一种太阳能热发电机组制造技术

本发明专利技术提供一种太阳能热发电机组，包括，太阳能集热单元：用于收集太阳能，并将太阳能转化为工质的热能；还包括：燃机单元：包括燃气轮机，用于将所述工质的热能转化为动能驱动发电机进行发电；所述工质为空气。本发明专利技术提供的太阳能热发电机组，能够更充分地利用塔式太阳能热发电技术的聚光比高的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电领域，尤其涉及一种太阳能热发电设备。
技术介绍
太阳能热发电是一种清洁的可再生能源发电技术。相比于风力发电和光伏发电，太阳能热发电系统可通过配置储热和常规能源补燃装置使得电能输出保持稳定，提高发电质量。在当今能源日益短缺的情况下，太阳能热发电是最有可能逐步替代火电、承担基础电力负荷的新能源技术。太阳能热发电按照技术类型划分包括槽式、塔式、碟式和线性菲涅尔式四种技术类型。其中，塔式技术聚光比高、工作温度高，因此其发电效率较高，成本下降潜力大。与其它技术类型的太阳能热发电相比，塔式太阳能热发电将是太阳能热发电发展的重要方向。常规的塔式太阳能热发电系统，主要由定日镜阵列、高塔、吸热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成。塔式太阳能热发电系统中，定日镜群以高塔为中心，呈扇形或圆周状分布，将太阳光聚焦到位于高塔之上的吸热器，加热吸热器中的传热介质(工质)。常规的塔式太阳能热发电系统的动力部分与燃煤电站类似，高温传热介质用于加热水产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机组发电，汽轮机乏汽经冷凝器冷凝后循环使用。塔式太阳能热发电技术的主要优势在于其聚光比高，通常在200～700之间，因此其工质可被加热到1000℃以上。但是，在常规的塔式太阳能热发电系统配置下，采用汽轮机发电，工质工作温度较低。聚光比高所带来的优势并未得到充分利用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种太阳能热发电机组，能够更充分地利用塔式太阳能热发电技术的聚光比高的优势。基于上述目的本专利技术提供的太阳能热发电机组，包括，太阳能集热单元：用于收集太阳能，并将太阳能转化为工质的热能；还包括：燃机单元：与所述太阳能集热单元连接，包括燃气轮机，用于将所述工质的热能转化为动能驱动发电机进行发电；所述工质为空气。可选的，所述太阳能热发电机组还包括：工质温度控制单元：与太阳能集热单元连接，用于在第一设定条件下冷却所述空气进入所述太阳能热发电机组时的温度，使得所述空气进入太阳能发电系统的工质接收机构时的温度接近工质接收机构额定工况下的工质温度。可选的，所述工质接收机构为压气机；所述燃机单元包括压气机、空气透平、发电机；其中，压气机：与所述太阳能集热单元连接，用于将环境中的空气输入所述太阳能集热单元；空气透平：与所述太阳能集热单元和所述发电机连接，用于利用太阳能集热单元输出的空气产生用于驱动所述发电机的机械能。可选的，所述燃机单元还包括：换热器：设置于所述压气机和太阳能集热单元之间，与压气机和太阳能集热单元连接，用于在所述环境中的空气输入所述太阳能集热单元之前，实现所述空气透平排放的废气与所述压气机输送的空气的热交换。可选的，所述燃机单元的功率小于10MW。可选的，所述太阳能集热单元包括：太阳能吸热器、定日镜场和高塔；其中：太阳能吸热器：设置于所述高塔顶部，用于吸收太阳能热，使得能够利用所述太阳能热加热所述工质；定日镜场：设置于所述高塔下方并围绕所述高塔，用于将太阳能热集中到所述太阳能吸热器。可选的，所述定日镜场中的定日镜距离所述太阳能吸热器的最大距离小于设定值。可选的，所述工质温度控制单元包括吸收式冷温水机和进气冷却器；其中：吸收式冷温水机：与所述进气冷却器连接，用于令制冷工质产生制冷所需的冷量；进气冷却器：设置于压气机的空气入口位置处，用于利用吸收式冷温水机产生的冷量对将进入工质接收机构的空气进行冷却，使得所述空气进入工质接收机构时的温度接近工质接收机构额定工况下的进气温度。可选的，所述的制冷工质为水；所述的吸收式冷温水机具体包括：吸收器、溶液泵、发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器；其中：溶液泵：与吸收器和发生器连接，用于将吸收器内的溴化锂溶液增压后送入发生器；发生器：与所述燃机单元连接，用于利用燃机单元的废气所携带的热量加热溴化锂稀溶液，从而析出水蒸气；冷凝器：与所述发生器连接，用于对所述发生器产生的水蒸气进行冷凝，产生液体水；节流阀：与所述冷凝器连接，用于对从所述冷凝器输出、经过该节流阀的液体水进行降压；蒸发器：与所述节流阀连接，用于将所述节流阀输送的、降压后的液体水蒸发，产生水蒸气，蒸发的同时产生冷量，使得制冷工质能够携带所述冷量进入进气冷却器。吸收器：与蒸发器连接，用于吸收蒸发器产生的水蒸气，与发生器产生的溴化锂浓溶液混合，，使得溴化锂溶液浓度降低。从上面所述可以看出，本专利技术提供的太阳能热发电机组，采用空气作为工质，以Brayton(勃朗登)循环替代现有技术中太阳能发电的Rankine(朗肯)循环，突破温度限制。根据热力学基本原理，热力系统的热功转换效率主要取决于高低温热源。常规的塔式太阳能热电站利用水蒸气为工质，其工质的循环为Rankine循环。目前，由于受到材料和技术方面的制约，超超临界火电机组的最高工质温度在600℃左右。本专利技术以Brayton循环替代Rankine循环，突破温度限制，可以有效发挥塔式太阳能高聚光比的优势。其次，本专利技术实施例的太阳能热发电机组采用输出功率较小的燃机单元，实现塔式太阳能热电的分布式利用。燃机单元输出功率的降低使得光热电站可以模块化的方式建设和运行。模块化设计可以实现快速的设计、安装，可扩展性强。各个集热塔可分别维护，能提高整个电站的可用率。由于模块化塔式系统单塔的装机规模较小，最远的定日镜距离集热塔的距离很近，因而对定日镜的控制要求较低，可以避免塔式太阳能定日镜场的光斑发散问题，使工质温度的提升更有保障。本专利技术实施例的太阳能热发电机组通过工质温度控制单元在设定条件下降低工质进入太阳能热发电机组时的温度，从而能够提高空气接收机构的工作效率。在具体实施例中，所述工质温度控制单元利用燃机单元所排废气的余热进行制冷，提高了能源利用率。附图说明图1为本专利技术实施例的太阳能热发电机组结构示意图。具体实施方式为了给出有效的实现方案，本专利技术提供了下述实施例，以下结合说明书附图对本专利技术实施例进行说明。本专利技术首先提供一种太阳能热发电机组，结构如图1所示，包括，太阳能集热单元101：用于收集太阳能，并将太阳能转化为工质的热能；还包括：燃机单元102：包括气轮机，用于将所述工质的热能转化为动能驱动发电机进行发电；所述工质为空气。现有技术中，常规的塔式太阳能热电站采用Rankine循环作为其动力系统，工质为水蒸气。根据热力学基本原理，热力系统的热功转换效率主要取决于高低温热源。目前，由于受到材料和技术方面的制约，采用水蒸气作为工质的燃机单元的最高工质温度在600℃左右。本专利技术采用空气作为工质，在燃机单元102和太阳能集热单元101之间形成Brayton循环，由于空气与水蒸气相比能够在燃机单元中被加热到更高的温度，因此本专利技术所提供的太阳能发电机组能够将工质的温度大幅度提高，从而能够将塔式技术太阳能发电机组的高聚光比优势更为充分地发挥出来。在具体实施例中，所述空气包括一般环境中的空气。在本专利技术具体实施例中，仍然参照图1，所述太阳能热发电机组还包括：工质温度控制单元103：用于在第一设定条件下冷却所述空气进入所述太阳能热发电机组时的温度，使得所述空气进入太阳能发电机组的工质接收机构时的温度接近空气接收机构额定工况下的工质温度。本专利技术的太阳能热发电机组所采用的工质为空气，空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热发电机组，包括，太阳能集热单元：用于收集太阳能，并将太阳能转化为工质的热能；其特征在于，还包括：燃机单元：与所述太阳能集热单元连接，包括燃气轮机，用于将所述工质的热能转化为动能驱动发电机进行发电；所述工质为空气。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热发电机组，包括，太阳能集热单元：用于收集太阳能，并将太阳能转化为工质的热能；其特征在于，还包括：燃机单元：与所述太阳能集热单元连接，包括燃气轮机，用于将所述工质的热能转化为动能驱动发电机进行发电；所述工质为空气。2.根据权利要求1所述的太阳能热发电机组，其特征在于，还包括：工质温度控制单元：与太阳能集热单元连接，用于在第一设定条件下在所述空气进入所述太阳能热发电机组时冷却所述空气的温度，使得所述空气进入太阳能发电机组的工质接收机构时的温度接近工质接收机构额定工况下所接收工质的额定温度。3.根据权利要求2所述的太阳能热发电机组，其特征在于，所述工质接收机构为压气机；所述燃机单元包括压气机、空气透平、发电机；其中，压气机：与所述太阳能集热单元和所述空气透平连接，用于将环境中的空气输入所述太阳能集热单元；空气透平：与所述太阳能集热单元和所述发电机连接，用于利用太阳能集热单元输出的空气产生用于驱动所述发电机的机械能以及带动压气机。4.根据权利要求3所述的太阳能热发电机组，其特征在于，所述燃机单元还包括：换热器：设置于所述压气机和太阳能集热单元之间，与压气机和太阳能集热单元连接，用于在所述环境中的空气输入所述太阳能集热单元之前，实现所述空气透平排放的废气与所述压气机输送的空气的热交换。5.根据权利要求1所述的太阳能热发电机组，其特征在于，所述燃机单元的功率小于10MW。6.根据权利要求2所述的太阳能热发电机组，其特征在于，所述太阳能集热单元包括：太阳能吸热器、定日镜场和高塔；其中：太阳能吸热器：设置于所述高塔顶部，用于吸收太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周喆，陈玉虹，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11