先进的双真空双冷却低温太阳能热发电技术(详细介绍)

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1、先进的双真空双冷却低温太阳能热发电技术AdvancedDouble-vacuumDouble-coolingCryogenicSolarPower(DDCSP)Technology联系方式：13661378748，strive_bj@163.com目前世界各国都在大力发展新能源发电产业，以应对日趋枯竭的化石能源，减小化石能源发电产生的高污染危害，因此太阳能发电得到了人们普遍的重视和认可。利用太阳能光热直接发电相对于水电、风电和太阳能光伏发电明显具有低成本、零污染、稳定和持续性强的优势，也是大规模集中利用太

2、阳能发电的有效途径。可以预期，未来10年间将是太阳能光热技术研发应用的高速发展时期，太阳能光热发电将成为许多国家能源规划中的基础电力负荷之一。1.聚焦式太阳能热发电技术的缺陷和DDCSP技术的提出现有的太阳能热发电方式通常被称为聚焦式太阳能热发电，它们是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电的。按照太阳能采集方式可划分为三类，即太阳能槽式热发电、太阳能塔式热发电和太阳能碟式热发电。这三类太阳能热发电方式同属于高温聚焦式发电，都存在投入高、效率低、建站条件要求高和资源浪费等难以逾越

3、的难题，致使发电成本居高不下，缺乏市场竞争力。中国国家科技部今年发布的《太阳能发电科技发展“十二五”专项规划》中指出，目前全球太阳能热发电成本价格在0.2欧元/千瓦时（约2.0元人民币/千瓦时），而常规火电发电成本仅为约0.3元/千瓦时。发电成本不能降到常规电价水平，太阳能热发电产品就不能被人们接受，就不能大规模的以替代能源进入市场。这就要求新的太阳能1热发电技术不但要在高效运行的前提下避免高制造成本、省去聚焦和跟踪及一系列设备、降低制造和维护费用，同时还要建站灵活、绿色环保。据此，我们提出开发先进的DD

4、CSP技术，即“双真空双冷却低温太阳能热发电技术”。DDCSP技术的理论依据是“有机朗肯循环”理论，即以低沸点工质获取太阳能量，在中、低温条件下获取相对高压力的工作蒸汽驱动涡轮发电机。2.DDCSP技术的可行性DDCSP（见附图1）系统是一个连续密闭的真空、双热循环系统（集热器运行工况和蓄热运行工况系统），这个系统包含了吸热蒸发、绝热输送、节流膨胀、冷凝四个区段。各个区段的工作过程描述如下：区段工作过程此段贯穿太阳能集热器（蓄热器），液态工质在此区间吸收吸热蒸发段蒸发相变为过热蒸汽。此段是在对系统外界绝热

5、状态下将集热器生产的过热蒸汽绝热输送段输送到蓄热器和节流膨胀段，并将冷凝段的冷凝液态工质输送回吸热蒸发段。过热蒸汽经过此段的喷嘴节流膨胀对涡轮作功推动叶轮加节流膨胀段速旋转带动发电机发电，此段贯穿于真空热管冷凝器的吸热蒸发段。经节流膨胀的蒸汽继续被降温至相对系统压力凝结为液体冷凝段的温度，以确保涡轮膨胀机进出口的压力差。2在这个热力循环中，发电机旋转动力由膨胀涡轮机提供，涡轮机旋转动力由蒸汽提供，因此实现低温太阳能热力发电的必备条件是：（1）提供足够体积流量而且有较高压力的蒸汽；（2）具有气体动压和蒸汽连

6、续膨胀同时作用的能量转换机能；（3）保证涡轮机进出口足够的压力比和膨胀比。我们正在开发的DDCSP系统完全满足以上几点要求，理由如下：（1）本DDCSP系统的吸热蒸发段由双真空太阳能集热器组成，采用低沸点的工作介质，能保证太阳辐射能量吸收和能量转化效率达到90%以上，生产和输出90℃以上、压力167kpa以上的工作蒸汽。（见计算书）（2）本DDCSP系统的绝热段是一个绝热真空的管道系统，包括了所有的气、液流动控制元件，连接集热器—涡轮机—储液器—蓄热器，使之形成一个完全封闭的热力循环系统。在液泵出口—集热

7、器—涡轮机进口（同样液泵出口—蓄热器—涡轮机进口）绝热系统空间的介质为相对高压状态，液泵进口—涡轮机出口的绝热系统空间介质为相对低压状态，保证了气体动压和蒸汽连续膨胀的作用能力，使涡轮发动机处于理想工作状态。（3）本DDCSP系统的涡轮膨胀冷凝段由涡轮发动机和真空双冷却器组成，工作蒸汽在压比18、膨胀比12状态下对叶轮作功，将蒸汽的热能和压力能转换为动能，为发电机提供旋转发电的动力。（见计算书）综上所述，本DDCSP系统的设计能够实现从太阳辐射能获取较3高压力的低温蒸汽，为发电机运转提供足够的动力，从而实

8、现低温太阳能热发电。3.DDCSP系统参与商业竞争的优势3.1发电成本优势如前所述，聚焦式太阳能热发电成本在2.0元人民币/千瓦时左右，常规火电发电成本为0.3元人民币/千瓦时左右。在相同自然环境条件下和同等装机容量的太阳能热发电站，使用DDCSP系统技术的发电成本估算约为0.2~0.3元人民币/千瓦时，这对目前的太阳能热发电和常规火电发电都具有极强的竞争优势。详细的发电成本对比详见附表1和附表2。DDCSP系统结构尤其是核心