[发明专利]太阳能与外源蒸汽互补发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及清洁能源发电设备，具体地指一种太阳能与外源蒸汽互补发电设备。

背景技术

目前，随着煤、石油、天然气等传统化石能源储量的日益减少，寻找可再生的清洁能源已成为社会普遍关注的焦点。另一方面，由于使用化石能源带来的环境污染直接威胁人类的生存和发展，因此重视和发展可再生的清洁能源、减少SO₂和CO₂排放已成为各国政府的共识。太阳能具有分布广泛、储量无限、收集利用清洁、SO₂和CO₂零排放等优点，但由于其能量较为分散、受天气影响较大、能量汇集不稳定不连续等问题，长期以来太阳能聚热发电的大规模开发利用受到了很大的限制。现代大工业生产中，会有相当多的副产物废热蒸汽，这些废热蒸汽的利用率极低。如何将这些废热蒸汽与太阳能聚热发电结合起来，一直是本领域科研人员亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的就是要充分利用大工业产生的废热蒸汽资源，克服已知太阳能热电站受天气影响较大、能量汇集不稳定、不连续的缺陷，提供一种太阳能与外源蒸汽互补发电设备。

为实现上述目的，本发明所设计的太阳能与外源蒸汽互补发电设备，包括太阳能蒸汽发生装置、外源蒸汽调节器、汽轮机组、以及与汽轮机组联动的发电机。所述太阳能蒸汽发生装置的蒸汽输出端通过第一调节阀与汽轮机组的高压蒸汽入口相连，所述外源蒸汽调节器的蒸汽输出端通过第二调节阀和第二开关阀也与汽轮机组的高压蒸汽入口相连。所述外源蒸汽调节器的设置是为了改变外源蒸汽的工况，使其压力、温度等参数值满足汽轮机组的运行要求。根据不同的蒸汽工况，外源蒸汽调节器可以是减温减压器，也可以是升温升压器。所述汽轮机组的低压蒸汽出口与冷凝器的输入端相连，所述冷凝器的输出端与除氧器的输入端相连，所述除氧器的输出端与给水泵的输入端相连，用以脱除循环水中的氧气，防止设备及管路氧化腐蚀。所述给水泵的输出端通过第一开关阀与太阳能蒸汽发生装置的循环水输入端相连，由此构成太阳能蒸汽发生装置的循环回路。所述给水泵的输出端还通过第四开关阀与外源蒸汽回水旁路相连，由此构成外源蒸汽做功的循环回路。

进一步地，上述太阳能与外源蒸汽互补发电设备还包括软水储罐，所述软水储罐的出水口通过补水泵与除氧器的补水口相连，所述软水储罐的出水口与除氧器的补水口之间的管路上设置有第三调节阀和第三开关阀，由此构成太阳能蒸汽发生装置的循环水储备与补充系统。所述软水储罐用于储备来自化学水处理装置制备好的软水，这种软水脱除了其中的钙、镁离子，可有效防止设备内部结垢；所述第三调节阀和第三开关阀用于控制软水的供给及流量大小，以根据实际情况补充循环水的损失。

更进一步地，所述汽轮机组的高压蒸汽入口处管路上设置有压力计和温度计。设置压力计和温度计的目的是为了直观控制输入汽轮机组的蒸汽压力及温度，满足汽轮机组的运行要求。

作为优选方案之一，所述太阳能蒸汽发生装置包括一个塔顶太阳能锅炉和若干个与其匹配的定日反射镜，所述塔顶太阳能锅炉的聚热管输出端通过第一调节阀与汽轮机组的高压蒸汽入口相连，所述塔顶太阳能锅炉的聚热管输入端通过第一开关阀与给水泵的输出端相连。此时，塔顶太阳能锅炉内的导热介质为水，无需其他换热设备，水直接汽化成高温高压蒸汽后对汽轮机组做功，其结构简单、成本低廉。

作为优选方案之二，所述太阳能蒸汽发生装置包括一个塔顶太阳能锅炉和若干个与其匹配的定日反射镜，所述塔顶太阳能锅炉的聚热管输出端通过第五开关阀与蓄热换热器的热介质进口相连，所述蓄热换热器的热介质出口通过热液泵与塔顶太阳能锅炉的聚热管输入端相连；所述蓄热换热器的蒸汽输出端通过第一调节阀与汽轮机组的高压蒸汽入口相连，所述蓄热换热器的循环水输入端通过第一开关阀与给水泵的输出端相连。此时，塔顶太阳能锅炉内的导热介质采用高温导热油等，可以是重油、石腊、熔融盐、或其它已知的液态导热混合物，如用联苯和联苯醚混合液的加热温度可达400℃。吸收了太阳能的高温导热介质再通过蓄热换热器将热量传递给水，水被汽化成高温高压蒸汽后对汽轮机组做功，其运行稳定，安全可靠。

作为优选方案之三，所述太阳能蒸汽发生装置包括若干组聚光集热效果更好的太阳能真空聚热管和与其匹配的槽型抛物面反射镜，所述太阳能真空聚热管的输出端通过第一调节阀与汽轮机组的高压蒸汽入口相连，所述太阳能真空聚热管的输入端通过第一开关阀与给水泵的输出端相连。此时，太阳能真空聚热管内的导热介质为水，无需其他换热设备，水直接汽化成高温高压蒸汽后对汽轮机组做功，其结构简单、成本低廉。