一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，包括汽轮机、与汽轮机相连的凝汽器，凝汽器通过低压加热器与除氧器连接，所述除氧器分别连接高压加热器和介质给水换热器，介质给水换热器分别连接到低温介质罐和高温介质罐，低温介质罐和高温介质罐分别连接布有太阳能反光镜和吸热器的太阳能光热吸热装置。该系统利用了太阳能光热的吸热及储能特性，并结合现有火力发电厂的部分设备，实现太阳能光热发电和传统火力发电厂的耦合发电，从而有效降低火力发电厂的能耗水平，减少太阳能光热发电投资成本，实现资源、能源利用的最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统
本技术属于太阳能光热与火力发电厂耦合发电技术发电应用领域，特别是一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统。
技术介绍
近年来，随着节能减排政策的不断出台，我国新能源发电产业快速发展，装机容量逐年攀升，成为我国电力供应结构中的新兴力量，对改善我国电源结构，降低污染排放起着重要的作用。据统计，截止2015年末，我国发电火电装机容量9.9亿千瓦；风电装机容量12934万千瓦；太阳能发电装机容量4158万千瓦。目前，太阳能光热发电在我国开始逐渐推广，它是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。它主要包括：吸热塔、反射镜、导热介质、介质蒸汽发生器、低温介质存储罐、高温介质存储罐、汽轮机发电机、冷凝器、凝结水泵、除氧器、给水泵等设备。目前常用的导热介质主要包括：水、导热油、熔盐等。太阳能光热发电工艺流程为：当太阳辐射存在时，低温介质存储罐中的介质进入吸热塔吸收反射镜反射来的太阳光热，介质被加热后直接进入高温存储罐，部分介质经高温介质泵送入蒸汽发生器加热给水，给水受热变成蒸汽，驱动汽轮发电机发电，汽轮机排汽经冷凝器凝结成水，经凝结水泵、除氧器、给水泵后，再次进入介质蒸汽发生器。介质释放热量后进入低温介质罐，并再次进入吸热塔加热。当太阳辐射缺失时，高温存储罐中的导热介质进入蒸汽发生器释放热量，维持机组正常运行，释放热量后的介质进入低温存储罐。该技术不但避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，大大降低太阳能发电的成本，而且拥有光伏太阳能所无法比拟的优势，通过配置储热系统并增大集热系统的容量，当太阳辐射存在时，汽轮发电机组发电的同时，储热系统进行储热；在太阳辐射缺失的情况下，汽轮发电机组利用储热系统的放热，仍然可以满负荷发电。储热系统的容量足够的情况下，机组可以连续24小时发电。我国传统火力发电厂设备利用小时数逐年下降，据统计2015年火力发电厂设备利用小时数为4364小时，2016年，火力发电厂设备利用小时数进一步降至4165小时，火力发电设备利用水平较低。而如何充分利用现有火力发电机组设备，提高机组现有火力发电机组运行效率，降低太阳能光热发电投资成本，成为目前本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本技术的目的在于提供一种利用了太阳能光热的吸热及储能特性，并结合现有火力发电厂的部分设备，实现太阳能光热发电和传统火力发电厂的耦合发电，从而有效降低火力发电厂的能耗水平，减少太阳能光热发电投资成本，实现资源、能源利用的最大化。本技术是通过下述技术方案来实现的。一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，包括汽轮机、与汽轮机相连的凝汽器，凝汽器通过低压加热器与除氧器连接，所述除氧器分别连接高压加热器和介质给水换热器，介质给水换热器分别连接到低温介质罐和高温介质罐，低温介质罐和高温介质罐分别连接布有太阳能反光镜和吸热器的太阳能光热吸热装置。进一步，所述介质给水换热器给水侧与高压加热器给水侧并联，介质给水换热器给水侧设置有进出口电动门。进一步，所述吸热器布置在太阳能反光镜焦点处。进一步，所述低温介质罐通过低温介质泵连接到吸热器，经吸收来自太阳能反光镜反射的太阳能光热的升温的介质进入高温介质罐。进一步，所述介质给水换热器通过高温介质泵与高温介质罐相连接。进一步，所述介质给水换热器与低温介质罐、高温介质泵连接管道上分别设有介质侧出口阀和介质侧进口阀。进一步，凝汽器与低压加热器之间的凝结水泵管道上设有凝结水泵；除氧器分别连接到高压加热器和介质给水换热器的高压加热器入口管道上设有给水泵。进一步，所述低温介质罐和高温介质罐中的介质为熔盐、蒸汽、导热油或压缩空气的导热介质。进一步，所述布有太阳能反光镜和吸热器的太阳能光热吸热装置为槽式太阳能吸热单元、塔式太阳能吸热单元或菲涅尔式太阳能吸热单元。本技术的有益效果在于：本技术利用了太阳能光热的吸热及储能特性，并结合现有火力发电厂的部分设备，实现太阳能光热发电和传统火力发电厂的耦合发电，可有效降低火力发电厂的能耗水平，减少太阳能光热发电投资成本，实现资源、能源利用的最大化。本技术将太阳能光热发电储热技术与传统火力发电厂进行耦合，利用太阳能光热发电储热替代部分或全部高压加热器抽汽，可有效提高机组效率，降低现有火力发电机组能耗水平。本技术取消了太阳能光热发电厂所需的汽轮机及发电机设备，充分利用现有火力发电厂的汽轮机及发电机，大幅降低了太阳能光热发电厂的投资成本。附图说明图1为本技术系统框图。图中：1、汽轮机；2、凝汽器；3、凝结水泵管道；4、凝结水泵；5、低压加热器；6、除氧器；7、给水泵；8、高压加热器入口管道；9、高压加热器；10、介质给水换热器；11、高压加热器进口阀；12、高压加热器出口阀；13、给水侧进口阀；14、给水侧出口阀；15、介质侧进口阀；16、介质侧出口阀；17、低温介质罐；18、低温介质泵；19、太阳能反光镜；20、吸热器；21、高温介质罐；22、高温介质泵。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明，但并不作为对本技术做任何限制的依据。如图1所示，给出了一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，包括汽轮机1、与汽轮机1相连的凝汽器2，凝汽器2通过与凝结水泵管道3和凝结水泵4连通低压加热器5至除氧器6，除氧器6通过在高压加热器入口管道8上设有的给水泵7分别连通高压加热器9和介质给水换热器10；介质给水换热器10分别连接到低温介质罐17和高温介质罐21，介质给水换热器10与低温介质罐17连接管道上设有介质侧出口阀16，介质给水换热器10与高温介质罐21连接管道上设有介质侧进口阀15和高温介质泵22。低温介质罐17和高温介质罐21分别连接布有太阳能反光镜19和吸热器20的太阳能光热吸热装置。低温介质罐17与吸热器20通过低温介质泵18连接。其中，介质给水换热器10给水侧与高压加热器9给水侧并联，介质给水换热器10给水侧分别设置有给水侧进口阀13和给水侧出口阀14。高压加热器9的进出口端分别设有高压加热器进口阀11和高压加热器出口阀12。其中，吸热器20布置在太阳能反光镜19焦点处。低温介质灌17中的介质经低温介质泵18升压后进入吸热器20，介质吸收来自太阳能反光镜19反射的太阳能光热，介质吸热后温度升高，进入高温介质灌。太阳能光热吸热装置为槽式太阳能吸热单元、塔式太阳能吸热单元或菲涅尔式太阳能吸热单元。低温介质罐17和高温介质罐21中的介质为熔盐、蒸汽、导热油或压缩空气的导热介质。高温介质罐21内的介质经高温介质泵22增压，进入介质给水换热器10与给水进行换热，介质冷却后进入低温介质罐17。本技术系统的太阳能光热吸热装置可在火力发电厂启动前提前启动，以储备足够的热量，火力发电厂启动初期，可逐步投入介质给水换热器，控制介质给水换热器出口水温与高压加热器出口水温温差不大于50℃，机组正常运行期间，必须严格控制介质给水换热器出口水温与高压加热器出口水温温差，当太阳能较充裕时，可适当增加介质给水换热器换热量，当太阳能较差时，可适当较少介质给水换热器换热量，在火力发电厂机组停运时，太阳能光热单元同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，包括汽轮机(1)、与汽轮机(1)相连的凝汽器(2)，凝汽器(2)通过低压加热器(5)与除氧器(6)连接，其特征在于，所述除氧器(6)分别连接高压加热器(9)和介质给水换热器(10)，介质给水换热器(10)分别连接到低温介质罐(17)和高温介质罐(21)，低温介质罐(17)和高温介质罐(21)分别连接布有太阳能反光镜(19)和吸热器(20)的太阳能光热吸热装置。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，包括汽轮机(1)、与汽轮机(1)相连的凝汽器(2)，凝汽器(2)通过低压加热器(5)与除氧器(6)连接，其特征在于，所述除氧器(6)分别连接高压加热器(9)和介质给水换热器(10)，介质给水换热器(10)分别连接到低温介质罐(17)和高温介质罐(21)，低温介质罐(17)和高温介质罐(21)分别连接布有太阳能反光镜(19)和吸热器(20)的太阳能光热吸热装置。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，其特征在于，介质给水换热器(10)的给水侧与高压加热器(9)给水侧并联，介质给水换热器(10)给水侧设置有进出口电动门。3.根据权利要求1所述的一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，其特征在于，所述吸热器(20)布置在太阳能反光镜(19)焦点处。4.根据权利要求1所述的一种太阳能光热与火力发电厂耦合发电系统，其特征在于，所述低温介质罐(17)通过低温介质泵(18)连接到吸热器(20)，经吸收来自太阳能反光镜(19)反射的太阳能光热的升温的介质进入高温介质罐(21)。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建彪，
申请(专利权)人：王建彪，
类型：新型
国别省市：陕西,61