一種太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽發(fā)電系統(tǒng)，尤其是涉及一種太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合發(fā)電系統(tǒng)。屬于太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在太陽能利用中，光-熱轉(zhuǎn)換的理論和技術(shù)最為成熟，應(yīng)用也最為廣泛。太陽能熱發(fā)電是指:以光學(xué)聚焦的方式將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為高溫?zé)崮?，再通過熱傳遞加熱水產(chǎn)生蒸汽從而驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。與光伏電池相比，太陽能熱發(fā)電技術(shù)具有設(shè)備前端制造污染小、易大規(guī)模化、可提供電力和供熱、儲(chǔ)熱以及可延長發(fā)電時(shí)間、對(duì)電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)。但是，太陽能照射的能量分布密度小，獲得的可利用能源與四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)，電力的生產(chǎn)供給與使用需求往往在時(shí)間上不同步。因此，在太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中，通常都會(huì)設(shè)置一套儲(chǔ)熱系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)投資增加。
[0003]光熱發(fā)電，是指用聚光集熱裝置把太陽能聚集起來加熱某種工質(zhì)，從而驅(qū)動(dòng)熱機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來發(fā)電。它的能量轉(zhuǎn)換過程首先是將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，而后熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，最后再由機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能聚光集熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)有儲(chǔ)熱裝置，通常采用熔鹽蓄熱。在日間太陽能充足時(shí)，一部分導(dǎo)熱油加熱凝結(jié)水產(chǎn)生蒸汽，帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；另一部分高溫導(dǎo)熱油進(jìn)入儲(chǔ)熱系統(tǒng)，加熱熔鹽。夜間無日照時(shí)，高溫熔鹽放熱加熱導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油通過換熱產(chǎn)生蒸汽，保證發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電。現(xiàn)有技術(shù)中，其缺點(diǎn)如下:
[0005](I)由于太陽能不穩(wěn)定、不持續(xù)，系統(tǒng)中需設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)，其容量成本200-300美元/kW，運(yùn)行成本3-50美元/kWh，投資成本高。
[0006](2)系統(tǒng)增加了蓄熱設(shè)備，增加了能量的轉(zhuǎn)換次數(shù)，蓄熱效率為30-60%，相當(dāng)于減少了能量利用率。
[0007](3)系統(tǒng)增加了蓄熱設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率提高。以常見的熔鹽蓄熱為例，需要保證良好的熔鹽傳輸回路，防止熔鹽泄露和熔鹽凝固堵塞管道。另外，由于熔鹽的工作溫度較高，二元硝酸鹽最高可達(dá)565°C，二元碳酸鹽最高可達(dá)850°C，管路的法蘭連接必須考慮大溫差條件下的熱脹冷縮問題，從而增加了維護(hù)成本。
[0008](4)增加了蓄熱設(shè)備，占地增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)換次數(shù)多、能源利用率低和故障率提高的問題，提供一種太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合發(fā)電系統(tǒng)，具有發(fā)電成本低、太陽能利用效率高、系統(tǒng)故障率低和系統(tǒng)占地少的特點(diǎn)。
[0010]本實(shí)用新型的目的可以通過采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]—種太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合系統(tǒng)，包括太陽能聚光集熱裝置和發(fā)電機(jī)組，其特征在于:太陽能聚光集熱裝置包括太陽能聚光集熱板、油栗和熱交換器，發(fā)電機(jī)組包括蒸汽輪機(jī)、蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)、凝汽器、給水栗和蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器包括余熱鍋爐和常規(guī)能源供給機(jī)構(gòu)；太陽能聚光集熱板的熱能輸出端連接熱交換器的熱能輸入端，熱交換器的低溫導(dǎo)熱油輸出端通過油栗連接太陽能聚光集熱板的低溫導(dǎo)熱油輸入端，熱交換器的蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽輸入端；蒸汽輪機(jī)的乏汽輸出端經(jīng)過凝汽器連接給水栗的輸入端，給水栗為升壓栗，給水栗的輸出端分為兩路，一路連接蒸汽發(fā)生器的回水輸入端，另一路連接熱交換器的回水輸入端；蒸汽發(fā)生器的高壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的高壓蒸汽輸入端，蒸汽發(fā)生器的低壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽輸入端；形成太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合系統(tǒng)。
[0012]本實(shí)用新型的目的還可以通過采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0013]進(jìn)一步地，所述熱交換器由預(yù)熱器、蒸汽發(fā)生器和過熱器依次連接組成；所述預(yù)熱器的進(jìn)水端連接給水栗的輸出端，預(yù)熱器的出水端連接蒸汽發(fā)生器的輸入端；所述蒸汽發(fā)生器的輸出端通過過熱器連接蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽輸入端；所述過熱器的高溫油輸入端連接太陽能聚光集熱板的高溫油輸出端，過熱器的高溫油輸出端通過蒸汽發(fā)生器的熱交換介質(zhì)回路連接預(yù)熱器的熱交換介質(zhì)回路輸入端，所述預(yù)熱器的低溫導(dǎo)熱油輸出端連接為熱交換器的低溫導(dǎo)熱油輸出端，通過油栗連接太陽能聚光集熱板的低溫油輸入端；形成太陽能聚光集熱裝置的熱交換器循環(huán)回路。
[0014]進(jìn)一步地，所述常規(guī)能源供給機(jī)構(gòu)由燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)成，壓氣機(jī)的進(jìn)氣端連通空氣、出氣端連通燃燒室的空氣輸入端，燃燒室的燃?xì)廨斎攵送饨犹烊粴?，燃燒室的高溫?zé)煔廨敵龆诉B接燃?xì)廨啓C(jī)的輸入端，燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力輸出端連接燃機(jī)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入端、以驅(qū)動(dòng)燃機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電；燃?xì)廨啓C(jī)的高溫?zé)煔廨敵龆诉B接余熱鍋爐的氣體輸入端，構(gòu)成常規(guī)能源供給回路；余熱鍋爐的高壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的高壓蒸汽輸入端，余熱鍋爐的低壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽輸入端；余熱鍋爐的循環(huán)水輸入端連接給水栗的輸出端，構(gòu)成蒸汽發(fā)生器的回水輸入端。
[0015]進(jìn)一步地，所述余熱鍋爐的廢氣輸出端連接煙囪的煙氣輸入端，構(gòu)成廢氣排放結(jié)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步地，所述常規(guī)能源供給機(jī)構(gòu)由礦物燃料燃燒機(jī)構(gòu)和鍋爐構(gòu)成，礦物燃料燃燒機(jī)構(gòu)的熱能輸出端連接鍋爐的熱能輸入端，構(gòu)成常規(guī)能源供給回路；鍋爐的高壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的高壓蒸汽輸入端，鍋爐的循環(huán)水輸入端連接給水栗的輸出端，構(gòu)成蒸汽發(fā)生器的回水輸入端。
[0017]進(jìn)一步地，所述鍋爐的廢氣輸出端連接煙囪的煙氣輸入端，構(gòu)成廢氣排放結(jié)構(gòu)。
[0018]本實(shí)用新型具有如下突出的有益效果:
[0019]1、本實(shí)用新型太陽能集熱板的熱能輸出端連接熱交換器的熱能輸入端，熱交換器的低溫導(dǎo)熱油輸出端通過油栗連接太陽能集熱板的低溫導(dǎo)熱油輸入端，熱交換器的蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽輸入端；蒸汽輪機(jī)的乏汽輸出端經(jīng)過凝汽器連接給水栗的輸入端，給水栗為升壓栗，給水栗的輸出端分為兩路，一路連接蒸汽發(fā)生器的回水輸入端，另一路連接熱交換器的回水輸入端；蒸汽發(fā)生器的高壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的高壓蒸汽輸入端，蒸汽發(fā)生器的低壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)的低壓蒸汽輸入端；形成太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合系統(tǒng)，因此，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)換次數(shù)多、能源利用率低和故障率提高的問題，具有發(fā)電成本低、太陽能利用效率高、系統(tǒng)故障率低和系統(tǒng)占地少的有益效果。
[0020]2、本實(shí)用新型采用太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合發(fā)電，取消了常規(guī)太陽能聚光集熱系統(tǒng)中的儲(chǔ)能裝置，使太陽能聚光集熱系統(tǒng)中的熱交換器產(chǎn)生的蒸汽直接用于發(fā)電，減少了能量轉(zhuǎn)換次數(shù)，增加了能量利用效率。由于減少了儲(chǔ)能裝置，從而設(shè)備和系統(tǒng)故障率降低，也減少了太陽能熱發(fā)電部分的占地。將太陽能聚光集熱產(chǎn)生的蒸汽引入常規(guī)能源利用中的汽輪機(jī)補(bǔ)汽發(fā)電，充分利用了可再生能源太陽能，降低了發(fā)電單位能耗，節(jié)約了能源同時(shí)減少了環(huán)境污染。本實(shí)用新型還通過減少太陽能熱發(fā)電部分儲(chǔ)能裝置而減少該方面的投資，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]1-太陽能聚光集熱板；2_油栗；3_過熱器；4_蒸發(fā)器；5_預(yù)熱器；6_蒸汽輪機(jī)；7-汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)；8_凝汽器；9_給水栗；201_壓氣機(jī)；202_燃燒室；203_燃?xì)廨啓C(jī)；204_燃機(jī)發(fā)電機(jī);205_余熱鍋爐;301_鍋爐;12_煙囪;10_高壓蒸汽;11_低壓蒸汽。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0025]具體實(shí)施例1:
[0026]如圖1所示，本實(shí)施例包括太陽能聚光集熱裝置和發(fā)電機(jī)組，太陽能聚光集熱裝置包括太陽能聚光集熱板1、油栗2和熱交換器，發(fā)電機(jī)組包括蒸汽輪機(jī)6、蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)7、凝汽器8、給水栗9和蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器包括余熱鍋爐和常規(guī)能源供給機(jī)構(gòu)；太陽能聚光集熱板I的熱能輸出端連接熱交換器的熱能輸入端，熱交換器的低溫導(dǎo)熱油輸出端通過油栗2連接太陽能集熱板的低溫導(dǎo)熱油輸入端，熱交換器的蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)6的低壓蒸汽輸入端；蒸汽輪機(jī)6的乏汽輸出端經(jīng)過凝汽器8連接給水栗9的輸入端，給水栗9為升壓栗，給水栗9的輸出端分為兩路，一路連接蒸汽發(fā)生器的回水輸入端，另一路連接熱交換器的回水輸入端；蒸汽發(fā)生器的高壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)6的高壓蒸汽輸入端，蒸汽發(fā)生器的低壓蒸汽輸出端連接蒸汽輪機(jī)6的低壓蒸汽輸入端；形成太陽能聚光集熱與常規(guī)能源耦合系統(tǒng)。
[0027]本實(shí)施例中:
[0028]所述熱交換器由預(yù)熱器5、蒸汽發(fā)生器4和過熱器3依次連接組成；所述預(yù)熱器5的進(jìn)水端連接給水栗9的輸出端，預(yù)熱器5的出水端連接蒸汽發(fā)生器4的輸入端；所述蒸汽發(fā)生器4的輸出端通過過