專利名稱：太陽(yáng)能和生物質(zhì)能結(jié)合互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及生物質(zhì)能發(fā)電和太陽(yáng)能集熱器結(jié)合互補(bǔ) 發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使煤炭等傳統(tǒng)能源的開(kāi)發(fā)和利用長(zhǎng)期處于過(guò)度狀態(tài)，隨之而來(lái)的 環(huán)境問(wèn)題也日益突出，大量溫室氣體的排放，導(dǎo)致全球變暖，人類生活條件惡化，因此可再 生能源的開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)成為各國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略中必不可少的內(nèi)容。生物質(zhì)發(fā)電因其燃料來(lái)源 廣泛，污染小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛研究；太陽(yáng)能則以其安全可靠、無(wú)污染等特點(diǎn)，也受到越來(lái)越多 的重視。拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器屬于一種中溫集熱器，可利用太陽(yáng)能熱量將工質(zhì)加熱到 400°C。利用這種集熱器收集太陽(yáng)能熱量進(jìn)行發(fā)電是目前唯一實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的太陽(yáng)能發(fā) 電方式。其發(fā)電原理為朗肯循環(huán)，循環(huán)過(guò)程中吸收的熱量來(lái)源于槽式集熱器收集的太陽(yáng)能 熱量。單純采用太陽(yáng)能發(fā)電，由于對(duì)日照時(shí)間依賴性很大，其不穩(wěn)定性需要配備龐大昂貴的 儲(chǔ)能裝置，很大程度上限制了這種太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的普及。生物質(zhì)發(fā)電以農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)為燃料，我國(guó)生物質(zhì)資源非常豐富，生物質(zhì)發(fā) 電在替代能源中將扮演越來(lái)越重要的角色。收購(gòu)農(nóng)作物秸稈作為燃料，一方面可以避免農(nóng) 民焚燒秸稈帶來(lái)的環(huán)境污染，一方面還可以為農(nóng)民創(chuàng)收。但是單純的生物質(zhì)發(fā)電受到的局 限較大，效率偏低。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是將生物質(zhì)能發(fā)電與太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行互補(bǔ)結(jié)合，提供一種 太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為凝汽器、多級(jí)低壓加熱器、除氧器、多級(jí)高壓加熱器、太 陽(yáng)能加熱器、生物質(zhì)鍋爐以及汽輪機(jī)依次串聯(lián)且組成閉合回路系統(tǒng)，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)與太陽(yáng) 能加熱器并聯(lián)，汽輪機(jī)的抽汽分別與各級(jí)低壓加熱器、除氧器、各級(jí)高壓加熱器連接。所述低壓加熱器為2級(jí)，分別為第一級(jí)低壓加熱器和第二級(jí)低壓加熱器；所述高 壓加熱器為2級(jí)，分別為第一級(jí)高壓加熱器和第二級(jí)高壓加熱器。所述太陽(yáng)能加熱器與第二級(jí)高壓加熱器之間、第二級(jí)高壓加熱器與第一級(jí)高壓加 熱器之間、第一級(jí)高壓加熱器與除氧器之間、第二級(jí)低壓加熱器與第一級(jí)低壓加熱器之間、 第一級(jí)低壓加熱器與凝汽器之間分別設(shè)有疏水管路。所述太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)由拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器經(jīng)過(guò)串/并聯(lián)方式連接組合而 成。所述太陽(yáng)能加熱器中的油-水換熱器為管殼式換熱器。本實(shí)用新型的有益效果為該系統(tǒng)利用太陽(yáng)能和生物質(zhì)兩種可再生能源進(jìn)行發(fā)電，提高了太陽(yáng)能的熱效率，減少了單純拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電的投資，減少了生物質(zhì)鍋爐的燃料消耗。當(dāng)太陽(yáng)能輻 射強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)輻射強(qiáng)度的要求時(shí)，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)按設(shè)計(jì)方式運(yùn)行；當(dāng)實(shí)際輻射強(qiáng)度低 于設(shè)計(jì)值時(shí)，通過(guò)調(diào)整閥門開(kāi)度，使部分給水繞過(guò)第三級(jí)太陽(yáng)能加熱器直接進(jìn)入省煤器，調(diào) 整燃料量，從而滿足鍋爐中的給水所需的吸熱量。在夜間太陽(yáng)能輻射為零時(shí)，第二級(jí)高壓 加熱器出口的水全部直接進(jìn)入省煤器，第三級(jí)太陽(yáng)能加熱器停用，通過(guò)繼續(xù)增加燃料量，滿 足水吸熱量的要求。這樣利用了生物質(zhì)鍋爐的可調(diào)整性，一方面彌補(bǔ)了單純太陽(yáng)能熱發(fā)電 由于太陽(yáng)能資源的不穩(wěn)定而帶來(lái)的不足，避免了龐大、巨額的蓄能裝置的使用，和每日的啟 停；一方面將太陽(yáng)能與生物質(zhì)發(fā)電結(jié)合，提高了太陽(yáng)能熱發(fā)電的熱經(jīng)濟(jì)性，減少了生物質(zhì)燃 料的消耗量。
圖1為多能結(jié)合互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)總體配置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1-生物質(zhì)鍋爐；2-頂棚過(guò)熱器；3-第一級(jí)過(guò)熱器；4-第二級(jí)過(guò)熱器；5-第三級(jí)過(guò) 熱器；6-省煤器；7-汽輪機(jī)；8-發(fā)電機(jī)；9-凝汽器；10-第一級(jí)低壓加熱器；11-第二級(jí)低壓 加熱器；12-除氧器；13-第一級(jí)高壓加熱器；14-第二級(jí)高壓加熱器；15-第三級(jí)太陽(yáng)能加 熱器；16-太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)；具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，
以下結(jié)合附圖和 實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)連接示意圖。所述太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)為凝汽器9、第一級(jí)低壓加熱器10、第二級(jí)低壓加熱器11、除氧器12、第一級(jí)高壓加熱 器13、第二級(jí)高壓加熱器14、太陽(yáng)能加熱器15、生物質(zhì)鍋爐1以及汽輪機(jī)7依次串聯(lián)且組成 閉合回路系統(tǒng)，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)16與太陽(yáng)能加熱器15并聯(lián)，汽輪機(jī)7的抽汽分別與各級(jí)低壓 加熱器、除氧器、各級(jí)高壓加熱器連接。太陽(yáng)能加熱器15與第二級(jí)高壓加熱器14之間、第 二級(jí)高壓加熱器14與第一級(jí)高壓加熱器13之間、第一級(jí)高壓加熱器13與除氧器12之間、 第二級(jí)低壓加熱器11與第一級(jí)低壓加熱器10之間、第一級(jí)低壓加熱器10與凝汽器9之間 分別設(shè)有疏水管路。所述太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)16由拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器經(jīng)過(guò)串/并聯(lián)方 式連接組合而成，太陽(yáng)能加熱器中的油-水換熱器為管殼式換熱器。該系統(tǒng)流程為生物質(zhì)鍋爐1內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫蒸汽經(jīng)過(guò)頂棚過(guò)熱器2和第 一級(jí)過(guò)熱器3后，直接進(jìn)入汽輪機(jī)7做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5發(fā)電。給水從凝汽器9流出的凝結(jié) 水經(jīng)過(guò)第一級(jí)低壓加熱器10、第二級(jí)低壓加熱器11的初步升溫、升壓后，進(jìn)入除氧器12除 氧，之后經(jīng)過(guò)串聯(lián)的第一級(jí)高壓加熱器13、第二級(jí)高壓加熱器14，從第二級(jí)高壓加熱器出 來(lái)的給水或直接進(jìn)入省煤器6，或經(jīng)過(guò)由太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)16加熱的高溫蒸汽代替汽輪機(jī)抽 汽的太陽(yáng)能加熱器15，然后進(jìn)入省煤器6，經(jīng)過(guò)加熱形成的飽和蒸汽，流經(jīng)第二級(jí)過(guò)熱器4 和第三級(jí)過(guò)熱器5后，形成高溫、高壓的過(guò)熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)7做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5發(fā)電， 做完功的蒸汽排往凝汽器9，完成熱力循環(huán)。其中汽輪機(jī)有5級(jí)抽汽被分別引入第一級(jí)低壓 加熱器10、第二級(jí)低壓加熱器11、除氧器12、第一級(jí)高壓加熱器13以及第二級(jí)高壓加熱器14，在這些設(shè)備中釋放熱量后又返回?zé)崃ρh(huán)第二級(jí)高壓加熱器14和第一級(jí)高壓加熱器 13、第一級(jí)高壓加熱器13和除氧器12、第二級(jí)低壓加熱器11和第一級(jí)低壓加熱器10、第一 級(jí)低壓加熱器10和凝汽器9之間分別設(shè)有疏水管路，以回收這些疏水和熱量。當(dāng)陽(yáng)光輻射 強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)16產(chǎn)生的高溫工質(zhì)以加熱太陽(yáng)能加熱器15中的 水；隨著陽(yáng)光輻射強(qiáng)度的降低，太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)產(chǎn)生的蒸汽量減少，根據(jù)其蒸汽量，調(diào)節(jié)第 二級(jí)高壓加熱器14后的閥門，從而調(diào)節(jié)流經(jīng)第三級(jí)太陽(yáng)能加熱器的工質(zhì)的量；直到太陽(yáng)能 輻射強(qiáng)度不足以產(chǎn)生所需的蒸汽，太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)退出運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于凝汽器、多級(jí)低壓加熱 器、除氧器、多級(jí)高壓加熱器、太陽(yáng)能加熱器、生物質(zhì)鍋爐以及汽輪機(jī)依次串聯(lián)且組成閉合 回路系統(tǒng)，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)與太陽(yáng)能加熱器并聯(lián)，汽輪機(jī)的抽汽分別與各級(jí)低壓加熱器、除氧 器、各級(jí)高壓加熱器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述 低壓加熱器為2級(jí)，分別為第一級(jí)低壓加熱器和第二級(jí)低壓加熱器；所述高壓加熱器為2 級(jí)，分別為第一級(jí)高壓加熱器和第二級(jí)高壓加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能加熱器 與第二級(jí)高壓加熱器之間、第二級(jí)高壓加熱器與第一級(jí)高壓加熱器之間、第一級(jí)高壓加熱 器與除氧器之間、第二級(jí)低壓加熱器與第一級(jí)低壓加熱器之間、第一級(jí)低壓加熱器與凝汽 器之間分別設(shè)有疏水管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述 太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)由拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器經(jīng)過(guò)串/并聯(lián)方式連接組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能和生物質(zhì)能互補(bǔ)結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述 太陽(yáng)能加熱器中的油-水換熱器為管殼式換熱器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及生物質(zhì)能發(fā)電和太陽(yáng)能集熱器結(jié)合互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。該設(shè)備中，凝汽器、多級(jí)低壓加熱器、除氧器、多級(jí)高壓加熱器、太陽(yáng)能加熱器、生物質(zhì)鍋爐以及汽輪機(jī)依次串聯(lián)且組成閉合回路系統(tǒng)，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)與太陽(yáng)能加熱器并聯(lián)。該系統(tǒng)利用太陽(yáng)能和生物質(zhì)兩種可再生能源進(jìn)行發(fā)電，提高了太陽(yáng)能的熱效率，減少了單純拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電的投資，減少了生物質(zhì)鍋爐的燃料消耗；利用了生物質(zhì)鍋爐的可調(diào)整性，一方面彌補(bǔ)了單純太陽(yáng)能熱發(fā)電由于太陽(yáng)能資源的不穩(wěn)定而帶來(lái)的不足，避免了龐大、巨額的蓄能裝置的使用，和每日的啟停；一方面將太陽(yáng)能與生物質(zhì)發(fā)電結(jié)合，提高了太陽(yáng)能熱發(fā)電的熱經(jīng)濟(jì)性，減少了生物質(zhì)燃料的消耗量。
文檔編號(hào)F01K11/02GK201826909SQ20102054048
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者張俊姣, 楊勇平, 王恒, 董長(zhǎng)青 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)