[发明专利]一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置耦合发电技术

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，特别是涉及一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电的新技术。 

背景技术

太阳能作为可再生能源之一，由于具有以下几个特点： 

1)太阳能使用时不会排出任何废物，对环境无任何污染； 

2)太阳能分布范围广阔，我国三分之二的国土年日照在2200h以上； 

3)太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭； 

4)太阳能可以直接利用，不需要开采和加工环节，既经济又安全； 

5)太阳能可以转换成多种其他形式的能量。 

因此，对太阳能的利用一直伴随着人类的整个发展过程。充分利用太阳能资源，积极发展太阳能发电技术，不但可以减少温室气体排放量，改善温室气体效应的影响，而且还可以优化和调整我国的能源结构，促进相关产业的技术发展与革新，开拓新的经济增长点，以有利于我国经济发展方式的转变。 

太阳能集热发电技术为太阳能发电的两种主要形式之一，它与光 伏发电技术相比，具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。目前，太阳能集热发电在技术上和经济上可行的三种形式包括：槽式发电系统、塔式发电系统和盘式(碟式)发电系统。目前，这三种发电系统的峰值发电效率仍然不高，最高的盘式(碟式)发电系统器峰值发电效率也仅25％左右，而且发电的成本仍然大幅高于燃煤电站的发电成本。因此，提高太阳能集热发电技术的发电效率，同时降低发电的成本，是积极发展太阳能发电技术必须面临的桎梏。 

燃气发电技术尤其是天然气发电技术随着我国经济发展程度的不断提高和科学技术的不断进步，发展的条件日渐成熟。燃气尤其是天然气发电具有以下的优点： 

1)利于缓解环境保护的压力：天然气作为一种优质清洁能源用于发电，二氧化碳排放量约为燃煤电厂的43％，氮氧化物排放量为燃煤电厂的10％左右，二氧化硫排放极低，基本上没有灰渣排放，可明显减轻电力工业的环保压力。 

2)有利于优化和调整电源结构，逐步实现发电能源多元化。 

3)利用天然气发电有利于电网安全经济运行：天然气电厂具有运行灵活，可用率高，机组启动快，调节范围大，且适宜于在负荷中心附近建厂等特点，成为提高电网运行质量的有力手段之一。 

4)有利于缓解厂址资源日趋匮乏的矛盾：天然气电厂对厂址外部条件的要求相对较宽松，占地面积小，一般为燃煤电厂的10～30％，耗水量小，一般仅为燃煤电厂的1/3。 

5)我国天然气、煤层气、页岩气资源丰富：按国际通用口径， 我国天然气资源总量约为38万亿m³；埋深在以2000m以内的煤层气资源量达30万亿～35万亿m³，与我国天然气资源总量相当；页岩气在中国具有良好的勘探前景，其总地质储量预计可达150亿万m³。这些都为燃气发电技术提供了充足的资源。 

6)燃气-蒸汽联合循环技术的发展，使得天然气发电的效率大幅提高。目前最高的发电效率已经接近60％。 

正是基于以上的这些优点，国家决定在十二五”期间将增加天然气发电的比重，天然气发电总装机容量至少达到七八千瓦。 

正是在我国大力发展太阳能等新能源(可再生能源)以及天然气等清洁能源的大背景下，考虑到我国太阳能与天然气等燃气资源的分布区域的相似性，首次将太阳能集热发电技术与燃气-蒸汽联合循环发电进行整合，提出一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置耦合发电的技术，可以大幅提高太阳能集热发电的发电效率，同时大幅减少太阳能集热发电的设备投资，降低太阳能发电的成本，提高太阳能发电的经济性。同时，由于太阳能集热技术所获得的热能输入到了余热锅炉，在水蒸气流量不变的情况下相当于提高了水蒸气的温度，也会对燃气-蒸汽联合循环的发电效率有所改善。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是：将太阳能集热发电技术燃气-蒸汽联合循环技术进行整合，以提高太阳能集热发电的发电效率，并降低 太阳能集热发电的发电成本，同时改善燃气-蒸汽联合循环的发电效率。 

(二)技术方法 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。 

本发明提供了一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电的技术方案，所述技术方案包括： 

太阳能集热系统，通过集热装置将太阳辐射的热能集中，将工质温度加热到一定的温度。