一种太阳能与化石燃料电站互补循环的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能与化石燃料电站互补循环的方法及其装置，属于太阳能热利用领域，采用由化石燃料热力系统和太阳能热力系统组成的联合循环方式，太阳能热力系统采用带储热装置的闭式循环，并与化石燃料热力系统的锅炉给水换热，整个太阳能热力系统与化石燃料热力系统的锅炉给水加热系统并联，太阳能换热装置与化石燃料锅炉给水加热装置之间采用串联，且当太阳能辐射较低时，工质先进入储热装置储存，待太阳辐射满足化石燃料热力系统的锅炉连续运行的要求时，再进入换热装置与锅炉给水换热；当太阳能辐射降低到不能满足最低的循环要求时，工质全部保留在太阳能热力系统内，本发明专利技术是一种能够提高太阳能的有效利用时间，太阳能光热侧效率更高，能够满足化石燃料机组的安全、可实施运行的太阳能与化石燃料电站互补循环的方法及其装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能热利用领域。
技术介绍
由于太阳能具有间歇性和不确定性等特点，采用太阳能光热发电技术的电站，通常需要采用与化石燃料联合循环或依靠储热的方式确保光热电站的稳定运行。目前，太阳能与化石燃料联合循环方式通常按如下方式进行:将太阳能光热系统作为整个电站的ー级加热设备，当有太阳时，エ质先经过将太阳能加热器进行升温，再进入到化石燃料锅炉中继续加热升温，然后进入汽轮机做功发电，当没有太阳时，则切掉太阳能全部采用化石燃料发电，这种联合循环方式通常称之为互补发电方式。在太阳能与化石燃料电站的实际运行中，存在太阳能光热侧效率不高的问题，而且，通常会由于太阳每天日照时间有限性、日照強度不稳定性和不可控性等原因导致联合循环系统中的化石燃料电站锅炉等设备因为应对太阳能光热系统较大的波动起伏，而系统调节频繁，存在安全性等问题。常规的互补循环方式如图1所示。常规互补方案中为了保证化石燃料机组的快速调节性，通常与燃油或燃气电站互补运行，由于太阳能的波动性和不可控制性，使这种设计方案在实际项目中难具有可操作性；由于化石燃料机组对补入的太阳能功率有一定的限制，当太阳能辐射较低补入化石燃料机组的功率不能满足最低要求，使太阳能侧不能被利用，当太阳辐射能超过最高补入功率吋，此时这些太阳能就被浪费了。同时在运行中，常规的太阳能热力系统从完全冷却到恢复运行，为避免厚壁热カ装置的热应カ过大，其加热速度缓慢，使得太阳能热力系统启动时间增加，降低了有效利用时间，不利于提高太阳能利用效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在干:提出ー种能够提高太阳能的有效利用时间，太阳能光热侧效率更高，能够满足化石燃料机组的安全、可实施运行的太阳能与化石燃料电站互补循环的方法及其装置。本专利技术目的通过下述技术方案来实现: 一种太阳能与化石燃料电站互补循环的方法，采用由化石燃料热カ系统和太阳能热力系统组成的联合循环方式，所述太阳能热カ系统采用带储热装置的闭式循环，并与化石燃料热カ系统的锅炉给水换热，该进行换热的换热装置与化石燃料热カ系统的锅炉给水加热装置串联，且: 当太阳能辐射较低，所述太阳能热カ系统补入所述化石燃料热カ系统的功率不能满足最低要求时，所述太阳能热カ系统内的全部热エ质先进入所述储热装置储存，待太阳能辐射满足要求时，所述热エ质再进入所述换热装置与所述化石燃料热カ系统的锅炉给水换执.当太阳能辐射较高，所述太阳能热カ系统补入所述化石燃料热カ系统的功率能满足最低要求时，所述太阳能热カ系统内的全部エ质经所述储热装置缓冲后进入所述换热装置与所述化石燃料热カ系统的锅炉给水换热； 当太阳能辐射太高，所述太阳能热カ系统补入所述化石燃料热カ系统的功率超过最高要求时，所述太阳能热カ系统内的部分エ质由所述储热装置截留储存，其余エ质经所述储热装置进入所述换热装置与所述化石燃料热カ系统的锅炉给水换热； 当太阳能辐射降低到所述太阳能热カ系统不能满足最低的循环要求时，所述太阳能热カ系统所有设备停运备用，且在此备用期间，所述エ质全部保留在所述太阳能热カ系统内，直至太阳能辐射满足最低循环要求后所述太阳能热カ系统重新启动。作为优选方式，所述储热装置采用蒸汽储热方式。作为优选方式，当太阳能辐射降低到所述太阳能热カ系统不能满足最低的循环要求时，所述エ质全部保留并注满在所述太阳能热カ系统的厚壁热カ设备内。作为优选方式，在太阳能辐射降低到所述太阳能热カ系统不能满足最低的循环要求之前，所述储热装置开始截留部分エ质，使得太阳能辐射降低到所述太阳能热カ系统不能满足最低的循环要求时，所述太阳能热カ系统的厚壁热カ设备内已注满エ质。作为优选方式，所述太阳能热カ系统重新启动前，对其中太阳能吸热器受热面进行干烧预热。一种太阳能与化石燃料电站互补循环装置，由化石燃料热カ系统和太阳能热力系统组成，所述太阳能热カ系统采用带储热装置及其储热调节控制装置的闭式循环，并与化石燃料热カ系统的锅炉给水换热，该进行换热的换热装置与化石燃料热カ系统的锅炉给水加热装置串联。作为优选方式，所述太阳能热カ系统包括太阳能吸热器、储热装置和换热装置，其内エ质沿太阳能吸热器、储热装置和换热装置方向构成闭式循环，所述储热调节控制装置为设于所述储热装置与所述太阳能吸热器、换热装置之间的储热装置自动调节阀，所述换热装置与化石燃料热カ系统的锅炉给水换热。作为优选方式，所述太阳能热カ系统还包括为所述太阳能吸热器提供太阳能辐射的太阳能聚光镜场，所述太阳能吸热器和换热装置之间还设有太阳能闭式循环水箱，其通过太阳能吸热器给水泵与所述太阳能吸热器连通。作为优选方式，所述太阳能热カ系统还包括日用水箱和太阳能除氧器，所述日用水箱经所述太阳能除氧器，由闭式循环补水泵与所述太阳能闭式循环水箱连通。作为优选方式，所述储热装置为蒸汽蓄热器。本申请采用的太阳能与化石燃料电站的联合循环方式通过对太阳能热力系统的结构和运行方式进行改进，考虑到化石燃料锅炉、汽机对太阳能光热參数的要求和其自身调节特性等因素的影响，采用了前述技术方案: 为了尽量不对原有的化石燃料电站产生影响而又有效利用收集到的太阳能，整个太阳能热カ系统与化石燃料热カ系统的锅炉给水加热系统并联，太阳能热力系统换热装置与化石燃料热カ系统的锅炉给水加热装置串联结构设计，在利用太阳能加热锅炉给水时，锅炉原有加热装置仅作为锅炉给水通路，在利用化石燃料加热锅炉给水时，太阳能换热器仅作为锅炉给水通路，这样就避免了两种加热方式在切換运行时对设备产生热冲击而造成损害的危险，并将太阳能热力系统设计为闭式循环，当晚上没有太阳辐射吋，并不将太阳能热力系统热カ设备内的エ质排空，而是将其保持在热カ设备中，到下一次启动时可以根据參数情况开始热态或极热态启动。在一年中的大多数天中，太阳能热力系统由于具有良好的保温能力，都具备热态启动条件，这样可以大大提高太阳能热力系统的有效运行时间。同吋，采用带储热装置的太阳能热カ系统，在太阳能热力系统负荷较低时，太阳能热力系统产生出的高温エ质先进入到储热装置中备用，太阳能热力系统的负荷升到较高时送入到化石燃料热カ系统中，此时储热装置则对太阳能产生的波动參数エ质起着缓冲作用，太阳能热力系统可以为化石燃料机组输出稳定的高温エ质，避免了化石燃料机组的频繁调节，也保证了其安全和可实施的运行。当太阳辐射降低到不能满足太阳能吸热器最低负荷要求乃至晚上完全没有辐射时，太阳能热カ系统停止向化石燃料机组供高温エ质，太阳能热力系统所有设备停运备用。在此备用期间，将太阳能热力系统的厚壁热カ设备充满高温エ质，利用其良好的保温可以在下次启动中显著缩短启动时间，这样可以大大提高太阳能侧的有效利用时间。同时，为了减少启动时对不能保温的受热面所产生的热冲击，启动前通过对吸热器受热面进行“干烧”预热，由于受热面内无エ质，受热面管壁较薄，可在很短时间内达到所需温度有不会对其寿命产生额外损耗。本专利技术的有益效果:本专利技术将太阳能这一清洁能源和利用化石能源作为燃料的电站有机结合，在太阳能热力系统设计、运行和与化石燃料热カ系统结构设计和运行方式上进行创新，一方面通过对太阳能热力系统运行方式的创新，能够提高太阳能的有效利用时间；另一方面通过对接入化石燃料电站的太阳能热力系统运行方式的创新，能够满足化石燃料机组的安全、可实施运行；采用这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能与化石燃料电站互补循环的方法，采用由化石燃料热力系统和太阳能热力系统组成的联合循环方式，其特征在于：所述太阳能热力系统采用带储热装置的闭式循环，并与化石燃料热力系统的锅炉给水换热，该进行换热的换热装置与化石燃料热力系统的锅炉给水加热装置串联，且：当太阳能辐射较低，所述太阳能热力系统补入所述化石燃料热力系统的功率不能满足最低要求时，所述太阳能热力系统内的全部热工质先进入所述储热装置储存，待太阳能辐射满足要求时，所述热工质再进入所述换热装置与所述化石燃料热力系统的锅炉给水换热；当太阳能辐射较高，所述太阳能热力系统补入所述化石燃料热力系统的功率能满足最低要求时，所述太阳能热力系统内的全部工质经所述储热装置缓冲后进入所述换热装置与所述化石燃料热力系统的锅炉给水换热；当太阳能辐射太高，所述太阳能热力系统补入所述化石燃料热力系统的功率超过最高要求时，所述太阳能热力系统内的部分工质由所述储热装置截留储存，其余工质经所述储热装置进入所述换热装置与所述化石燃料热力系统的锅炉给水换热；当太阳能辐射降低到所述太阳能热力系统不能满足最低的循环要求时，所述太阳能热力系统所有设备停运备用，且在此备用期间，所述工质全部保留在所述太阳能热力系统内，直至太阳能辐射满足最低循环要求后所述太阳能热力系统重新启动。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能与化石燃料电站互补循环的方法，采用由化石燃料热カ系统和太阳能热力系统组成的联合循环方式，其特征在干:所述太阳能热カ系统采用带储热装置的闭式循环，并与化石燃料热カ系统的锅炉给水换热，该进行换热的换热装置与化石燃料热カ系统的锅炉给水加热装置串联，且: 当太阳能辐射较低，所述太阳能热カ系统补入所述化石燃料热カ系统的功率不能满足最低要求时，所述太阳能热カ系统内的全部热エ质先进入所述储热装置储存，待太阳能辐射满足要求时，所述热エ质再进入所述换热装置与所述化石燃料热カ系统的锅炉给水换执.当太阳能辐射较高，所述太阳能热カ系统补入所述化石燃料热カ系统的功率能满足最低要求时，所述太阳能热カ系统内的全部エ质经所述储热装置缓冲后进入所述换热装置与所述化石燃料热カ系统的锅炉给水换热； 当太阳能辐射太高，所述太阳能热カ系统补入所述化石燃料热カ系统的功率超过最高要求时，所述太阳能热カ系统内的部分エ质由所述储热装置截留储存，其余エ质经所述储热装置进入所述换热装置与所述化石燃料热カ系统的锅炉给水换热； 当太阳能辐射降低到所述太阳能热カ系统不能满足最低的循环要求时，所述太阳能热カ系统所有设备停运备用，且在此备用期间，所述エ质全部保留在所述太阳能热カ系统内，直至太阳能辐射满足最低循环要求 后所述太阳能热カ系统重新启动。2.按权利要求1所述的太阳能与化石燃料电站互补循环的方法，其特征在于:所述储热装置采用蒸汽储热方式。3.按权利要求1或2所述的太阳能与化石燃料电站互补循环的方法，其特征在于:当太阳能辐射降低到所述太阳能热カ系统不能满足最低的循环要求时，所述エ质全部保留并注满在所述太阳能热カ系统的厚壁热カ设备内。4.按权利要求3所述的太阳能与化石燃料电站互补循环的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚正稳，丁路，聂立，冉燊铭，李有霞，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：