高温高压水蓄能蒸汽发电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高温高压水蓄能蒸汽发电系统，具有承压水罐、第一汽轮机组、第二汽轮机组、发电机以及冷凝器，其中承压水罐内以高温高压的水作为储能介质，吸收高温热源的热量，输出高温高压的循环工质至第一汽轮机组，第一汽轮机组驱动发电机发电，循环工质经冷凝器、高温泵回流至承压水罐；承压水罐输出的循环工质同时输送至第二汽轮机组，带动高温泵，将冷凝水输送回承压水罐内进行下次循环。本实用新型专利技术用水作为蓄能介质由于水在高压下的比热容升高，同时采用水作为循环工质，安全、绿色、成本低廉；实现能源的梯级利用，显著提高了能源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蓄能发电技术，具体的说是一种高温高压水蓄能蒸汽发电系统。
技术介绍
现有技术发电系统蓄能设备采用常压低温水或者相变材料储存热能。在常压下水储能能力有限(比热容为4.2x103j/kg·℃)，因此在使用水作为储能介质时通常需要建设储能水池，占地面较大，保温困难。使用性价比不高。而相变材料储能种类多样，一般分为无机相变材料、有机相变材料、复合相变材料。无机相变材料一般用于温度在300℃-1000℃的范围内的储能。有机相变材料使用温度一般为30-60℃范围内的储能。复合相变才来哦使用温度一般为450-1000℃范围内的储能。总的来说，各种相变材料的比热值相对于水来说要更低，蓄能效果差、成本高，且部分相变材料含有毒性，使用过程中有一定的危险性。现有技术低温发电系统中冷凝水回水一般直接使用电力驱动的水泵，能量需先由蒸汽的内能在发电机中转换为电能，再在水泵中由电能转换为机械能，能量在二次转换过程中造成了损失，降低了低温发电系统的能量利用率。现有技术低温发电系统中循环工质一般为不同沸点有机物，成本相对较高且对人体有一定毒性，对臭氧层有破坏作用。现有技术低温发电系统中汽轮机一般为固定整体，功率固定。无法根据热源实际工况的变化作出调整，特别是热源温度高于设计值时机组超负荷运转，热源温度低于设计值时机组无法启动，两种情况都会造成能源的极大浪费。
技术实现思路
针对现有技术中蓄能设备蓄能效果差、成本高和循环工质成本高、有毒性且破坏臭氧层等不足，本技术要解决的技术问题是提供一种安全、绿色、成本低廉的高温高压水蓄能蒸汽发电系统。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：本技术高温高压水蓄能蒸汽发电系统，具有承压水罐、第一汽轮机组、第二汽轮机组、发电机以及冷凝器，其中承压水罐内以高温高压的水作为储能介质，吸收高温热源的热量，输出高温高压的循环工质至第一汽轮机组，第一汽轮机组驱动发电机发电，循环工质经冷凝器、高温泵回流至承压水罐；承压水罐输出的循环工质同时输送至第二汽轮机组，带动高温泵，将冷凝水输送回承压水罐内进行下次循环。本技术中，冷凝器与供暖系统相连，形成供暖回路；第一、二汽轮机组为多级可拆卸标准单体汽轮机；在第一汽轮机输入、输出管路之间设有旁路，在该旁路上加设调节发电机组与供暖系统的能源分配的调节阀。本技术具有以下有益效果及优点：1.本技术将热水储存在压力容器中，用水作为蓄能介质由于水在高压下的比热容升高，相比常压下蓄能总量提高两倍以上，同时采用水作为循环工质，安全、绿色、成本低廉；发电系统中水蒸汽经过第一汽轮机组做功后进入冷凝器，利用余热加热冷凝器中冷却水用来供暖，实现能源的梯级利用。2.本技术汽轮机组由多个可拆卸标准单体汽轮机组成，使用方法灵活，可根据热源实际情况选择单体汽轮机数量，尤其是适合小型的太阳能或余热发电；同时使用电动调节阀调节发电机组与供暖系统之间的能源分配，显著提高了能源利用率。3.本技术中的冷凝器在常压水池二次蓄能，特别适用随机不稳定热源如太阳能等绿色能源，通过两次蓄能满足用户连续使用要求且两级调节使用，可靠、容易实施，满足不稳定热源的连续使用要求，同时解决二次能源运行负荷的匹配问题，使总能源利用率进一步提高。4.本技术发电循环系统采用的汽轮机组特指多级冲击式涡轮机，以实现千瓦级以下的负荷要求，从而满足小型单用户民用产品的负荷需求，实现太阳能光热产品的民用化。附图说明图1为本技术结构示意图。其中，1为承压水罐，2为第一汽轮机组，3为第二汽轮机组，4为发电机，5为冷凝器，6为供暖系统，7为高温泵，8为高温热源，9为调节阀，10为常压水池。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术作进一步阐述。如图1所示，本技术高温高压水蓄能蒸汽发电系统，具有承压水罐1、第一汽轮机组2、第二汽轮机组3、发电机4以及冷凝器5，其中承压水罐1内以高温高压的水作为储能介质，吸收高温热源8的热量蓄能，输出高温高压的循环工质至第一汽轮机组2，第一汽轮机组2驱动发电机4发电，循环工质经冷凝器5冷凝成液态、由高温泵7回流至承压水罐1中蒸发器内进行下次循环；承压水罐1输出的循环工质同时输送至第二汽轮机组3，带动高温泵7，冷凝器5的冷凝热储存在常压水池10内。本实施例中，承压水罐1内的水通过吸收高温热源8(特别是随机不稳定的高温热源，如太阳能等绿色能源)产生的热量进行蓄能，发电系统内的循环工质也为水。利用承压水罐1作为储能容器，将热水储存在压力容器即承压水罐1中，用水作为蓄能介质由于水在高压下的比热容升高，相
比常压下蓄能总量提高两倍以上，同时采用水作为循环工质，安全、绿色、成本低廉。常压水池10与供暖系统6相连，形成供暖回路。在第一汽轮机输入、输出管路之间设有旁路，在该旁路上加设调节发电机组与供暖系统的能源分配的调节阀9(本实施例为电动调节阀)。当循环工质温度或流量大于汽轮机设计温度时，打开电动调节阀，对流入汽轮机的循环工质进行分流，调节发电机组与供暖系统之间的能源分配，显著提高了能源利用率。汽轮机组由多级可拆卸标准单体汽轮机组成，使用方法灵活，可根据热源实际情况选择单体汽轮机数量，尤其是适合小型的太阳能或余热发电。本技术工作过程如下：发电时循环工质水先经过蒸发器与承压水罐1与高温高压热水换热后蒸发为蒸汽，驱动第一汽轮机组2进行发电，之后进入冷凝器5，冷凝器5加热常压水池10中的水进行蓄热，有效利用能源，实现能源的梯级利用；控制电动调节阀9的开合可以调节循环工质在二次蓄热与第一汽轮机组间的流量分配，提高热能利用率；承压水罐1中的蒸发器所产生的蒸汽同时驱动第二汽轮机组3带动高温泵7，将冷凝后的液态工质输送回承压水罐1中蒸发器内进行下次循环。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温高压水蓄能蒸汽发电系统，其特征在于：具有承压水罐、第一汽轮机组、第二汽轮机组、发电机以及冷凝器，其中承压水罐内以高温高压的水作为储能介质，吸收高温热源的热量，输出高温高压的循环工质至第一汽轮机组，第一汽轮机组驱动发电机发电，循环工质经冷凝器、高温泵回流至承压水罐；承压水罐输出的循环工质同时输送至第二汽轮机组，带动高温泵，将冷凝水输送回承压水罐内进行下次循环。

【技术特征摘要】
2015.07.22 CN 20151043368341.一种高温高压水蓄能蒸汽发电系统，其特征在于：具有承压水罐、第一汽轮机组、第二汽轮机组、发电机以及冷凝器，其中承压水罐内以高温高压的水作为储能介质，吸收高温热源的热量，输出高温高压的循环工质至第一汽轮机组，第一汽轮机组驱动发电机发电，循环工质经冷凝器、高温泵回流至承压水罐；承压水罐输出的循环工质同时输送至第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵连新，冯长军，
申请(专利权)人：赵连新，
类型：新型
国别省市：辽宁;21