1598005384-f9c00b8492d7f4330216974bac4e6cb9 (Солнечные электрические станции. Р.Б. Ахмедов, И.В. Баум, В.А. Пожарнов, В.М. Чаховский, 1986u), страница 6

При конструировании солнечных теплоприемников н теплообменнипля получения рабочего тела нужных пврвметров всех проектах по мере возможности обеспечяввлось соответствие выходных параметров (дввпение, температура) в"одным пвраметрам турбин. Параметры рабочего тела, генея руемого эв счет аккумулированного тепла при одноконтурри .иой с " схеме, всегда ниже параметров, получаемых нв выходе иэ прион " емникв солнечного излучения.

В этом случае требуется 32 турбина с двумя вхоцамш пля острого пара и пара пониженных параметров, что привоцит к снижению мощности станции во ьре, ми разряда аккумулятора. Паровые турбины пригодны к исполь эованию в широком циапазоне изменений размеров, конструкций и эксплуатационных условий, хотя отмеченная выше о:обенность несколько ограничивает выбор турбин постаточно большой мощности (200 МВт и более). Слепует отметить, что и сознание крупных стационарных РТУ (100 МВт и выше) связано с решением целого ряпа важных зацач.

Прежде всего, необхоцимо повысить начальную температуру газа перец турбиной, чтобы повысить КПЙ цикла. Это требует создания новых жар прочных материалов, способных устойчиво и длительно работа при максимальных температурах. Не решена также и проблема повышения аффективного КИЙ компрессора. Из пяти возможных теплоносителей и рабочих тел (вола/па расплавленная соль, натрий, воздух и гелий) наиболее распро страненным и технически цоступным является воцяной пар. Пр менение в качестве рабочего тела водяного пара в сочетании аккумулятором тепла, хотя и не является оптимальным вариантом, но зато может быть осуществлено без особых технических новшеств, что немаловажно при создании такого ново энергетического обьекта, как СЭС.

Это нашло свое отражение и на практике - на пяти нз семи пействуюших СЭС теплонос телем и оцновременно рабочим телом является вопяной пар. Разработка проектов СЭС с использованием в тепловой схеме приемника волы пара осуществлялась компаниями НопеуяеП Магбп Мапспа и МсВоппеП Воий!аа по заказу министерства энергетики США. Принципиальная тепловая схема по концепции компании НопеуисИ представлена на рис. 11. Работа с~: нции может осуществляться слецуюшим образом. Пря уровне ннсоляции, цостаточном цля генерирования пара буемых параметров, часть пара, вырабатываемого в солнечном парогенераторе, направляется на вхоп паровой турбины, гпе, прохоця по ступеням„ пар совершает работу расширения, привоця во вращение электрический генератор.

Отработавший пар конценсируется и через систему регенеративных попо вателей лопается на вхоц солнечного парогенератора. другая часть пара, прохоця через двухступенчатую систему теплово аккуМулирования, отцает тепло вначале расплаву солей ткпа ЙНсс , а затем - маслу и конценсируется. Расплавленная соль собирается в горячем баке, а разогретое масло нагревае гравий в масляио-гравияном аккумуляторе, работающем с использованием аффекта ТйеппосПпе (скачок температуры).

Рис. 11. Принципиальная тепловая схема СЭС по кон~лецции компании НопеуиеИ: 1 - башка; 2 - солнечный нарогене- ратор; 3 - гелиостатьц 4 - парован турбина; 5 — система уп- Равления, 6 - генератор; 7 — поверхностный конпенсатор; Я- грациршц 9 - группа поцогревателей низкого давления; 10- пеаератор; 11 — группа подогревателей высокого павления; 12 - маспогалечный аккумулятор; 13 — бак с холоцным ТАМ; 1 4 - бак с горячим ТАМ; 15 — переохлацитель; 16 — конпен- сатор греющего паре; 17 - поцогреватель ТАМ; 15 - подогре- ватель воны; 19 — парогенератор; 20 — цароперегреватвль (П-пар;  — воца; Т-ТАМ и масло), Коицеисат Нара. сливается в цеазратор.

При недостаточном уровне инсоляции турбина работает на па Ре пониженных параметров, генерируемом низко- и высоко- темп мпературной системами аккумулировании, причем ббпьшая часть тепла накапливается в ниэкотемпературной ступени. Пи- татель обманки ная вода в этом случае лопается через систему теплонников, гце вначале получает тепло от разогретого мао- ла, а зат свое т, затем - от расплавленной соли. Масло и соль отпавшие Ф тепло на подогрев волы, парообразование и перегрев па- 35 ра, сливаются, соответственно, в нижнюю часть масляно-.'га- лечного аккумулятора и холодный бак. В отличие от концепции компании НопеувеМ для СЭС электрической мощностью 100 ИВт, включающей в себя 4 м дуля, компания Мац(п Малаша для СЭС электрической мощностью 150 МВт предложила 15 модулей, считая, что такая концепция обеспечит максимальный КПЙ оптической си темы, термическую эффективность, надежность и гибкость эк плуатации СЭС, В соответствии с втой концепцией сконцентр рованные солнечные лучи направляются на вход полостного солнечного парогенератора каждого из 15 модулей, где пита- тельная вода преобразуется в пар, который через коллектор- ную систему поступает на вход паровой турбины и в теплово аквумулятор.

Недостатком этой концепции является наличие длинной и р ветвленной системы трубопроводов, вызывщоших значительные перепапы павления ( ~ 138 МПа) между солнечными прием- никами и паровой турбиной, С другой стороны, такая много- мопульная конструкция позволяет осуществлять необходимые ремонтные и профилактические работы на одном или на нескол ких модулях, сохраняя при этом жизнеспособность станции в целом, хотя и при меньшем уровне располагаемой мощности. Система аккумулирования тепла в концепции компании МаШп Мат(еца также двухступенчатая: низкотемпературная ступень на основе органического масла и высокотемператур- ная — на основе расплава солей.

Такая система аккумулиро- вания включает в себя достаточно большое число различных емкостей для горячих и холодных теплоаккумулируюших сред, а также распределительные клапаны и задорно-регулирующую арматуру. В отличие от двух вышеуказанных концепция компании МсГоппе! Воий(ая (США) для СЭС электрической мощностью 100 МВт включает в себя одномодульную конструкцию, но с большей высотой башни (268 вместо 90 м) в концепции ко м- паиии Май(п Мапейа (США). Применяемый при этом солнечный приемник открытого типа, хотя и имеет более низкую, чем полостной, эффективность, требует'меньше капп таловложений, что в какой-то степени компенсирует больше количество гелиостатов, необхопимых цля получения одной и той же выходной мощности, В концепции хомпанни МсРоппеИ Вопд(аз (США) отраже ное с гелиостатного поля солнечное излучение направляется на хруговой 24-панельный приемник, шесть панелей которого обращенных к югу, служат для нагрева питательной воды.

Перегретый пар от приемника затем направляется к тепловому ак„умулятору и паровой турбине, в которой предусмотрена возможность подачи пара высоких н пониженных параметров, Система аккумулирования основана на эффекте ТйепиосПпе, когпа горячая и холопная среда содержатся в одной емкости и имеют большой температурный градиент.

Поскольку аккумулирующая среда - масло - является относительно дорогим продуктом, наряду с,ним используется гравийная засыпка. Из-за температурных ограничений для масла параметры пара, получаемого на выходе аккумулятора, ниже параметров острого пара, в свя» зи с чем термодинамическая эффективность цикла преобразования снижается. 2.2 Основные за ачи и некото ые и ва ительные ез льтаты экспл ата ип е вых СЭС Все действующие на сегодня башенные станции, так же как и станций модульного типа, разрабатывались как эксперимен тальные и препназначались для отработки различных технологий и схем выработки электроэнергии, накопления опыта эксплуатации, анализа неполадок, т.е. комплекса проблем, который потребуется для проектирования и строительства промышленных станций значительно большей мощности.

Одной из главных целей является измерение параметров, определяющих работу станции в целом и ее подсистем - тех, от которых зависит энергетический баланс и выработка элект роэнергии. В подсистеме приемника это - входящая солнечная радиация; потери радиации (отраженная часть, собственное инфракрасное излучение и конвективные потери), собранная доля тепла, температура поверхности, температурные напряженият входные и выходные параметры рабочей среды (температура, давление, скорость потока). Характеристики подсистемы аккумулирования: входные и выходные параметры (давление, температура, скорость потока); "араметры аккумулирующих баков (давление, уровень наполнения, температурное распределение). В подсистеме выработки мощности необходимо знание следующих параметров: входные данные турбины (давление, температура, скорость потока); выходные данные турбины, т.е.

характеристики конденсации (вакуум, температура конденсируемого пара, температура и скорость потока охлаждающей жидкости]; расход энергии иа собственные нужны (насосы и вспомогательное оборуцование); генерирование епектрнческой мошности. Важность этой измерв- тельной части проектов можно продемонстрировать на примере станции зо!ы -1. Распределение и обшее количество цатчиков в ней таково: измерение температуры -, 632 точки, павления ° 212, перепацов давления - 38, скорости потока - 58, поло ния - 339, размешения - 11, произвоцительности насосов- 31 электрических измерений - 135, химических измерений — 21, сбора метеорологических панных - 65, теплового потока - 75' системы опрепепения характеристик лучистого потока - 16, механических напряжений - 128, вибраций - 12, уровней жиа: кости - 69, нагрузки - 126, остальных типов - 10.

Таким образом, всего было установлено 1978 цатчиков, из них ппя метеоропогических измерений - 68, на гелиостат- ном поле - 172 ° в подсистеме приемника - 536, в теплоакку мупяторе — 431, в подсистеме выработки эпектроэнергии- 691, во вспомогательных системах - 80. Опыт эксплуатации первых СЭС показал необхопимость об- ратить самое пристальное внимание на такие вопросы, как ра- бота станциипри неустановившихся режимах и при пониженной инсопяпии, циклические термонапряжения, время и технология запуска, напежность оборупования, эффективность аккумулиро- вания и пр.