На обеих станциях в качестве теплоносителя используется вода. Параметры пара на выходе из приёмника примерно одинаковы и составляют 516°С и 525°С соответственно. Однако конструкция приёмников солнечного излучения и башен, при небольшой разнице в высоте, имеют существенное различие (рис. 6.10). На станции Solar One использован приёмник открытого типа, который представляет собой барабан эллипсоидального сечения высотой более 13 метров и состоящий из 24 панелей. Приёмник CESA-I по форме напоминает усечённую пирамиду, которая помещена в полость башни. Приёмная поверхность, состоящая из множества труб, которые объединены в секции, имеет меньшие размеры, примерно 54,3 м2 против 301 м2 у Solar One.
Рис. 6.11. Функциональная схема СЭС Solar One:
1 - приемник; 2 - гелеостаты; 3 - башня; 4 - пульт управления; 5 - турбина с генератором;
6 - конденсатор; 7 - парагенератор; 8 - аккумулятор теплоты; 9 - теплообменник; 10 - датчик
На обеих станциях в качестве теплоносителя используется вода. Таким образом, с каждого м2 снимается 33 кВт электрической мощности с открытого приёмника Solar One, против 22 кВт полостного приёмника CESA-I.
В контуре теплоносителя различие станций заключается в конструкции аккумулятора теплоты. В Solar One (рис. 6.11) применяется однобаковый масляно-галечный аккумулятор. Система аккумулирования увеличила способность станции вырабатывать электроэнергию ночью и подавать тепло для производства пара низкого качества, чтобы сохранить части станции нагретыми, когда она отключена, и для запуска утром. К сожалению, система хранения была сложна и с позиции термодинамики неэффективна. Её ёмкость равнялась 182 МВт тепловой мощности, время аккумулирования 4 часа и максимальная температура в баке составляет 304°С. Рабочий теплоноситель в контуре аккумулирования теплоты - масло. На станции CESA-I использован двухбаковый аккумулятор, в котором в качестве теплоносителя применён солевой расплав (рис. 6.12). Характеристики аккумулятора: ёмкость 16 МВт, время аккумулирования 3,5 часа, а максимальная температура 340°С. Из выше изложенного следует, что в целом технические характеристики Solar One значительно лучше, чем у CESA-I.
В течение работы первой «солнечной Башни» началась разработка расширенного проекта станции, использующей в качестве теплоносителя расплавленную соль, как в СЭС CESA-1. Эти исследования закончились строительством второй «Солнечной Башни» Solar Two.
Рис. 6.12. Функциональная схема СЭС CESA - 1
(обозначения аналогичны рис. 6.11.)
Поощряя развитие солнечных электростанций башенного типа, консорциум предприятий коммунального обслуживания во главе с компанией Southern California Edison совместно с американским Министерством энергетики, приняло решение перепроектировать Solar-1. В новом проекте была предложена двухконтурная система: в первичном контуре в качестве теплоносителя применить расплавленную соль, а во вторичном пар и воду. Основные цели перепроектированной станции, названной Solar-2 (рис.6.13), заключались в том, чтобы апробировать технологию использования расплавленной соли в качестве теплоносителя, уменьшить технический и экономический риск при строительстве солнечных электростанций башенного типа, и стимулировать коммерциализацию технологии. Solar-2 производила 10 МВТ электроэнергии, накапливая при этом такое количество энергии, которого оказалось достаточно для того, чтобы продолжить работу с полной мощностью в течение трех часов после захода солнца. Долгосрочная надежная работа башенной СЭС Solar-2 должна была быть подтверждена в результате реализации этого проекта и последующей успешной эксплуатации на длительном интервале времени. Переход от Solar-1 к Solar-2 потребовал создания новой системы передачи тепла с помощью расплавленной соли (включая приемник, аккумулятор тепловой энергии, трубопроводы, и паровой генератор) и новой системы управления. Поле гелиостатов-5, башня, и система турбина-генератор-7 подверглись минимальной модификации. Solar-2 впервые была присоединена к сети в начале 1996 года, а завершить ее стадию запуска намечалось в конце 1997 года. Приемник Solar-2 был разработан и построен компанией Boeing’s Rocketdyne division. Он включает в себя ряд панелей (каждая сделана из 32 тонкостенных, стальных труб), через которые расплавленная соль протекает «змейкой». Панели формируют цилиндрическую оболочку, окружающую трубопровод, крепёжные конструкции, и управляющее оборудование. Внешние поверхности труб покрыты черной краской Pyromark ™, которая является прочной и стойкой к высоким температурам, и поглощает 95 % солнечного излучения. Проект приемника был оптимизирован, чтобы он мог поглотить максимальное количество солнечной энергии при одновременном сокращении потерь тепла из-за конвекции и излучения. Лазерная сварка, соединений сопла и трубы, зажимов трубы, облегчает расширение трубы и ее сокращение. Применение бесконтактного измерительного оборудования позволяет приемнику быстро изменять температуру, оставаясь неповрежденным. Например, если проходит облако и появляется прямое солнечное излучение, в приемнике температура может благополучно измениться от 290 до 570 ºC меньше, чем за одну минуту. Расплавленная соль представляет собой смесь: 60% нитрата натрия и 40% нитрата калия. Она тает при 220ºC и поддерживается в жидком состоянии при 290ºC в «холодном» резервуаре.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.