本发明专利技术公开了一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置耦合发电的技术。整个技术方案主要包括4个部分：(1)太阳能集热技术，将太阳能转换为载热工质的内能；(2)太阳能与余热锅炉的耦合部分，将太阳能集热技术所获得的热能通过耦合部件输入到余热锅炉系统中，在余热锅炉中利用高温烟气，进一步提高水蒸气的品质，提高太阳能的发电效率。(3)余热锅炉，利用燃气轮机排出的高温燃气，生成高温蒸汽，以推动汽轮机做功。余热锅炉是燃气-蒸汽联合循环的必备设备。(4)燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备，利用高温高压燃气和蒸汽推动燃气轮机和蒸汽轮机转动，并通过发电机发电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源
，特别是涉及一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电的新技术。
技术介绍
太阳能作为可再生能源之一，由于具有以下几个特点:I)太阳能使用时不会排出任何废物，对环境无任何污染；2)太阳能分布范围广阔，我国三分之二的国土年日照在2200h以上；3)太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭；4)太阳能可以直接利用，不需要开采和加工环节，既经济又安全；5)太阳能可以转换成多种其他形式的能量。因此，对太阳能的利用一直伴随着人类的整个发展过程。充分利用太阳能资源，积极发展太阳能发电技术，不但可以减少温室气体排放量，改善温室气体效应的影响，而且还可以优化和调整我国的能源结构，促进相关产业的技术发展与革新，开拓新的经济增长点，以有利于我国经济发展方式的转变。太阳能集热发电技术为太阳能发电的两种主要形式之一，它与光伏发电技术相t匕，具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。目前，太阳能集热发电在技术上和经济上可行的三种形式包括:槽式发电系统、塔式发电系统和盘式(碟式)发电系统。目前，这三种发电系统的峰值发电效率仍然不高，最高的盘式(碟式)发电系统器峰值发电效率也仅25%左右，而且发电的成本仍然大幅高于燃煤电站的发电成本。因此，提高太阳能集热发电技术的发电效率，同时降低发电的成本，是积极发展太阳能发电技术必须面临的桎梏。燃气发电技术尤其是天然气发电技术随着我国经济发展程度的不断提高和科学技术的不断进步，发展的条件日渐成熟。燃气尤其是天然气发电具有以下的优点:I)利于缓解环境保护的压力:天然气作为一种优质清洁能源用于发电，二氧化碳排放量约为燃煤电厂的43%，氮氧化物排放量为燃煤电厂的10%左右，二氧化硫排放极低，基本上没有灰渣排放，可明显减轻电力工业的环保压力。2)有利于优化和调整电源结构，逐步实现发电能源多元化。3)利用天然气发电有利于电网安全经济运行:天然气电厂具有运行灵活，可用率高，机组启动快，调节范围大，且适宜于在负荷中心附近建厂等特点，成为提高电网运行质量的有力手段之一。4)有利于缓解厂址资源日趋匮乏的矛盾:天然气电厂对厂址外部条件的要求相对较宽松，占地面积小，一般为燃煤电厂的10 30%,耗水量小,一般仅为燃煤电厂的1/3。5)我国天然气、煤层气、页岩气资源丰富:按国际通用口径，我国天然气资源总量约为38万亿m3 ;埋深在以2000m以内的煤层气资源量达30万亿 35万亿m3，与我国天然气资源总量相当；页岩气在中国具有良好的勘探前景，其总地质储量预计可达150亿万m3。这些都为燃气发电技术提供了充足的资源。6)燃气-蒸汽联合循环技术的发展，使得天然气发电的效率大幅提高。目前最高的发电效率已经接近60 %。正是基于以上的这些优点，国家决定在十二五”期间将增加天然气发电的比重，天然气发电总装机容量至少达到七八千瓦。正是在我国大力发展太阳能等新能源(可再生能源)以及天然气等清洁能源的大背景下，考虑到我国太阳能与天然气等燃气资源的分布区域的相似性，首次将太阳能集热发电技术与燃气-蒸汽联合循环发电进行整合，提出一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置耦合发电的技术，可以大幅提高太阳能集热发电的发电效率，同时大幅减少太阳能集热发电的设备投资，降低太阳能发电的成本，提高太阳能发电的经济性。同时，由于太阳能集热技术所获得的热能输入到了余热锅炉，在水蒸气流量不变的情况下相当于提高了水蒸气的温度，也会对燃气-蒸汽联合循环的发电效率有所改善。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是:将太阳能集热发电技术燃气-蒸汽联合循环技术进行整合，以提高太阳能集热发电的发电效率，并降低太阳能集热发电的发电成本，同时改善燃气-蒸汽联合循环的发电效率。(二)技术方法为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术提供了 一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电的技术方案，所述技术方案包括:太阳能集热系统，通过集热装置将太阳辐射的热能集中，将工质温度加热到一定的温度。太阳能与余热锅炉的耦合部分，主要是通过设置I个换热器，将太阳能集热系统中收集的热量传递给余热锅炉。余热锅炉的给水来自省煤器(已经过给水泵，为高压水)，经换热器加热后，流入余热锅炉的汽包(或锅筒)。在夜间或者太阳能集热系统不能正常工作时，通过设置的调节阀可以实现太阳能集热系统的隔离。余热锅炉，是燃气-蒸汽联合循环中的一个重要的换热设备，它回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功。通常，余热锅炉的受热面是由省煤器、蒸发器、再热器(有的系统可以不要再热器)、过热器以及联箱和汽包或锅筒等换热管簇和容器等组成。在省煤器中，对锅炉的给水进行加热，使给水的温度接近饱和温度的水平。在蒸发器中，使给水变成饱和蒸汽。在过热器中，饱和蒸汽被加热升温成过热蒸汽。在再热器中，再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备，主要包括燃气轮机(空气压缩机、燃烧室、燃气透平)、蒸汽轮机(蒸汽透平)、发电机、凝汽器、除氧器(有些情况下可以和凝汽器结合为凝汽式除氧器)、凝结水泵等。优选地，所述的太阳能集热系统采用槽式集热系统。优选地，所述的太阳能集热系统载热的工质为去离子水，并在太阳能集热系统保持液态。优选地，所述的太阳能集热系统载热工质采用泵驱动载热工质进行强制循环。优选地，所述的太阳能与余热锅炉的耦合部分采用一个逆流布置的换热器。换热器采用管壳式结构。优选地，所述的太阳能与余热锅炉的耦合部分，当太阳能集热系统集热量发生变化时，或太阳能集热系统不工作时，可以通过设置的调节阀来调节进入热交换的给水量或实现换热器的隔离。优选地，所述的余热锅炉采用三压再热循环余热锅炉，以确保燃气透平排气中更多份额的热量给予回收，进而提高联合循环的效率。优选地，所述的余热锅炉采用卧式布置，这样以便实现余热锅炉的自然循环。优选地，所述的燃气轮机、蒸汽轮机以及发电机的轴系采用单轴布置。优选地，所述的燃气轮机选用天然气作为燃料。优选地，所述的蒸汽轮机采用三压蒸汽轮机。优选地，除氧器采用凝汽式除氧器。本专利技术公开了 一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽的联合循环装置进行耦合发电的技术方案。该技术方案不但可以大幅提高太阳能集热发电的发电效率，而且也会大幅降低太阳能集热发电的发电成本，同时改善燃气-蒸汽联合循环的发电效率。典型技术方案 本专利技术提供了 一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电的技术方案，其特征在于，所述技术方案包括:太阳能集热系统(I)，通过集热装置将太阳辐射的热能集中，将工质温度加热到一定的温度。目前的技术方案，优选槽式集热系统。载热的工质优选为去离子水，并采用泵驱动载热工质进行强制循环。太阳能与余热锅炉的耦合部分(2)，主要是通过设置I个换热器，将太能能集热系统中收集的热量传递给余热锅炉。为了增加换热，换热器按照逆流布置。余热锅炉的给水来自省煤器(已经过给水泵，为高压水)，经换热器加热后，流入余热锅炉的汽包(或锅筒)。在夜间或者太阳能集热系统不能正常工作时，通过设置的调节阀可以实现太阳能集热系统的隔尚。余热锅炉(3)，是燃气-蒸汽联合循环中的一个重要的换热设备，他回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功。通常本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能集热技术与燃气?蒸汽联合循环装置进行耦合发电的装置，其特征在于，所述装置包括：太阳能集热系统(1)，通过集热装置将太阳辐射的热能集中，将工质温度加热到一定的温度；耦合部分(2)，将太能能集热系统中收集的热量传递给余热锅炉；余热锅炉(3)，回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功；燃气轮机?蒸汽轮机与发电机等设备(4)。
【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电的装置，其特征在于，所述装置包括: 太阳能集热系统(I)，通过集热装置将太阳辐射的热能集中，将工质温度加热到一定的温度; 耦合部分(2)，将太能能集热系统中收集的热量传递给余热锅炉； 余热锅炉(3)，回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功； 燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4 )。2.按权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述太阳能集热系统选自:槽式集热系统、塔式集热系统、盘式集热系统。3.按权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述太阳能集热系统与燃气-蒸汽联合循环的耦合方式选自:一对一方式、多套太阳能集热系统耦合一套燃气-蒸汽联合系统、多套燃气-蒸汽联合循环系统耦合一套太阳能集热系统。4.按权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述太阳能集热系统的载热工质选自:水、油和熔盐。5.按权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，太阳能集热技术采用液态的水作为载热工质，且允许部分的水蒸发。6.按权利要求1所述的耦合发电装置，允许载热工质完全蒸发。7.按权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，太阳能集热系统的载热工质采用泵作为动力驱动工质循环或者载热工质进行自然循环。8.按权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，太阳能与余热锅炉的耦合部分采用一个逆流布置的换热器。9.按权利要求8所述的换热器，其特征在于，当太阳能集热系统集热量发生变化时，或太阳能集热系统不工作时，可以通过设置的调节阀来调节进入热交换的给水量或实现换热器的隔离。10.按权利要求1所述的耦合发电装...
【专利技术属性】
技术研发人员：雒晓卫，
申请(专利权)人：雒晓卫，
类型：发明
国别省市：
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