一种风光耦合的火电站凉水塔及其工作方法技术

本发明专利技术公开的一种风光耦合的火电站凉水塔及其工作方法，属于能源发电技术领域。凉水塔本体为双曲线型，喷淋装置设在凉水塔本体的中部并朝向凉水塔本体内部的下方，循环水管道一端与喷淋装置连接，另一端与循环水系统连接；支撑架设在凉水塔本体的喉部，风力发电机组设在支撑架上且风力发电机组的叶片迎风面朝下；除水装置设在喷淋装置与风力发电机组之间；凉水塔本体的底部设有蓄水池；太阳能薄膜电池设在凉水塔本体的外壁；风力发电机组和太阳能薄膜电池分别通过电缆与并网组件连接。本发明专利技术在原有火电站设施的基础上，充分利用原有资源，同时耦合开发新能源，可以提升经济和环境双重效益。

【技术实现步骤摘要】
一种风光耦合的火电站凉水塔及其工作方法
本专利技术属于能源发电
，具体涉及一种风光耦合的火电站凉水塔及其工作方法。
技术介绍
在传统的火力发电领域，利用化石燃料燃烧产生高温与工质进行换热，高温水蒸气推动透平做功，并进一步带动发电机，产生电量。工质所经历的郎肯循环过程中有一个重要的过程便是乏汽在凝汽器的凝结和冷却。一般来说，水冷的效率比空冷的效率高，因而被广泛采用。在沿江或者沿海地带，由于水资源充足，冷却水直接排放进入河流；但是在水资源不富足的内陆地区，则需要对冷却循环水进行重复利用。双曲线型的凉水塔由于结构较优、冷却效果好被广泛用在火电站尾部进行循环水的冷却。但是凉水塔一般会占用较大的面积，并且建筑高度较高，仅用作凉水用途未能达到最高性价比。目前电站的凉水塔已有应用做到烟塔合一，但是对其的利用仍然有限。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种风光耦合的火电站凉水塔及其工作方法，能够提高火电站的空间利用率，提升整厂的发电量。本专利技术是通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种风光耦合的火电站凉水塔，包括循环水管道、喷淋装置、除水装置、支撑架、风力发电机组、凉水塔本体、太阳能薄膜电池和并网组件；凉水塔本体为双曲线型，喷淋装置设在凉水塔本体的中部并朝向凉水塔本体内部的下方，循环水管道一端与喷淋装置连接，另一端与循环水系统连接；支撑架设在凉水塔本体的喉部，风力发电机组设在支撑架上且风力发电机组的叶片迎风面朝下；除水装置设在喷淋装置与风力发电机组之间；凉水塔本体的底部设有蓄水池；太阳能薄膜电池设在凉水塔本体的外壁；风力发电机组和太阳能薄膜电池分别通过电缆与并网组件连接。优选地，喷淋装置分为若干组，周向均布在凉水塔本体内。优选地，风力发电机组的叶片水平设置，机舱和主轴垂直设置。优选地，风力发电机组的叶轮直径为所处凉水塔本体喉部直径的60％～90％。优选地，除水装置为双层布置的板式收水器。进一步优选地，除水装置在凉水塔本体内部沿径向均布。优选地，太阳能薄膜电池为铜铟镓硒电池。优选地，支撑架上设有湿度传感器，湿度传感器分别与喷淋装置和除水装置的控制系统连接。优选地，支撑架外部设有防腐层。本专利技术公开了上述风光耦合的火电站凉水塔的工作方法，包括：循环水经由凝汽器冷却介质后吸热，通过循环水管道输送至凉水塔，经由喷淋装置喷淋，向下进入蓄水池；循环水在下落的过程中，与周围的空气进行换热，周围空气温度升高，密度降低，形成由下而上的对流，凉水塔外部的冷空气会迅速由凉水塔本体的底部进行补充；空气与循环水发生对流时，在温度交换的同时也进行了质量的交换，部分循环水变成水蒸汽，加大了空气的湿度；湿空气上行，经过除水装置，使空气中的部分水蒸汽凝结成水，下落至蓄水池；经过除水后的干空气继续上行，经由风力发电机组的叶片时带动叶片旋转，产生电能，继续经过风力机之后，上行气体经由凉水塔本体的上出口排入大气；在凉水塔本体塔壁表面设置的太阳能薄膜电池能够在有光照时，吸收太阳光发出电量；风力发电机组和太阳能薄膜电池产生的电能，经并网组件之后，并入输电线路，接入电网。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的一种风光耦合的火电站凉水塔，利用火电站凉水塔内部的循环水和冷却空气的温差产生的对流，不仅可以实现循环水的冷却，同时可以通过在凉水塔喉部布置嵌入式的风力机，实现能量的多级利用。在凉水塔内部(循环水入口和凉水塔喉部之间)加装除水设备，除去冷却循环水后空气中的水蒸汽，减小湿空气对风力机叶片和电气系统的侵蚀。在凉水塔的外壁面均匀布置薄膜型光伏电池，吸收辐射到凉水塔壁面的太阳能。在白天有光照时，充分利用辐射到凉水塔外表面的能量，同时充分利用了凉水塔建筑表面的面积。风力机和薄膜太阳能电池发出的电经过整流逆变升压，送入火电站的输电线路，并入电网，充分利用了原有的输电设施，避免了重复建设。本专利技术在原有火电站设施的基础上，充分利用原有资源，同时耦合开发新能源，可以提升经济和环境双重效益。进一步地，喷淋装置分为若干组，周向均布在凉水塔本体内，喷淋均匀，效果好。进一步地，风力发电机组的叶片水平设置，能够最大化利用气体动力能，机舱和主轴垂直设置，能够减小对气体流场的影响。进一步地，风力发电机组的叶轮直径为所处凉水塔本体喉部直径的60％～90％，在充分利用气体动能的同时，确保运行时风机叶片的安全性。进一步地，除水装置采用双层布置的板式收水器，除水效率高，避免网状除水器带来较大气流阻力影响风电机组的效率。更进一步地，除水装置在凉水塔本体内部沿径向均布，除水效果好，作用均匀。进一步地，太阳能薄膜电池采用铜铟镓硒电池，成本低、污染小、不衰退、弱光性能好，布置简单，易于布设在双曲线凉水塔的外壁上。进一步地，支撑架上设有湿度传感器，湿度传感器能够将上行气体的湿度数据反馈给喷淋装置和除水装置，从而对喷淋量和除水功率进行调节。进一步地，支撑架外部设有防腐层，防止高温高湿气体长期腐蚀，提高使用寿命，同时保证系统的安全性。本专利技术公开的上述风光耦合的火电站凉水塔的工作方法，自动化程度高，能够提高火电站的空间利用率，提升整厂的发电量。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图中：1-循环水管道、2-循环水、3-喷淋装置、4-冷空气、5-除水装置、6-干空气、7-支撑架、8-风力发电机组、9-凉水塔本体、10-太阳能薄膜电池、11-蓄水池、12-并网组件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述，其内容是对本专利技术的解释而不是限定：如图1，为本专利技术的风光耦合的火电站凉水塔，包括循环水管道1、喷淋装置3、除水装置5、支撑架7、风力发电机组8、凉水塔本体9、太阳能薄膜电池10和并网组件12。凉水塔本体9为双曲线型，喷淋装置3分为若干组，周向均布在凉水塔本体9的中部并朝向凉水塔本体9内部的下方，循环水管道1一端与喷淋装置3连接，另一端与循环水系统连接。支撑架7设在凉水塔本体9的喉部，优选地，支撑架7优选采用强度高的材质，同时，在支撑架7外部设有防腐层，防止高温高湿气体长期腐蚀，提高使用寿命，同时保证系统的安全性。风力发电机组8设在支撑架7上且风力发电机组8的叶片迎风面朝下；优选地，风力发电机组8的叶片水平设置，机舱和主轴垂直设置。综合考虑充分利用气体动能的同时，确保运行时风机叶片的安全性，风力发电机组8的叶轮直径为所处凉水塔本体9喉部直径的60％～90％。在本专利技术的一个较优的实施例中，支撑架7上设有湿度传感器，湿度传感器分别与喷淋装置3和除水装置5的控制系统连接。湿度传感器能够将上行气体的湿度数据反馈给喷淋装置3和除水装置5，从而对喷淋量和除水功率进行调节。除水装置5设在喷淋装置3与风力发电机组8之间；优选地，除水装置5采用双层布置的板式收水器，除水装置5在凉水塔本体9内部沿径向均布。凉水塔本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，包括循环水管道(1)、喷淋装置(3)、除水装置(5)、支撑架(7)、风力发电机组(8)、凉水塔本体(9)、太阳能薄膜电池(10)和并网组件(12)；/n凉水塔本体(9)为双曲线型，喷淋装置(3)设在凉水塔本体(9)的中部并朝向凉水塔本体(9)内部的下方，循环水管道(1)一端与喷淋装置(3)连接，另一端与循环水系统连接；支撑架(7)设在凉水塔本体(9)的喉部，风力发电机组(8)设在支撑架(7)上且风力发电机组(8)的叶片迎风面朝下；除水装置(5)设在喷淋装置(3)与风力发电机组(8)之间；凉水塔本体(9)的底部设有蓄水池(11)；太阳能薄膜电池(10)设在凉水塔本体(9)的外壁；风力发电机组(8)和太阳能薄膜电池(10)分别通过电缆与并网组件(12)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，包括循环水管道(1)、喷淋装置(3)、除水装置(5)、支撑架(7)、风力发电机组(8)、凉水塔本体(9)、太阳能薄膜电池(10)和并网组件(12)；
凉水塔本体(9)为双曲线型，喷淋装置(3)设在凉水塔本体(9)的中部并朝向凉水塔本体(9)内部的下方，循环水管道(1)一端与喷淋装置(3)连接，另一端与循环水系统连接；支撑架(7)设在凉水塔本体(9)的喉部，风力发电机组(8)设在支撑架(7)上且风力发电机组(8)的叶片迎风面朝下；除水装置(5)设在喷淋装置(3)与风力发电机组(8)之间；凉水塔本体(9)的底部设有蓄水池(11)；太阳能薄膜电池(10)设在凉水塔本体(9)的外壁；风力发电机组(8)和太阳能薄膜电池(10)分别通过电缆与并网组件(12)连接。


2.根据权利要求1所述的风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，喷淋装置(3)分为若干组，周向均布在凉水塔本体(9)内。


3.根据权利要求1所述的风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，风力发电机组(8)的叶片水平设置，机舱和主轴垂直设置。


4.根据权利要求1所述的风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，风力发电机组(8)的叶轮直径为所处凉水塔本体(9)喉部直径的60％～90％。


5.根据权利要求1所述的风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，除水装置(5)为双层布置的板式收水器。


6.根据权利要求5所述的风光耦合的火电站凉水塔，其特征在于，除水装置(5)在凉水塔本体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：许扬，李杰，王晓磊，刘鹏程，马宏怡，蔡安民，林伟荣，焦冲，王恩民，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，华能山东发电有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11