一種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，包括利用太陽能加熱低溫工質(zhì)得到高溫工質(zhì)并儲存的一回路太陽能集熱子系統(tǒng)；以及利用所述高溫工質(zhì)加熱水和蒸汽，產(chǎn)生多種不同壓力和溫度的蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電的二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)，加熱后的高溫工質(zhì)降溫為低溫工質(zhì)回送至一回路太陽能集熱子系統(tǒng)繼續(xù)加熱；太陽能集熱子系統(tǒng)和蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)各自獨立運行，互不影響；利用本發(fā)明可消除太陽輻射強度變化、云遮擋等不可控因素造成的系統(tǒng)波動，并且可以實現(xiàn)汽輪發(fā)電機組發(fā)電功率可調(diào)和連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，提高了太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
【專利說明】—種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能熱發(fā)電【技術領域】，特別涉及一種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。【背景技術】
[0002]太陽能分布廣泛、儲量巨大，是一種清潔的可再生能源，具有廣闊的應用前景。目前太陽能發(fā)電技術主要有光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電兩種形式。光伏發(fā)電是利用半導體器件的光伏效應將太陽能直接轉化為電能，具有可靠性高、安裝維護方便等優(yōu)點，但是光伏發(fā)電的成本高昂，光電轉換的效率不高。太陽能熱發(fā)電是利用聚光器聚集太陽能，經(jīng)吸收器吸收后轉化成熱能，產(chǎn)生高溫蒸汽或氣體進入汽輪發(fā)電機組產(chǎn)生電能。與光伏發(fā)電相比，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量好，運行可靠。
[0003]目前太陽能熱發(fā)電技術主要有槽式、菲涅爾式、塔式和碟式，其中槽式、菲涅爾式和塔式均實現(xiàn)了商業(yè)化運行，碟式處在試驗示范階段。
[0004]現(xiàn)有太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)普遍采用一種參數(shù)的蒸汽進入汽輪機發(fā)電，集熱平均吸熱溫度高，增加了熱損失；工質(zhì)出入口溫差小，增加了泵的流量和功耗，最終影響了太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，增加了運行成本。
[0005]太陽輻射強度受環(huán)境影響較大，晝夜交替、天氣和云遮擋等因素均會影響收集到的太陽能，造成太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)在運行過程中發(fā)電功率的不可控，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，解決了太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)運行過程中發(fā)電功率不可控的問題，提高了太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0008]一種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，包括:
[0009]利用太陽能加熱低溫工質(zhì)得到高溫工質(zhì)并儲存的一回路太陽能集熱子系統(tǒng)；以及
[0010]利用所述高溫工質(zhì)加熱水和蒸汽，產(chǎn)生多種不同壓力和溫度的蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電的二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)，加熱后的高溫工質(zhì)降溫為低溫工質(zhì)回送至一回路太陽能集熱子系統(tǒng)繼續(xù)加熱。
[0011]所述一回路太陽能集熱子系統(tǒng)包括低溫儲罐1、高溫儲罐4和連接于二者之間的太陽能集熱場3。
[0012]所述低溫儲罐I與太陽能集熱場3之間設置有泵2，用以將低溫工質(zhì)泵入太陽能集熱場3加熱。
[0013]所述二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)包括汽輪機15、凝汽器14、凝結水加熱器9、除氧器10、低壓給水泵11、高壓給水泵12、低壓蒸汽發(fā)生器8、預熱器7和高壓蒸汽發(fā)生器6，一回路高溫工質(zhì)由高溫儲罐4進入高壓蒸汽發(fā)生器6，再進入并聯(lián)的低壓蒸汽發(fā)生器8和預熱器7，再進入凝結水加熱器9，最終變?yōu)榈蜏毓べ|(zhì)回流至低溫儲罐I ;高壓給水泵12將除氧器10中的水送至預熱器7，出預熱器7的高壓給水進入高壓蒸汽發(fā)生器6，產(chǎn)生高溫高壓的過熱蒸汽，引入汽輪機15的主蒸汽口驅(qū)動發(fā)電；低壓給水泵11將除氧器10中的水送至低壓蒸汽發(fā)生器8，產(chǎn)生低壓過熱蒸汽，引入汽輪機15的低壓補汽口驅(qū)動發(fā)電；出汽輪機15的乏汽進入凝汽器14，在其中凝結成水送至凝結水加熱器9，在凝結水加熱器9中加熱后送入除氧器10。
[0014]所述高壓蒸汽發(fā)生器6與高溫儲罐4之間設置一回路工質(zhì)泵5 ;所述凝汽器14與凝結水加熱器9之間設置凝結水泵13。
[0015]所述一回路太陽能集熱子系統(tǒng)的工質(zhì)為導熱油或熔鹽。
[0016]所述太陽能集熱場3為槽式太陽能集熱場、菲涅爾式太陽能集熱場或塔式太陽能集熱場。
[0017]所述凝結水加熱器9和預熱器7均為管殼式換熱器。
[0018]所述低壓蒸汽發(fā)生器8為直流螺旋管式、臥式U型管自然循環(huán)式或立式U型管自然循環(huán)式；所述高壓蒸汽發(fā)生器6為直流螺旋管式、臥式U型管自然循環(huán)式或立式U型管自然循環(huán)式。
[0019]所述不同壓力和溫度的蒸汽，為2種或2種以上。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)分為兩個回路，一回路太陽能集熱子系統(tǒng)和二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)，這兩個子系統(tǒng)各自獨立運行，互不影響，太陽輻射強度的變化只影響一回路太陽能集熱子系統(tǒng)，二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電功率完全可控，不受一回路的影響。通過在一回路設置不同容量的太陽能場和高溫儲罐，可實現(xiàn)不同時間的儲熱，延長系統(tǒng)的發(fā)電時間，提高利用率；二回路產(chǎn)生多種不同壓力和溫度的蒸汽并入汽輪機，提高了熱電效率，降低了運行成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一回路太陽能集熱子系統(tǒng)和二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)。太陽能集熱子系統(tǒng)通過太陽能集熱場3聚焦太陽光加熱一回路的工質(zhì)，得到的高溫工質(zhì)儲存在高溫儲罐4內(nèi)，供二回路使用；二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)使用高溫儲罐4內(nèi)的一回路工質(zhì)加熱水和蒸汽，產(chǎn)生多種不同壓力和溫度的蒸汽，并入汽輪機15，驅(qū)動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電，降溫后的一回路工質(zhì)儲存在低溫儲罐I內(nèi)。一回路太陽能集熱子系統(tǒng)和二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)各自獨立運行，互不影響。
[0024]一回路太陽能集熱子系統(tǒng)包括低溫儲罐1、高溫儲罐4、太陽能集熱場3、泵2和一回路工質(zhì)。其工作流程為泵2將低溫儲罐I中儲存的一回路工質(zhì)泵入太陽能集熱場3，太陽能集熱場3聚焦太陽光加熱其中的工質(zhì)，加熱后的高溫工質(zhì)儲存在高溫儲罐4中。
[0025]二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)包括汽輪機15、凝汽器14、凝結水泵13、凝結水加熱器9、除氧器10、低壓給水泵11、高壓給水泵12、低壓蒸汽發(fā)生器8、預熱器7、高壓蒸汽發(fā)生器6和一回路工質(zhì)泵5。其工作流程為一回路工質(zhì)泵5將高溫儲罐4中儲存的高溫一回路工質(zhì)泵入高壓蒸汽發(fā)生器6，高溫一回路工質(zhì)經(jīng)高壓蒸汽發(fā)生器6降溫后分為兩部分，一部分進入低壓蒸汽發(fā)生器8，另一部分進入預熱器7，預熱高壓給水，高壓給水預熱后進入高壓蒸汽發(fā)生器6，從低壓蒸汽發(fā)生器8和預熱器7降溫后的兩部分一回路工質(zhì)進入凝結水加熱器9，加熱凝結水，降溫后的一回路工質(zhì)回到低溫儲罐I內(nèi)，完成一回路工質(zhì)的循環(huán)；凝結水泵13將凝結水泵入凝結水加熱器9，加熱后的凝結水進入除氧器10，低壓給水泵11將給水泵入低壓蒸汽發(fā)生器8，產(chǎn)生低壓的過熱蒸汽，引入汽輪機15的低壓補汽口，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，高壓給水泵12將給水泵入預熱器7，預熱后的給水進入高壓蒸汽發(fā)生器6，產(chǎn)生高溫高壓的過熱蒸汽，引入汽輪機15的主蒸汽口，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，蒸汽在汽輪機15中做功后的乏汽進入凝汽器14，在凝汽器14中凝結成水，完成二回路工質(zhì)的循環(huán)。
[0026]實施例中一回路工質(zhì)可以為導熱油或熔鹽。太陽能集熱場3可以為槽式太陽能集熱場、菲涅爾式太陽能集熱場或塔式太陽能集熱場。凝結水加熱器和預熱器為管殼式換熱器。低壓蒸汽發(fā)生器8和高壓蒸汽發(fā)生器6均可以為直流螺旋管式、臥式U型管自然循環(huán)式或立式U型管自然循環(huán)式。
[0027]上述具體實施例中，蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)產(chǎn)生2種不同壓力和溫度的蒸汽，但本發(fā)明不限于2種，根據(jù)一回路工質(zhì)的參數(shù)，可產(chǎn)生2種、3種、4種或更多種不同壓力和溫度的蒸汽。
【權利要求】
1.一種兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 利用太陽能加熱低溫工質(zhì)得到高溫工質(zhì)并儲存的一回路太陽能集熱子系統(tǒng)；以及 利用所述高溫工質(zhì)加熱水和蒸汽，產(chǎn)生多種不同壓力和溫度的蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電的二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)，加熱后的高溫工質(zhì)降溫為低溫工質(zhì)回送至一回路太陽能集熱子系統(tǒng)繼續(xù)加熱。
2.根據(jù)權利要求1所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述一回路太陽能集熱子系統(tǒng)包括低溫儲罐(I)、高溫儲罐(4)和連接于二者之間的太陽能集熱場(3)。
3.根據(jù)權利要求2所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫儲罐(I)與太陽能集熱場(3)之間設置有泵(2)，用以將低溫工質(zhì)泵入太陽能集熱場(3)加熱。
4.根據(jù)權利要求2所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述二回路蒸汽動力發(fā)電子系統(tǒng)包括汽輪機(15)、凝汽器(14)、凝結水加熱器(9)、除氧器(10)、低壓給水泵(11)、高壓給水泵(12)、低壓蒸汽發(fā)生器(8)、預熱器(7)和高壓蒸汽發(fā)生器(6)，一回路高溫工質(zhì)由高溫儲罐(4)進入高壓蒸汽發(fā)生器(6)，再進入并聯(lián)的低壓蒸汽發(fā)生器(8)和預熱器(7)，再進入凝結水加熱器(9)，最終變?yōu)榈蜏毓べ|(zhì)回流至低溫儲罐(I);高壓給水泵(12)將除氧器(10)中的水送至預熱器(7)，出預熱器(7)的高壓給水進入高壓蒸汽發(fā)生器(6)，產(chǎn)生高溫高壓的過熱蒸汽，引入汽輪機(15)的主蒸汽口驅(qū)動發(fā)電；低壓給水泵(11)將除氧器(10)中的水送至低壓蒸汽發(fā)生器(8)，產(chǎn)生低壓過熱蒸汽，引入汽輪機(15)的低壓補汽口驅(qū)動發(fā)電；出汽輪機(15)的乏汽進入凝汽器(14)，在其中凝結成水送至凝結水加熱器(9)，在凝結水加熱器(9)中加熱后送入除氧器(10)。
5.根據(jù)權利要求4所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓蒸汽發(fā)生器(6)與高溫儲罐(4)之間設置一回路工質(zhì)泵(5);所述凝汽器(14)與凝結水加熱器(9)之間設置凝結水泵(13)。
6.根據(jù)權利要求1-5任一權利要求所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述一回路太陽能集熱子系統(tǒng)的工質(zhì)為導熱油或熔鹽。
7.根據(jù)權利要求2-5任一權利要求所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能集熱場(3)為槽式太陽能集熱場、菲涅爾式太陽能集熱場或塔式太陽能集熱場。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述凝結水加熱器(9)和預熱器(7)均為管殼式換熱器。
9.根據(jù)權利要求4或5所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓蒸汽發(fā)生器(8)為直流螺旋管式、臥式U型管自然循環(huán)式或立式U型管自然循環(huán)式；所述高壓蒸汽發(fā)生器(6)為直流螺旋管式、臥式U型管自然循環(huán)式或立式U型管自然循環(huán)式。
10.根據(jù)權利要求4或5所述的兩回路式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述不同壓力和溫度的蒸汽，為2種或2種以上。
【文檔編號】F03G6/06GK103939306SQ201410145572
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權日:2014年4月11日
【發(fā)明者】許世森, 裴杰, 徐越, 鄭建濤, 劉明義, 劉冠杰, 徐海衛(wèi), 曹傳釗 申請人:中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司