太阳能发电系统以及太阳能发电方法技术方案

一种太阳能发电系统以及太阳能发电方法，能够有效利用集热的太阳能并简化蓄热放热系统来降低建设成本。本系统具备：太阳能集热系统，通过太阳能生成过热蒸汽；主发电系统，通过由太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分来发电；太阳能蓄热放热系统，进行蓄热介质的蓄热或放热；副发电系统，通过由太阳能蓄热放热系统的蓄热或放热生成的饱和蒸汽来发电，太阳能蓄热放热系统具有：蓄热加热器，进行由太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余与蓄热介质的热交换，使蓄热介质蓄热并且生成饱和蒸汽；低温罐，容纳向蓄热加热器供给的蓄热介质；高温罐，容纳通过蓄热加热器蓄热后的蓄热介质，副发电系统具有能够导入蓄热加热器的饱和蒸汽的饱和蒸汽轮机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能发电系统以及太阳能发电方法，进一步详细来说，涉及一种具备可进行太阳能的蓄热和蓄热的太阳能的放热的蓄热放热系统的太阳能发电系统以及该系统的发电方法。
技术介绍
能够在集热太阳能来发电的同时蓄热，或者对蓄热的太阳能进行放热来发电的太阳能发电系统中具备：太阳能集热装置，其作为太阳能集热用热介质使用水/水蒸气，通过太阳能从水生成过热蒸汽；蒸汽轮机发电设备，其通过由太阳能集热装置生成的过热蒸汽驱动蒸汽轮机来发电；以及太阳能蓄热放热装置，其作为蓄热介质使用熔融盐或油，通过回收了太阳能的热介质(水/水蒸气)与蓄热介质的热交换来蓄热太阳能，由此综合太阳能的集热用以及蒸汽轮机驱动用的热介质循环来简化发电系统整体的热介质循环(例如，参照专利文献1)。在专利文献1记载的太阳能发电系统(太阳能发电成套设备)中，为了有效地对回收到太阳能集热装置的热介质中的太阳能进行蓄热，根据热介质(水/水蒸气)从过热蒸汽到比饱和温度低温的水的过程的热介质的状态，在3个温度区域蓄热到太阳能蓄热放热装置。在专利文献1所记载的太阳能发电系统中，为了在3个温度区进行蓄热，需要与热介质(水/水蒸气)的3个状态对应的热交换器。具体地，需要通过过热蒸汽与熔融盐的热交换使熔融盐蓄热过热蒸汽的显热的蒸汽热交换器、通过饱和蒸汽与熔融盐的热交换使熔融盐蓄热饱和蒸汽的潜热的饱和蒸汽冷凝器、通过饱和水与油的热交换使油蓄热饱和水的显热的饱和水热交换器这3种热交换器。此外，在专利文献1所记载的太阳能发电系统中，为了在3个温度区进行蓄热，至少需要3个容纳熔融盐或油的蓄热放热罐。这些罐的内部通过隔热部件上下分离，将蓄热了太阳能的蓄热介质(熔融盐或油)容纳在上侧，将蓄热前的蓄热介质容纳在下侧。在蓄热介质的容纳量较多的情况下，认为因蓄热介质的重量问题，通过隔热部件将罐内上下分离在结构上使困难的。即，为了3个温度区中的蓄热，容纳蓄热后的蓄热介质的罐以及容纳蓄热前的蓄热介质的罐实际上合计需要6个。这样，在专利文献1所记载的太阳能发电系统中，为了有效地利用蓄热的太阳能，太阳能蓄热放热装置使用3个热交换器和实际上6个罐来蓄热。因此，太阳能蓄热放热装置变得复杂，成为太阳能发电系统的建设成本增加的原因。专利文献1：日本特开2014-92086号公报
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种能够有效利用集热的太阳能，同时简化太阳能蓄热放热系统来降低建设成本的太阳能发电系统以及太阳能发电方法。为了解决上述课题，例如采用请求专利保护的范围所记载的结构。本申请包含多个用于解决上述课题的手段，若举其中的一例，则具备：太阳能集热系统，其使用水/水蒸气作为热介质，对太阳能集热而从水生成过热蒸汽；主发电系统，其与上述太阳能集热系统使用共同的热介质，使用通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分来发电；太阳能蓄热放热系统，其使用与上述太阳能集热系统的热介质不同的蓄热介质，进行基于与由通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余的热交换的蓄热介质的蓄热或该蓄热的蓄热介质的放热；以及副发电系统，其与上述太阳能集热系统使用共同的热介质，使用通过上述太阳能蓄热放热系统的蓄热介质的蓄热或放热从热介质生成的饱和蒸汽来发电，上述主发电系统具有：蒸汽轮机，其导入通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分；以及主发电机，其由上述蒸汽轮机驱动，上述太阳能蓄热放热系统具有：蓄热加热器，其进行由上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余与蓄热介质的热交换，使蓄热介质蓄热，并且从过热蒸汽生成饱和蒸汽；低温罐，其容纳向上述蓄热加热器提供的蓄热介质；以及高温罐，其容纳通过上述蓄热加热器蓄热后的蓄热介质，上述副发电系统具有：饱和蒸汽轮机，其能够导入通过上述蓄热加热器生成的饱和蒸汽；以及副发电机，其由上述饱和蒸汽轮机驱动。通过本专利技术，通过由太阳能生成的过热蒸汽的一部分驱动蒸汽轮机来发电，并且，使剩余的过热蒸汽与来自低温罐的蓄热介质在蓄热加热器中进行热交换，由此使蓄热介质对过热蒸汽的显热进行蓄热，并且从过热蒸汽生成饱和蒸汽，将蓄热后的蓄热介质容纳在高温罐内，并且通过饱和蒸汽驱动饱和蒸汽轮机来发电，因此能够有效利用集热的太阳能的同时，简化太阳能蓄热放热系统来降低建设成本。通过以下的实施方式的说明，使上述以外的课题、结构以及效果变得更加明确。附图说明图1是表示构成本专利技术的太阳能发电系统的一实施方式的一部分的太阳能集热系统以及主发电系统的结构图。图2是表示构成本专利技术的太阳能发电系统的一实施方式的其他部分的太阳能蓄热放热系统以及副发电系统的结构图。图3是表示某地点的直达日射强度的实测值的一例的图。图4是表示本专利技术的太阳能发电系统和太阳能发电方法的一实施方式中与直达日射强度的小幅度的增减变动对应的第1蒸汽流量调整阀以及第2蒸汽流量调整阀的阀开度的推移的特性图。图5是表示本专利技术的太阳能发电系统和太阳能发电方法的一实施方式中与直达日射强度的小幅度的增减变动对应的各种系统的发电输出的推移的特性图。图6是表示本专利技术的太阳能发电系统和太阳能发电方法的一实施方式中与直达日射强度的短时间的急剧上升变动对应的旁通减压阀的阀开度的推移的特性图。图7是表示本专利技术的太阳能发电系统和太阳能发电方法的一实施方式中与直达日射强度的大幅度的下降对应的蓄热加热器蒸汽截止阀以及饱和蒸汽截止阀的阀开度的推移的特性图。图8是表示本专利技术的太阳能发电系统和太阳能发电方法的一实施方式中与直达日射强度的大幅度的下降对应的各种系统的发电输出的推移的特性图。符号说明1太阳能集热系统2主发电系统3太阳能蓄热放热系统4副发电系统10太阳能蒸发器11太阳能过热器21高压蒸汽轮机(蒸汽轮机)22中压蒸汽轮机(蒸汽轮机)23低压蒸汽轮机(蒸汽轮机)24主发电机27第1蒸汽流量调整阀50高温罐51低温罐52蓄热加热器53预热器54蒸发器70饱和蒸汽轮机71副发电机74第2蒸汽流量调整阀91旁通配管(旁通系统)92饱和蒸汽减温器(旁通系统)93减温器出口配管(旁通系统)96旁通减压阀(旁通系统)具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的太阳能发电系统以及太阳能发电方法的实施方式进行说明。[一实施方式]首先，使用图1和图2对本专利技术的太阳能发电系统以及太阳能发电方法的一实施方式的系统结构进行说明。图1是表示构成本专利技术的太阳能发电系统的一实施方式的一部分的太阳能集热系统以及主发电系统的结构图，图2是表示构成本专利技术的太阳能发电系统的一实施方式的其他部分的太阳能蓄热放热系统以及副发电系统的结构图。在图1中，箭头表示太阳能发电系统的热介质(水/水蒸气)的流动。在图2中，箭头表示太阳能发电系统的热介质(水/水蒸气)或蓄热介质(熔融盐)的流动。此外，在图1和图2中，符号Q、R、S分别表示跨图1和图2的第2主蒸汽配管72、合流冷凝配管89、供水分支配管95的联络点。在图1和图2中，太阳能发电系统由如下部分构成：太阳能集热系统1，其作为热介质使用水/水蒸气，对太阳能集热来从水生成过热蒸汽；主发电系统2，其与太阳能集热系统1使用共同的热介质，使用通过太阳能集热系统1生成的过热蒸汽的一部分来发电；太阳能蓄热放热系统3，其使用与太阳能集热系统1的热介质不同的蓄热介质，进行基于与由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能发电系统，其特征在于，具备：太阳能集热系统，其使用水/水蒸气作为热介质，对太阳能进行集热来从水生成过热蒸汽；主发电系统，其与上述太阳能集热系统使用共同的热介质，使用通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分来发电；太阳能蓄热放热系统，其使用与上述太阳能集热系统的热介质不同的蓄热介质，进行基于与通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余的热交换的蓄热介质的蓄热或该蓄热的蓄热介质的放热；以及副发电系统，其与上述太阳能集热系统使用共同的热介质，使用通过上述太阳能蓄热放热系统的蓄热介质的蓄热或放热而从热介质生成的饱和蒸汽来发电，上述主发电系统具有：通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分被导入的蒸气轮机；以及通过上述蒸汽轮机驱动的主发电机，上述太阳能蓄热放热系统具有：蓄热加热器，其进行由上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余与蓄热介质的热交换，使蓄热介质蓄热，并且从过热蒸汽生成饱和蒸汽；低温罐，其容纳向上述蓄热加热器供给的蓄热介质；以及高温罐，其容纳通过上述蓄热加热器蓄热后的蓄热介质，上述副发电系统具有：能够导入通过上述蓄热加热器生成的饱和蒸汽的饱和蒸气轮机；以及通过上述饱和蒸汽轮机驱动的副发电机。...

【技术特征摘要】
2015.06.30 JP 2015-1315531.一种太阳能发电系统，其特征在于，具备：太阳能集热系统，其使用水/水蒸气作为热介质，对太阳能进行集热来从水生成过热蒸汽；主发电系统，其与上述太阳能集热系统使用共同的热介质，使用通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分来发电；太阳能蓄热放热系统，其使用与上述太阳能集热系统的热介质不同的蓄热介质，进行基于与通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余的热交换的蓄热介质的蓄热或该蓄热的蓄热介质的放热；以及副发电系统，其与上述太阳能集热系统使用共同的热介质，使用通过上述太阳能蓄热放热系统的蓄热介质的蓄热或放热而从热介质生成的饱和蒸汽来发电，上述主发电系统具有：通过上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的一部分被导入的蒸气轮机；以及通过上述蒸汽轮机驱动的主发电机，上述太阳能蓄热放热系统具有：蓄热加热器，其进行由上述太阳能集热系统生成的过热蒸汽的残余与蓄热介质的热交换，使蓄热介质蓄热，并且从过热蒸汽生成饱和蒸汽；低温罐，其容纳向上述蓄热加热器供给的蓄热介质；以及高温罐，其容纳通过上述蓄热加热器蓄热后的蓄热介质，上述副发电系统具有：能够导入通过上述蓄热加热器生成的饱和蒸汽的饱和蒸气轮机；以及通过上述饱和蒸汽轮机驱动的副发电机。2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，上述太阳能蓄热放热系统还具有：预热器，其进行上述副发电系统的水与蓄热介质的热交换，通过蓄热介质的放热对水进行加温；以及蒸发器，其进行通过上述预热器加温后的水与从上述高温罐供给的蓄热介质的热交换，通过蓄热介质的放热从水生产饱和蒸汽，上述低温罐容纳来自上述预热器的蓄热介质，上述饱和蒸汽轮机能够导入通过上述蒸发器生成的饱和蒸汽。3.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，上述主发电系统还具有第1蒸汽流量调整阀，上述副发电系统还具有第2蒸汽流量调整阀，上述第1蒸汽流量调整阀和上述第2蒸汽流量调整阀调整向上述蒸汽轮机的过热蒸汽的流量与向上述蓄热加热器的过热蒸汽的流量的比率。4.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，上述副发电系统还具备：旁通系统，其使从上述蓄热加热器向上述饱和蒸汽轮机导入的饱和蒸汽的一部分绕过上述饱和蒸汽轮机。5.一种太阳能发电方法，其特征在于，对太阳能进行集热而从水生成过热蒸汽，通过由太阳能生成的过热蒸汽的一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：三岛信义，永渕尚之，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP