碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括碟式太陽能系統(tǒng)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。所述碟式太陽能系統(tǒng)包括碟式太陽能集熱場(chǎng)和中央熱交換器；所述燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括：燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐和蒸汽輪發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明充分利用了碟式高參數(shù)帶來的高效率，從而提高系統(tǒng)整體效率，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。
【專利說明】碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]太陽能熱發(fā)電因其節(jié)能、環(huán)保而被廣泛重視，但是單純太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)因其高額的初投資和較低的熱力性能一直阻礙著它進(jìn)一步的商業(yè)化進(jìn)程。太陽能與化石能源相結(jié)合的復(fù)合熱發(fā)電系統(tǒng)利用化石燃料機(jī)組功率調(diào)整范圍大的優(yōu)勢(shì)，省去獨(dú)立光熱電站中昂貴的蓄熱系統(tǒng)與蒸汽透平系統(tǒng)，從而達(dá)到降低發(fā)電成本、實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電的雙重目的。同時(shí)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)以熱作為中間能量載體，相對(duì)容易通過熱量與化石燃料發(fā)電方式相耦
口 ο
[0003]太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(Integrated Solar Combined Cycle, ISCC)包括太陽能集熱系統(tǒng)和燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組通過壓氣機(jī)將空氣吸入并壓縮后在燃燒室與燃料(這里使用天然氣)混合燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓氣體進(jìn)入燃?xì)馔钙絻?nèi)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生的高壓過熱蒸汽進(jìn)入蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的蒸汽透平內(nèi)做功，再次帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。太陽能集熱裝置正常運(yùn)行時(shí)加熱給水取代一部分燃?xì)饬炕蛘咴黾影l(fā)電量。
[0004]目前的太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)通常采用槽式太陽能集熱技術(shù)，聚光比不高，一般僅在50左右，運(yùn)行溫度一般不超過400°C，產(chǎn)生蒸汽品質(zhì)較低，將給水加熱至飽和溫度后需再送往余熱鍋爐繼續(xù)加熱至過熱蒸汽。此外，槽式太陽能所用工作介質(zhì)導(dǎo)熱油還存在高溫分解、腐蝕、低溫凝固等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用具有高轉(zhuǎn)換效率高參數(shù)的碟式太陽能集熱技術(shù)與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)集成，解決單獨(dú)太陽能熱發(fā)電高成本，常規(guī)槽式太陽能聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)熱力性能不足、效率低等問題。提高了系統(tǒng)整體效率，節(jié)約能源，減少污染物排放，為太陽能的高效利用提供了新的低成本選擇。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括:碟式太陽能系統(tǒng)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述碟式太陽能系統(tǒng)包括碟式太陽能集熱場(chǎng)和中央熱交換器；所述燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括:燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐和蒸汽輪發(fā)電機(jī)組；其中:所述余熱鍋爐，設(shè)有用于接收來自所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的高溫?zé)煔獾倪M(jìn)口和用于排出釋放熱量后的低溫?zé)煔獾某隹?，利用所述高溫?zé)煔饧訜醽碜运稣羝啺l(fā)電機(jī)組的給水以產(chǎn)生過熱蒸汽，還利用所述高溫?zé)煔饧訜醽碜运稣羝啺l(fā)電機(jī)組做功后的排氣以產(chǎn)生再熱蒸汽；所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，用于將壓縮空氣與燃料燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體，并通過所述高溫高壓氣體的做功帶動(dòng)所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后排出的高溫?zé)煔馑椭了鲇酂徨仩t的高溫?zé)煔膺M(jìn)口 ；所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組，用于接收來自所述余熱鍋爐和所述中央熱交換器的過熱蒸汽，還用于接收來自所述余熱鍋爐的所述再熱蒸汽，并通過所述過熱蒸汽和所述再熱蒸汽的做功帶動(dòng)所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)發(fā)電；所述碟式太陽能集熱場(chǎng)，用于接收太陽輻射能以加熱工作介質(zhì)；所述中央熱交換器，用于將來自所述余熱鍋爐的部分飽和水與所述碟式太陽能集熱場(chǎng)加熱后的工作介質(zhì)換熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽。
[0008]在上述碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組包括:第二發(fā)電機(jī)；高壓缸，接收來自所述余熱鍋爐和所述中央熱交換器的過熱蒸汽，并將做完功后的高壓缸排汽送往所述余熱鍋爐中再熱；中低壓合缸，接收經(jīng)所述余熱鍋爐再熱后的再熱蒸汽，并通過做功帶動(dòng)所述第二發(fā)電機(jī)發(fā)電；冷凝器，接收所述中低壓合缸做功后的排氣并冷卻成凝結(jié)水；以及給水泵，接收來自冷凝器的凝結(jié)水，并將所述冷凝水等熵壓縮后送至所述余熱鍋爐。
[0009]在上述碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述余熱鍋爐包括:省煤器，用于將來自所述冷凝器并經(jīng)所述給水泵壓縮后的冷凝水加熱為飽和水；鍋筒，用于接收來自所述省煤器的飽和水，所述來自所述省煤器的飽和水與所述鍋筒內(nèi)的飽和水混合后進(jìn)入所述鍋筒的下降管；蒸發(fā)器，用于將來自所述下降管的部分飽和水加熱，加熱后的汽水混合物通過鍋筒上升管送回所述鍋筒內(nèi)并通過設(shè)置于所述鍋筒內(nèi)的汽水分離器進(jìn)行汽水分離；過熱器，用于將所述汽水分離器分離出來的飽和蒸汽變成過熱蒸汽，所述過熱蒸汽被送至所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的高壓缸；以及再熱器，用于接收所述高壓缸做功后的排氣，并通過流動(dòng)于所述再熱器外的高溫?zé)煔饧訜崴龈邏焊鬃龉蟮呐艢庖援a(chǎn)生再熱蒸汽并送往所述中低壓合缸；來自所述省煤器的部分飽和水經(jīng)所述中央熱交換器換熱后產(chǎn)生過熱蒸汽后將所述過熱蒸汽輸送至所述高壓缸。
[0010]在上述碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組包括:壓氣機(jī)，用于吸入并壓縮空氣；燃燒室，接收來自所述壓氣機(jī)的壓縮空氣，并使所述壓縮空氣與燃料燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體；第一發(fā)電機(jī)；以及燃?xì)廨啓C(jī)，接收來自所述燃燒室的高溫高壓氣體，并通過做功帶動(dòng)所述第一發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0011]在上述碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述碟式太陽能集熱場(chǎng)由多個(gè)并列的碟式裝置組成，各碟式裝置包括:碟式聚光器，包含能匯聚低密度太陽輻射能的接收面板；跟蹤控制系統(tǒng)，用于使所述蝶式聚光器的接收面板與太陽光線垂直；以及吸熱器，利用匯集的太陽輻射能加熱內(nèi)部的工作介質(zhì)。
[0012]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0013]一、碟式太陽能系統(tǒng)產(chǎn)生的過熱蒸汽直接并入主蒸汽管道以進(jìn)入蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的高壓缸，保證了能源的高品質(zhì)利用；
[0014]二、碟式太陽-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)將太陽能與常規(guī)循環(huán)發(fā)電機(jī)組集成，當(dāng)太陽能充足時(shí)，采用太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)運(yùn)行模式，當(dāng)太陽能不足時(shí)采用常規(guī)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)模式，提高了能源利用效率，降低了獨(dú)立太陽能熱發(fā)電的發(fā)電成本。
[0015]三、碟式太陽-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)利用太陽能產(chǎn)生的熱量來取代部分燃料產(chǎn)生的熱量，可以高效的利用太陽能，節(jié)約燃料量，減少環(huán)境污染，具備較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0016]總之，該系統(tǒng)利用了具有高轉(zhuǎn)換效率高參數(shù)的碟式太陽能集熱技術(shù)與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)集成，解決了單獨(dú)太陽能熱發(fā)電高成本，常規(guī)槽式太陽能聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)熱力性能不足、效率低等問題。提高了系統(tǒng)整體效率，節(jié)約能源，減少污染物排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例提供的碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]其中，圖中符號(hào)說明如下:
[0019]1、碟式太陽能系統(tǒng)，11、碟式太陽能集熱場(chǎng)，12、中央熱交換器；
[0020]2、余熱鍋爐，21、省煤器，22、蒸發(fā)器；23、鍋筒，24、再熱器，25、過熱器，26、高溫?zé)煔膺M(jìn)口，27、低溫?zé)煔獬隹?；
[0021]3、蒸汽輪發(fā)電機(jī)組,31、高壓缸,32、中低壓合缸,33、冷凝器,34、第二發(fā)電機(jī),35、給水泵；
[0022]4、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，41、壓氣機(jī)，42、燃燒室，43、燃?xì)廨啓C(jī)，44、第一發(fā)電機(jī)；
[0023]5、汽水分離器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0025]參見圖1，一種碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括:碟式太陽能系統(tǒng)I和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，碟式太陽能系統(tǒng)I包括碟式太陽能集熱場(chǎng)11和中央熱交換器12 ;燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括:燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組4、余熱鍋爐2和蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3。余熱鍋爐2，設(shè)有用于接收來自燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組4的高溫?zé)煔獾倪M(jìn)口 26和用于排出釋放熱量后的低溫?zé)煔獾某隹?27，通過高溫?zé)煔饧訜醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3的給水以產(chǎn)生過熱蒸汽，還利用所述高溫?zé)煔饧訜醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3做功后的排氣以產(chǎn)生再熱蒸汽；燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組4，用于將壓縮空氣與燃料燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體,并通過所述高溫高壓氣體的做功帶動(dòng)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組4的發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后排出的高溫?zé)煔馑椭劣酂徨仩t2的高溫?zé)煔膺M(jìn)口 26 ；;蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3，用于接收來自余熱鍋爐2和中央熱交換器12的過熱蒸汽，還用于接收來自余熱鍋爐2的再熱蒸汽，并通過過熱蒸汽和再熱蒸汽的做功帶動(dòng)蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3的發(fā)電機(jī)發(fā)電；碟式太陽能集熱場(chǎng)11，用于接收太陽輻射能以加熱工作介質(zhì)；所述中央熱交換器12，用于將來自余熱鍋爐2的部分飽和水與所述碟式太陽能集熱場(chǎng)11加熱后的工作介質(zhì)換熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽。為了進(jìn)一步提高整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的熱能利用率，余熱鍋爐2利用了高溫?zé)煔庠贌醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3高壓缸做功后的排氣，蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3高壓缸做功后的排氣經(jīng)余熱鍋爐2再熱后得到的再熱蒸汽被送回蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3中低壓合缸繼續(xù)膨脹做功。下面進(jìn)行具體說明。
[0026]碟式太陽能集熱場(chǎng)11由多個(gè)并列設(shè)置的碟式裝置組成，各碟式裝置包括:碟式聚光器，用于將太陽輻射能匯聚，其是碟式裝置的基本光學(xué)單元，包含能匯聚低密度太陽輻射能的接收面板；跟蹤控制系統(tǒng)，用于使所述蝶式聚光器的接收面板與太陽光線垂直，在實(shí)際中，該跟蹤控制系統(tǒng)采用雙軸跟蹤，能夠?qū)崿F(xiàn)在方位角360°和高度角180°范圍內(nèi)實(shí)時(shí)對(duì)太陽進(jìn)行跟蹤，以使接收面板始終與太陽光線垂直，增加了太陽輻射能的利用，光熱轉(zhuǎn)換效率可以高達(dá)25%，由于采用二維跟蹤，聚光器的接收面板始終正對(duì)太陽，聚光比可以達(dá)到2000;以及吸熱器，利用匯集的太陽輻射能加熱內(nèi)部的工作介質(zhì)，本發(fā)明的內(nèi)部工作介質(zhì)為空氣，該吸熱器是碟式裝置的核心部件之一，位于拋物面型聚光接收面板(反射鏡)的焦點(diǎn)處。
[0027]中央熱交換器12用于將碟式太陽能集熱場(chǎng)11產(chǎn)生的高溫空氣與來自余熱鍋爐2的部分飽和水進(jìn)行熱交換，以產(chǎn)生過熱蒸汽，該過熱蒸汽被送至蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3。
[0028]燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組4包括:壓氣機(jī)41，用于吸入并壓縮空氣，;燃燒室42，接收來自壓氣機(jī)41的壓縮空氣，并使壓縮空氣與燃料燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體；第一發(fā)電機(jī)44;以及燃?xì)廨啓C(jī)43，接收來自燃燒室42的高溫高壓氣體，并通過做功帶動(dòng)第一發(fā)電機(jī)44發(fā)電。
[0029]具體的可以描述為，壓氣機(jī)41從外界大氣環(huán)境吸入空氣，并經(jīng)過壓縮使之增壓，同時(shí)空氣溫度也相應(yīng)提高；壓縮空氣被壓送到燃燒室42與噴入其中的燃料混合燃燒生成高溫高壓的燃?xì)?；然后高溫高壓的氣體進(jìn)入到燃?xì)廨啓C(jī)43中膨脹做功，推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)41和外負(fù)荷轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了燃料的化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，并輸出電功。從燃?xì)廨啓C(jī)43中排出的乏氣(即高溫?zé)煔?送至余熱鍋爐2進(jìn)口 26。
[0030]蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3，用于接收來自余熱鍋爐2和中央熱交換器12的過熱蒸汽，還用于接收來自余熱鍋爐2的再熱蒸汽，并通過過熱蒸汽和再熱蒸汽的做功帶動(dòng)蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3的發(fā)電機(jī)發(fā)電，蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3包括:第二發(fā)電機(jī)34 ;高壓缸31，接收來自余熱鍋爐2和中央熱交換器12的過熱蒸汽膨脹做功，并將做完功后的高壓缸排汽送往余熱鍋爐2中再熱；中低壓合缸32，接收經(jīng)余熱鍋爐2再熱后的再熱蒸汽，并通過做功帶動(dòng)第二發(fā)電機(jī)34發(fā)電；冷凝器33，接收中低壓合缸32做功后的排氣并冷卻成凝結(jié)水；給水泵，接收來自冷凝器33的凝結(jié)水，并將所述冷凝水等熵壓縮后送至余熱鍋爐2的省煤器21。
[0031]余熱鍋爐2，設(shè)有用于接收來自燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組4的高溫?zé)煔獾倪M(jìn)口 26和用于排出釋放熱量后的低溫?zé)煔獾某隹?27，通過高溫?zé)煔饧訜醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3的給水以產(chǎn)生過熱蒸汽，還利用高溫?zé)煔饧訜醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3做功后的排氣以產(chǎn)生再熱蒸汽。余熱鍋爐2包括:省煤器21，用于將來自所述冷凝器并經(jīng)所述給水泵35壓縮后的冷凝水加熱為飽和水；鍋筒23，用于接收來自省煤器21的飽和水，來自所述省煤器21的飽和水與鍋筒23內(nèi)的飽和水混合后進(jìn)入鍋筒23的下降管；蒸發(fā)器22，用于將來自下降管的部分飽和水加熱，加熱后的汽水混合物通過鍋筒23上升管送回鍋筒23內(nèi)并通過設(shè)置于鍋筒23內(nèi)的汽水分離器5進(jìn)行汽水分離；過熱器25，用于將汽水分離器5分離出來的飽和蒸汽變成過熱蒸汽，所述過熱蒸汽被送至蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3的高壓缸31 ；以及再熱器24，用于接收高壓缸31做功后的排氣，并通過流動(dòng)于再熱器24外的高溫?zé)煔饧訜岣邏焊?1做功后的排氣以產(chǎn)生再熱蒸汽并送往所述中低壓合缸；來自所述省煤器的部分飽和水經(jīng)所述中央熱交換器換熱后產(chǎn)生過熱蒸汽后將所述過熱蒸汽輸送至所述高壓缸。
[0032]具體的可以描述為，余熱鍋爐2進(jìn)口 26與燃?xì)廨啓C(jī)43的高溫?zé)煔獬隹谶B通，從燃?xì)廨啓C(jī)43排出的高溫?zé)煔庖来谓?jīng)過熱器25、再熱器24、蒸發(fā)器22和省煤器21釋放熱量后變成低溫?zé)煔鈴某隹?27排入大氣。來自蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3的給水經(jīng)余熱鍋爐2的省煤器21升溫到略低于汽包壓力下的飽和溫度得到飽和水，在太陽充足的情況下，該飽和水分為兩部分，一部分進(jìn)入中央熱交換器12，一部分進(jìn)入鍋筒23，與鍋筒23內(nèi)的飽和水混合后進(jìn)入鍋筒23下方的下降管進(jìn)入蒸發(fā)器22，蒸發(fā)器22將來自鍋筒23下降管的一部分水加熱變成飽和蒸汽，再通過鍋筒23上升管送回鍋筒23內(nèi)并通過設(shè)置于鍋筒23內(nèi)的汽水分離器5進(jìn)行汽水分離。經(jīng)汽水分離器分離出來的飽和蒸汽被送入過熱器25，經(jīng)過熱器25后變成過熱蒸汽，再送往蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3高壓缸31膨脹做功。該實(shí)施例中，余熱鍋爐2不僅可以通過高溫?zé)煔饧訜醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3的冷凝水以及鍋爐給水以產(chǎn)生過熱蒸汽，而且還可以利用高溫?zé)煔庠贌醽碜哉羝啺l(fā)電機(jī)組3的高壓缸31做功后的排氣，高壓缸31做功后的排氣經(jīng)余熱鍋爐2的再熱器24再熱后得到的再熱蒸汽被送回蒸汽輪發(fā)電機(jī)組3的中低壓合缸32，并通過做功帶動(dòng)第二發(fā)電機(jī)發(fā)電34。中低壓合缸32做功后的排氣送至冷凝器33，經(jīng)冷卻形成凝結(jié)水，所述冷凝水經(jīng)給水泵等熵壓縮后被送至余熱鍋爐2的省煤器21。
[0033]該實(shí)施例的碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的工作原理如下:碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是將碟式太陽能系統(tǒng)與常規(guī)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)集成。當(dāng)太陽能充足時(shí)，按照太陽能-聯(lián)合循環(huán)方式運(yùn)行，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組通過壓氣機(jī)將空氣吸入并壓縮后在燃燒室與燃料(天然氣等)混合燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓氣體進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)做功，帶動(dòng)第一發(fā)電機(jī)發(fā)電或帶動(dòng)壓氣機(jī)工作。排出的高溫?zé)煔饨?jīng)煙道輸送至余熱鍋爐入口，再流經(jīng)過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，最后經(jīng)煙?排入大氣，排煙溫度一般為150?180°C，煙氣溫度從高溫降到排煙溫度所釋放出的熱量用來使水變成蒸汽。蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的給水首先進(jìn)入省煤器加熱至飽和水，一部分送往碟式太陽能系統(tǒng)的中央熱交換器，與碟式太陽能集熱場(chǎng)產(chǎn)生的高溫空氣換熱，將來自省煤器的飽和水加熱至過熱蒸汽，另一部分送往鍋筒，進(jìn)入鍋筒的水與鍋筒內(nèi)的飽和水混合后，沿鍋筒下方的下降管進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量開始產(chǎn)汽，通常只有一部分水變成汽，所以在蒸發(fā)器內(nèi)流動(dòng)的是汽水混合物，汽水混合物離開蒸發(fā)器進(jìn)入上部鍋筒并通過設(shè)置于鍋筒內(nèi)的汽水分離設(shè)備進(jìn)行分離，水落到鍋筒內(nèi)水空間進(jìn)入下降管繼續(xù)吸熱產(chǎn)汽，而分離出的飽和蒸汽從鍋筒上部進(jìn)入過熱器，吸收熱量后飽和蒸汽變成過熱蒸汽。來自中央熱交換器和過熱器的兩部分過熱蒸汽混合進(jìn)入蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的高壓缸內(nèi)做功，從高壓缸出來的排汽送往余熱鍋爐再熱器再熱產(chǎn)生再熱蒸汽后再送往中低壓合缸做功，以帶動(dòng)第二發(fā)電機(jī)發(fā)電，從中低壓合缸出來的排氣送至冷凝器，經(jīng)冷卻形成凝結(jié)水，冷凝水經(jīng)給水泵等熵壓縮后再被送至省煤器進(jìn)行預(yù)熱得到飽和水。在太陽光不足或夜間時(shí)，則按常規(guī)的燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)方式運(yùn)行，鍋爐省煤器預(yù)熱后的飽和水全部送往余熱鍋爐的蒸發(fā)器和過熱器加熱至過熱蒸汽再送往汽輪發(fā)電機(jī)組，以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。該發(fā)明大大提高能源利用效率。常規(guī)碟式太陽能發(fā)電站光電效率約為18% — 25%，常規(guī)燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電站全廠總效率約為45% — 50%，而碟式太陽能一燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電站全廠總效率可達(dá)70% — 80%。
[0034]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括:碟式太陽能系統(tǒng)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述碟式太陽能系統(tǒng)包括碟式太陽能集熱場(chǎng)和中央熱交換器；所述燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括:燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐和蒸汽輪發(fā)電機(jī)組；其中: 所述余熱鍋爐，設(shè)有用于接收來自所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的高溫?zé)煔獾倪M(jìn)口和用于排出釋放熱量后的低溫?zé)煔獾某隹?，利用所述高溫?zé)煔饧訜醽碜运稣羝啺l(fā)電機(jī)組的給水以產(chǎn)生過熱蒸汽，還利用所述高溫?zé)煔饧訜醽碜运稣羝啺l(fā)電機(jī)組做功后的排氣以產(chǎn)生再熱蒸汽； 發(fā)電機(jī)組，用于將壓縮空氣與燃料燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體，并通過所述高溫高壓氣體的做功帶動(dòng)所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后排出的高溫?zé)煔馑椭了鲇酂徨仩t的高溫?zé)煔膺M(jìn)口； 所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組，用于接收來自所述余熱鍋爐和所述中央熱交換器的過熱蒸汽，還用于接收來自所述余熱鍋爐的所述再熱蒸汽，并通過所述過熱蒸汽和所述再熱蒸汽的做功帶動(dòng)所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)發(fā)電； 所述碟式太陽能集熱場(chǎng)，用于接收太陽輻射能以加熱工作介質(zhì)； 所述中央熱交換器，用于將來自所述余熱鍋爐的部分飽和水與所述碟式太陽能集熱場(chǎng)加熱后的工作介質(zhì)換熱，以產(chǎn)生過熱蒸汽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組包括: 第二發(fā)電機(jī)； 高壓缸，接收來自所述余熱鍋爐和所述中央熱交換器的過熱蒸汽膨脹做功，并將做完功后的高壓缸排汽送往所述余熱鍋爐中再熱； 中低壓合缸，接收經(jīng)所述余熱鍋爐再熱后的再熱蒸汽，并通過做功帶動(dòng)所述第二發(fā)電機(jī)發(fā)電； 冷凝器，接收所述中低壓合缸做功后的排氣并冷卻成凝結(jié)水；以及 給水泵，接收來自冷凝器的凝結(jié)水，并將所述凝結(jié)水等熵壓縮后送往所述余熱鍋爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐包括: 省煤器，用于將來自所述冷凝器并經(jīng)所述給水泵壓縮后的冷凝水加熱為飽和水； 鍋筒，用于接收來自所述省煤器的飽和水，所述來自所述省煤器的飽和水與所述鍋筒內(nèi)的飽和水混合后進(jìn)入所述鍋筒的下降管； 蒸發(fā)器，用于將來自所述下降管的部分飽和水加熱，加熱后的汽水混合物通過鍋筒上升管送回所述鍋筒內(nèi)并通過設(shè)置于所述鍋筒內(nèi)的汽水分離器進(jìn)行汽水分離； 過熱器，用于將所述汽水分離器分離出來的飽和蒸汽變成過熱蒸汽，所述過熱蒸汽被送至所述蒸汽輪發(fā)電機(jī)組的高壓缸；以及 再熱器，用于接收所述高壓缸做功后的排氣，并通過流動(dòng)于所述再熱器外的高溫?zé)煔饧訜崴龈邏焊鬃龉蟮呐艢庖援a(chǎn)生再熱蒸汽并送往所述中低壓合缸； 來自所述省煤器的部分飽和水經(jīng)所述中央熱交換器換熱后產(chǎn)生過熱蒸汽后將所述過熱蒸汽輸送至所述高壓缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組包括: 壓氣機(jī)，用于吸入并壓縮空氣； 燃燒室，接收來自所述壓氣機(jī)的壓縮空氣，并使所述壓縮空氣與燃料燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體； 第一發(fā)電機(jī)；以及 燃?xì)廨啓C(jī)，接收來自所述燃燒室的高溫高壓氣體，并通過做功帶動(dòng)所述第一發(fā)電機(jī)發(fā)電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的碟式太陽能-燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述碟式太陽能集熱場(chǎng)由多個(gè)并列的碟式裝置組成，各碟式裝置包括: 碟式聚光器，包含能匯聚低密度太陽輻射能的接收面板； 跟蹤控制系統(tǒng)，用于使所述碟式聚光器的接收面板與太陽光線垂直；以及 吸熱器，利用匯集的太陽輻射能加熱內(nèi)部的工作介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F02C6/00GK103470461SQ201310471105
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】高維, 吳衛(wèi), 高霞, 潘海浪, 王公林, 王文波 申請(qǐng)人:國(guó)電龍?jiān)措娏夹g(shù)工程有限責(zé)任公司