即使在个别特殊情况下，太阳能吸热器的安装高度低于蓄放热装置的位置，采用该介质驱动装置也将有利于介质循环及系统热力过程的实现。
89.以下首先以太阳能吸热器在高位的情况以及蓄热过程为例进行说明。
90.如附图1所示，太阳能光热的蓄热基本过程是：太阳能吸热器5吸收太阳光的能量，加热吸热器管路中的循环介质7，循环介质7吸收太阳的热量，将吸热器中的液态循环介质7蒸发为气态介质；气态介质自然上升到吸热器的高位，并从位于吸热器高位的吸热装置出口c1流出；之后，顺蓄热下降管601、蓄热高位管605流动到蓄放热装置1之中；由于蓄热放装置1中的蓄热介质102的温度较低，进入蓄放热装置1中的循环介质7的热量被蓄热介质102吸收，从而被冷凝成液体；循环介质7液体在其自身重力的作用下下落并沿蓄放热换热器103的传热管路流出，进入到蓄热低位管606，然后通过蓄热进口阀201(打开)进入储液器205；介质循环泵203从储液器205下部抽取循环介质，将循环介质7送到蓄热上升管602中，进而送入太阳能吸热器5，循环介质7在太阳能吸热器5中再次吸热气化，完成一个吸热、蓄热循环。循环介质7在流程管路中不断循环，持续吸收太阳能热量，并储存在蓄放热换热器103中，直到达到蓄热最高温度或直到太阳能不可用(如夜间)为止。
91.接下来，描述一下发电过程的介质循环过程。
92.在本系统中，发电装置3至少会包含两大部件，即：蒸汽发生器301和发电设备302，其中蒸汽发生器301用于接收来自于太阳能吸热器5或储存于蓄放热换热器1中的热能，将这些热能转换为发电过程中所需要的“蒸汽热能”。
93.一般情况下，循环介质7的循环过程为：
94.进入蒸汽发生器301中的循环介质7与蒸汽发生器301中的水进行热交换，水被加热，汽化为蒸汽，同时循环介质7被冷却，最终全部冷凝为液态介质。
95.为保证介质的顺利自然流动，蒸汽发生器301需要安装在高于介质驱动装置2的位置，在这种情况下，冷凝之后的液态介质就可以自然顺放热下降管604流动到储液器205中（经过打开后的放热进口阀206），介质循环泵203从储液器205中抽取液态介质，经过放热出口阀a202、蓄热低位管606后，送到蓄放热换热器103中；在蓄放热换热器103中，循环介质7吸收储存的热量，气化为气体介质；然后，流出蓄放热换热器103，沿蓄热高位高605、放热上升管路603回到蒸汽发生器301中，完成一个放热循环。此过程不断循环，直到所有热量用完或发电过程停止为止。
96.为更加清晰理解本实施方式，这里对几根主要管路及其名称、介质状态做进一步补充说明如下：
97.蓄热下降管601： 指从太阳能吸热器c1接口接出的管路。由于太阳能吸热器在高位，在该管段，循环介质始终向下流动，并且主要使用于太阳能蓄热过程中，所以称为蓄热下降管；
98.蓄热上升管602：指太阳能吸热器的c2接口与介质驱动装置的c9接口之间的这一根管段。由于太阳能吸热器在高位，在该管路段，循环介质始终向上流动，并且主要使用于太阳能蓄热过程中，所以称为蓄热上升管；蓄热过程中，液态循环介质从低位向高位流动，在较低位时，为液态；随着高度上升，压力降低，当压力降低到低于饱和温度时，循环介质开始气化；然后，在该管段的高位部分，管内为气相、液相的二相流动状态；
99.放热上升管603：指连接到蒸汽发生器c3接口一段管路。为优化发电过程的流程，蒸汽发生器301安装在高于蓄放热装置1的位置，因此，在发电过程中，循环介质在该管路中流动时，是从下向上的流动过程，所以，称为放热上升管。该管路中，循环介质为气态；
100.放热下降管604：指蒸汽发生器出口c4与介质驱动装置的放热接口c8之间的管路。
101.为优化发电过程的流程，蒸汽发生器301应安装在高于蓄放执装置1的位置，因此，在发电过程中，循环介质在该管路中流动时，是从上向下的流动过程，所以，称为放热下降管。该管路中，循环介质为液态，即：在蒸汽发生器中冷凝下来的液态循环介质顺该管路向下流动进入到储液器中；
102.蓄热高位管605：这是指从蓄放热装置的热端接口接出来的管路，位于蓄放热装置的较高位的地方。该管路中的循环介质一般为气态，实际安装时，应保证水平安装，以实现介质的自然流动。
103.蓄热低位管606：这是指从蓄放热装置的冷端接口接出来的管路，位于蓄放热装置的较低位的地方。该管路中的循环介质一般为液态，实际安装时，应保证水平安装，以实现介质的自然流动及液态介质顺利流动到储液器中。
104.显然，太阳能吸热与发电过程是可以同时进行的。
105.在太阳能吸热过程中，所产生的循环介质气体可以沿蓄热下降管601和放热上升管603流动到蒸汽发生器301，从蒸汽发生器301流出并顺放热下降管604流入到储液器205中，介质循环泵203从储液器205中抽取介质液体，然后经过蓄热出口阀204及蓄热上升管602送入到太阳能吸热器5中，即完成一个直接的吸热到发电的介质循环过程。
106.通过上述的循环过程的描述可知，介质循环过程中，在某些管段中介质为液体状态，某些管段中，介质为气体状态，另外，在某些管段中，介质为气相、液相共存的状态。
107.这种气体、液相共存的状态主要出现在以下位置或以下情况：
108.1 蓄热上升管：液态介质离开介质循环泵203之后，由于高度逐步增加，相当于液体的压力降低，当降低到饱和压力后，即成为气液共存的二相流动状态；
109.2 太阳能吸热器换热器内部： 来自于蓄热上升管中的气液二相循环介质，进入到该换热器内部，自然是气液二相状态，随着吸热过程的进行，液体将被部分或全部蒸发成为气体。
110.3 蓄热下降管：理想状态下，该管路中的循环介质为饱和气态介质，即离开太阳能吸热器的循环介质刚好被全部蒸发成为气体。不过，一般并非这种状态，而是过热气体状态或气液混合状态，其中液体成分为少量。
111.4 蓄热高位管：其中的介质状态与蓄热下降管相似，不再详述
112.5 蓄放热换热器：无论是蓄热过程还是放热过程，其中的循环介质均为气相、液相共存状态。
113.6 蓄热低位管：均为液体状态。
114.7 介质驱动装置中的管路：均为液体状态
115.8 放热下降管：下段为液体状态，上段为气液共存状态
116.9 放热上升管：气体状态
117.10 蒸汽发生器：气液共存状态。
118.根据上面的描述可知，循环介质在循环过程中是以气相、液相两种状态出现，所以，本实用新型的热能传输系统被称为二相流介质热传输系统。
119.采用这种二相流介质传输系统的有益效果是：由于介质利用了相变潜热较大的特点，使单位质量的介质可以传输较多的热量、介质的使用量降低，进而获得一系列相应的有益效果，包括但不限于：
120.1 管路直径变小
121.2 介质使用量少
122.3 介质循环泵的功率降低
123.本实用新型太阳能光热发电系统可以完成三种工作模式：
124.1 太阳能吸热蓄热模式，可简称为：蓄热模式
125.2 发电装置利用蓄放热装置中的热量进行发电的模式，可简称为放热发电模式
126.3 太阳能吸热器吸热与发电同时进行的模式，简称为即时发电模式或边蓄边发模式。
127.这三种工作模式的转换主要依靠介质驱动装置的阀门切换来实现，三种模式下的阀门、部件的开关状态描述如下：
128.蓄热模式：介质循环泵203开；蓄热进口阀201开；放热进口阀206关；放热出口阀
202关；蓄热出口阀204开；
129.放热发电模式：介质循环泵203开；蓄热进口阀201关；放热进口阀206开；放热出口阀202开；蓄热出口阀204关；
130.即时发电模式(边蓄边发模式)：介质循环泵203开；蓄热进口阀201开；放热进口阀206开；放热出口阀202关；蓄热出口阀204开。
131.为实现循环介质的良好流动，介质驱动装置2需要安装在低于蓄放热装置1的地方，保证介质循环泵203的正常工作。
132.在介质循环泵203的进口位置设置储液器205是保证介质循环泵203正常工作的一个必要措施，可保证介质循环泵203的进口的液体量充足，避免介质循环泵203的进口容易被快速抽空，导致泵的“气蚀”。
133.整套介质驱动装置2须安装在低于蓄放热装置1的位置，以保证蓄放热换热器103中冷凝的循环介质顺利有序地流动到储液器205中。
134.此外，还需要注意，介质循环泵203的安装位置除了如图1所示低于储液器之外，还必须与储液器205之间有足够的高度差，即保证必要的“气蚀余量”，具体实施时，通过管路阻力(储液器205出口到介质泵203入口之间的管路阻力)的计算避免气蚀现象的产生。
135.在进行蓄放热换热器103的设计和制造时，需注意使该换热器内部的循环介质可以利用重力或热动力自然流动，即避免管路出现上下反复的现象，造成局部的液体或气体不能有组织的流动，降低换热效率。如图1所示，做成蛇形管换热器是一种良好的方法，因为在蛇形管内部的液体可以依靠重力自然下流，而气体介质则可以自然上升；当然，如果换热管能做全部做成垂直安装的方式，则流动性更好，但需要在流动性与传热效率方面进行取舍。
136.同样道理，太阳能吸热器以及发电装置中的蒸汽发生器在设计和制造、安装过程中，也需要注意同样的内容。
137.太阳能吸热器5用于太阳能热量的吸收，除了要做好一般性的换热器结构设计外，在本系统使用过程中，还需要做好换热量的控制，以充分发挥吸热器的能力。为实现这个目的，需要为系统设置一个控制装置4并安装必须的传感装置，具体指：在太阳能吸热器的出口管路上安装温度传感器t1和压力传感器p1，t1,p1连接到控制装置4，温度传感器t1测量的是吸热出口实际温度。
138.控制装置根据p1信号，换算出循环介质对应压力的饱和温度t1’，然后计算两者的差值dt1=t1-t1’。
139.如果dt1》0，则说明循环介质在吸热器出口为过热状态，即循环介质的流量不足，吸热器的换热面积未被充分利用。此时，控制装置4计算出介质循环泵203所需要的转速，发送指令给介质循环泵203，提高其转速或流量。
140.与太阳能吸热器5在吸热过程中的介质流量控制相似，还需要在蓄放热换热器103的蓄热高位管605上靠近热端接口c5的位置安装温度传感器t2和压力传感器p2，两个传感器连接到控制装置4，温度传感器t2测量的为热端接口实际温度。
141.在蓄放热装置1放热过程或发电过程中，控制装置4检查t2,p2的数值，换算p2对应的饱和温度t2’，计算两者的差值dt2=t2-t2’。
142.当dt2大于某一设定时，向介质循环泵203发送指令，提升转速或介质流量，使dt2
在合适的数值范围之内。
143.为优化本系统的运行，本实用新型进一步提供增加一个启动泵208的技术方案。如附图二所示，该启动泵208与介质循环泵203并联安装。
144.附图二中，还表达了在介质循环泵203与启动泵208出口安装的止回阀209和210，目的是在两个泵各自运行时，不会出现介质短路回流的现象，这两个止回阀也可以采用电磁阀或电动阀来替代。
145.安装启动泵208的目的是优化系统的运行，使介质循环泵203在运行过程中节省能耗。该技术方案的必要性描述如下：
146.在蓄热过程开始时，系统中的高位管路、立管中的液体都将下沉回流到储液器中，在太阳能吸热器5中不存在液态循环介质，所以，需要将储液器205中的循环介质利用介质循环泵203送入到太阳能吸热器中，然而，太阳能吸热器安装高度都比较高，这就需要介质循环泵203具有足够的扬程。直接使用介质循环泵203，是可以实现这个功能的，只需要按该高度进行介质循环泵203的扬程匹配即可。但这会引起介质循环泵203的过大配置，更重要的是：过大的介质循环泵203，将造成过大的运行能耗，因为介质循环泵203在正常运行过程中，由于热动力的存在，介质循环所需要的扬程可大幅度降低，此时，介质循环泵203只需要有克服管路阻力的扬程即可，所消耗的功率也将显著降低。
147.在配置启动泵208后，只需要配置一个小流量高扬程的功率较小的启动泵208，在启动阶段将储液罐205中的液体介质送到太阳能吸热器中，即可完成启动过程，然后就可以切换到介质循环泵203正常运行后停止启动泵208。
148.采用这种方式，就可以优化介质循环泵203的选择，并使其运行在效率较高、功率较小的状态，当然，这个泵的造价也可以降低，因为电机功率减少了。
149.为进一步优化本实用新型技术方案，如附图2所示，安装放热出口阀b，该阀门的进口连接到储液器205出口与介质循环泵203之间的管路上，出口连接到蓄放热接口c7。
150.该阀门用于放热发电模式中，在该模式运行时，如果蒸汽发生器301的安装位置较高并且管路系统中的阻力较小时，可以不必开启介质循环泵203，只需要打开该阀即可实现循环介质的自然流动，从而节省介质循环泵203的能耗，提升系统的效率。

技术特征：
1.一种采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，包括蓄放热装置(1)、太阳能吸热器(5)、发电装置(3)、热能传输系统；热能传输系统包括介质驱动装置(2)及介质循环管路系统(6)，由管路、阀门、热能传输循环介质(7)、储液器(205)及介质循环泵(203)组成，与所述蓄放热装置(1)、太阳能吸热器(5)、发电装置(3)之间利用介质传输管路进行连接，以实现太阳能吸热、蓄热、发电的工作模式，其特征是：所述热能传输系统的热能传输循环介质(7)在热量传输过程中为气相液相共存的二相流状态。2.根据权利要求1所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：热能传输系统包括介质驱动装置(2)和介质循环管路系统(6)，所述介质循环管路系统(6)包括蓄热高位管(605)、蓄热低位管(606)、蓄热上升管(602)、蓄热下降管(601)、放热上升管(603)、放热下降管(604)以及管路；所述介质驱动装置(2)由储液器(205)、介质循环泵(203)、蓄热进口阀(201)、蓄热出口阀(204)、放热进口阀(206)、放热出口阀a(202)组成；蓄热进口阀(201)的出口与放热进口阀(206)的出口连接到储液器(205)内部，储液器(205)出口连接到介质循环泵(203)的进口，介质循环泵(203)的出口连接到放热出口阀a(202)的进口及蓄热出口阀(204)的进口，放热出口阀a(202)连接到蓄热进口阀(201)的进口；经过所述连接之后，该介质驱动装置(2)形成其对外连接的3个接口，分别是：蓄热进口阀(201)的进口与放热出口阀a(202)的出口的共同接口，即蓄放热接口(c7)，蓄热出口阀(204)的出口接口,即蓄热接口(c9)，放热进口阀(206)的进口接口,即放热接口(c8)；蓄热接口(c9)通过蓄热上升管(602)连接到吸热装置进口(c2)，放热接口(c8)通过放热下降管(604)连接到发电装置(3)的蒸汽发生器出口(c4)，蓄放热接口(c7)通过蓄热低位管(606)连接到蓄放热装置(1)的冷端接口(c6)；蓄放热装置(1)的热端接口(c5)依次通过蓄热高位管(605)和蓄热下降管(601)后连接到吸热装置出口(c1)，蓄放热装置(1)的热端接口(c5)依次通过蓄热高位管(605)和放热上升管(603)后连接到蒸汽发生器进口(c3)。3.根据权利要求2所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：介质驱动装置(2)安装在低于蓄热低位管(606)的位置。4.根据权利要求2所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：发电装置(3)的蒸汽发生器(301)安装在高于所述的蓄放热装置(1)的位置。5.根据权利要求1所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：还包括控制装置(4)及相关传感装置，在太阳能吸热器(5)的出口管路上安装有吸热出口温度传感器(t1)和吸热出口压力传感器(p1)，吸热出口温度传感器(t1)和吸热出口压力传感器(p1)连接到控制装置(4)，将其信号送到控制装置(4)；控制装置(4)根据吸热出口压力传感器(p1)的信号数值换算循环介质(7)的饱和温度，然后计算吸热出口实际温度与饱和温度的差值dt1，根据该差值dt1的大小控制介质循环泵(203)的转速；当差值dt1超过设定值时，增加介质循环泵(203)的转速，以提高介质流量，最终使差值dt1接近于零，当dt1超过设定值时，增加介质循环泵的转速，以提高介质流量，最终使dt1接近于零，实现太阳能吸热器的换热面积的充分利用或太阳能吸热器的最大吸热能力。6.根据权利要求1或5所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：在蓄放热装置(1)的蓄热高位管(605)上靠近热端接口(c5)位置安装有接端接口温度传感器(t2)和热端接口压力传感器(p2)，接端接口温度传感器(t2)和热端接口压力传感器(p2)连接到控制装置(4)以向控制装置(4)传送信号；在系统发电过程中，控制装置(4)根据
热端接口压力传感器(p2)的信号数值换算循环介质(7)的饱和温度，然后计算热端接口实际温度与饱和温度的差值dt2、根据该差值dt2的大小控制介质泵的转速：当dt2超过设定值时，增加介质泵的转速，以提高介质流量，最终使dt接近于零，实现蓄放热换热器(103)的换热面积的充分利用和/或太阳能吸热器的最大放热能力。7.根据权利要求2所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：介质驱动装置(2)还包括启动泵(208)，启动泵(208)与介质循环泵(203)并联安装，即两者的进口和出口分别连接在一起。8.根据权利要求2所述的采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，其特征是：介质驱动装置(2)还包括放热出口阀b，该阀门的进口连接到储液器(205)出口与介质循环泵(203)进口之间的管路上，出口连接到蓄放热接口(c7)。

技术总结
一种采用二相流介质热传输系统的太阳能光热发电系统，包括蓄放热装置、太阳能吸热器、发电装置、热能传输系统；所述热能传输系统的循环介质采用气相、液相共存的二相流状态物质。热能传输系统由介质循环泵、循环管路、工作模式切换阀门等组成；循环介质通过介质循环泵驱动，切换相应阀门的开关状态，可实现整个系统的光热蓄热、放热发电或太阳能吸热的即时发电等工作模式。采用二相流热能传输技术，可提升太阳能吸热器的换热效率、减小循环介质的管路直径、减少循环介质的使用量、降低介质循环泵的运行功率，提升整个系统的运行效率。提升整个系统的运行效率。提升整个系统的运行效率。


技术研发人员：祝长宇 丁式平
受保护的技术使用者：北京中热信息科技有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/5