可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统技术方案

本发明专利技术涉及新能源领域，提供一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，包括供水模块、光热蓄能模块、风光制氢模块、氢气存储模块、燃氢发电模块、加压换热模块和汽轮机发电模块。本发明专利技术的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，光热蓄能模块利用光热生产饱和水，通过饱和水进行储能，利用风能发电和光伏发电生产氢气，通过氢气进行蓄能；利用燃氢进行燃气轮机发电构成燃气轮机双工质循环，利用燃氢燃气轮机发电余热加上燃氢增能的汽轮机发电，构成汽轮机发电的卡诺循环。系统产生的高温余热气体中的热量对饱和水加热，实现燃氢发电模块排气中高热能的回收，并利用余热回收助推了蒸汽轮机发电，提高整个系统的发电效率，可达到65％以上。可达到65％以上。可达到65％以上。

【技术实现步骤摘要】
可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统


[0001]本专利技术涉及新能源系统领域，尤其涉及一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环发电系统。

技术介绍

[0002]在“双碳”目标的要求下，可再生能源的利用正在急速地发展，特别是风能和太阳能的利用正是目前世界各国能源领域特别关注的发展项目。
[0003]但是，由风能和太阳能有时效局限性，无法能连续的提供能量。因此，使之发出的电能质量受着电网要求的限制，并网有一定缺陷，甚至电网拒绝接受，造成弃风弃光的现象，为解决这一问题，采用储能和汽轮机发电或燃气轮机发电相结合，由于汽轮机发出电力或燃气轮机发电是完全符合电网的质量要求，而且由于采用了储能技术，这样使可再生能源通过汽轮机发出的电能对电网可以是调峰，也可以是向电网稳定供电。
[0004]这样的发电方法中，重要的是储能系统，储能技术近几年也得到快速的发展，各种储能技术相继出现，目前最使人们关注的是氢气储能配合太阳能光热技术的饱和水储能，形成了一个独特的“饱和水+氢气”的储能系统。
[0005]由于氢气独特的性能，储能后的释能系统较为复杂，氢气的释能比较多的方法是：1、燃料电池；2、燃烧氢气释放热能，它释放的热能可以通过燃氢锅炉产生蒸汽，推动汽轮发电机，也可以通过氢气燃烧室释放出高温高压的氢燃气，去直接推动氢燃气轮机发电，后者要比前者的效率高，设备简单，投资省。
[0006]但是，由燃烧室出来的燃气内含一个双工质，一个是空气，一个是蒸汽，而二者的性能又有很大的差别，使之在燃气轮机中是一个双工质做功的复合体系。这个双工质做功，是和普通的燃油，烧天然气的燃气轮机的工作过程是有区别的，燃氢燃气轮机从热力学的热力过程的概念上来说，它的效率要高于燃油、燃天然气的燃气轮机，因此，采用燃氢释能直接去推动燃气轮机要比燃氢换热产生蒸汽去推动汽轮机的效率要高，但是，由于氢气在燃烧室中燃烧自身产生的是高温高压的蒸汽和空气混合体，它和燃油或天然气产生的纯燃气的热力过程是不一样的，而且燃氢燃气轮机的排气温度非常高，内含水蒸汽和空气，处理燃氢燃气轮机的排气比较困难，而热损失也比较大。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，用以解决技术燃氢燃气轮机排气难以处理且热损失较大的问题。
[0008]本专利技术提供一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，包括：
[0009]供水模块，用于制取并存储软化水；
[0010]光热蓄能模块，连接所述供水模块，用于利用光热生产并储存饱和水；
[0011]风光制氢模块，用于利用风能发电和光伏发电并电解水制取氢气；
[0012]氢气存储模块，与所述风光制氢模块连接，用于存储氢气；
[0013]燃氢发电模块，连接所述氢气存储模块，适于燃氢发电，并产生高温余热气体；
[0014]加压换热模块，连接所述光热蓄能模块和所述燃氢发电模块，用于对所述饱和水加压并利用所述高温余热气体对所述饱和水进行加热；
[0015]汽轮机发电模块，与所述加压换热模块连接，用于利用加压加热后的所述饱和水所形成的蒸汽发电。
[0016]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，还包括：
[0017]燃氢换热设备，设置在所述加压换热模块和所述汽轮机发电模块之间并与氢气存储模块连接，用于对所述饱和水进行二次加热。
[0018]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，还包括：
[0019]冷凝回流模块，连接所述汽轮机发电模块和所述供水模块，用于将所述汽轮机发电模块的排汽冷凝回流至所述供水模块。
[0020]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，所述加压换热模块包括二次增压供水泵和余热锅炉换热器，所述二次增压供水泵的入口连接所述光热蓄能模块的出水口，所述二次增压供水泵的出口连接所述余热锅炉换热器的进液口，所述余热锅炉换热器的蒸汽出口连通所述汽轮机发电模块，所述余热锅炉换热器的进气口连接所述燃氢发电模块。
[0021]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，所述供水模块包括软化常温水罐，所述软化常温水罐的入水口连通纯水制水系统，所述软化常温水罐的出水口连通光热蓄能模块和风光制氢模块。
[0022]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，所述供水模块还包括：
[0023]软化热水罐，所述软化热水罐的出水口连通所述光热蓄能模块；
[0024]余热回收换热器，所述余热回收换热器的第一换热侧的入口连接所述余热锅炉换热器的出气口，所述余热回收换热器的第二换热侧的入口连接所述软化常温水罐的出水口，所述余热回收换热器的第一换热侧的出口和第二换热侧的出口连接所述软化热水罐的入水口。
[0025]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，所述余热回收换热器的第一换热侧的入口还与燃氢换热设备的出口连接。
[0026]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，所述风光制氢模块包括光伏发电设备、风力发电设备、整流蓄电单元、直流屏和电解制氢单元，所述风力发电设备连接所述整流蓄电单元，所述直流屏连接所述光伏发电设备、所述风力发电设备和所述电解制氢单元，所述电解制氢单元的入口连接所述供水模块，所述电解制氢单元的出口连接所述氢气存储模块。
[0027]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，氢气存储模块包括有机液体储氢油制取单元和氢油储罐，所述有机液体储氢油制取单元的入口连接所述风光制氢模块，所述有机液体储氢油制取单元的出口连接所述氢油储罐的入口，所述氢油储罐的出口连接所述燃氢发电模块。
[0028]根据本专利技术提供的一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，所述燃氢发电模块包括氢气燃烧室、空压机和燃气轮机发电机组，所述氢气燃烧室的入口连接所述氢
气存储模块和空压机，所述氢气燃烧室的出口连接所述燃气轮机发电机组，所述燃气轮机发电机组的排气口连接所述加压换热模块，所述加压换热模块连接所述燃氢换热设备，所述燃氢换热设备与所述汽轮机发电模块相连。余热回收换热器
[0029]本专利技术提供的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统系统，光热蓄能模块利用光热生产饱和水，通过饱和水进行储能，并且利用风能发电和光伏发电生产氢气，制成氢油，通过氢油进行蓄能，构成“饱和水+氢”联合储能体系，当利用氢油的形式存储氢时，还可以构成“饱和水+氢油”联合储能体系；在通过燃氢发电模块发电时，汽轮发电机利用饱和水发电，此过程中，加压换热模块利用燃氢发电模块产生的高温余热气体中的热量对饱和水进行加热，既解决了燃氢发电模块排气的处理问题，实现排气中热量的回收，还有利于提高汽轮发电机的发电效率。
[0030]本专利技术提供的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，燃氢发电模块的“双工质循环”，“燃氢发电模块的发电余热+燃氢换热设备的氢燃增能结合汽轮机发电模块的单工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，其特征在于，包括：供水模块，用于制取并存储软化水；光热蓄能模块，连接所述供水模块，用于利用光热生产并储存饱和水；风光制氢模块，用于利用风能发电和光伏发电并电解水制取氢气；氢气存储模块，与所述风光制氢模块连接，用于存储氢气；燃氢发电模块，连接所述氢气存储模块，适于燃氢发电，并产生高温余热气体；加压换热模块，连接所述光热蓄能模块和所述燃氢发电模块，用于对所述饱和水加压并利用所述高温余热气体对所述饱和水进行加热；汽轮机发电模块，与所述加压换热模块连接，用于利用加压加热后的所述饱和水所形成的蒸汽发电。2.根据权利要求1所述的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，其特征在于，还包括：燃氢换热设备，设置在所述加压换热模块和所述汽轮机发电模块之间并与氢气存储模块连接，用于对所述饱和水进行二次加热。3.根据权利要求1或2所述的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，其特征在于，还包括：冷凝回流模块，连接所述汽轮机发电模块和所述供水模块，用于将所述汽轮机发电模块的排汽冷凝回流至所述供水模块。4.根据权利要求2所述的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，其特征在于，所述加压换热模块包括二次增压供水泵和余热锅炉换热器，所述二次增压供水泵的入口连接所述光热蓄能模块的出水口，所述二次增压供水泵的出口连接所述余热锅炉换热器的进液口，所述余热锅炉换热器的蒸汽出口连通所述汽轮机发电模块，所述余热锅炉换热器的进气口连接所述燃氢发电模块。5.根据权利要求4所述的可再生能源氢燃蒸汽联合循环动力发电系统，其特征在于，所述供水模块包括软化常温水罐，所述软化常温水罐的入水口连通纯水制水系统，所述软化常温水罐的出水口连通光热蓄能模块和风光制氢模块。6.根据权利要求5所述的可再生...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文礼，郭晔恒，孔瑞蕾，谈琦，王茉莉，
申请(专利权)人：河南恒聚新能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：