[发明专利]太阳能-燃机联合循环热电联产系统

说明书

技术领域

本发明属于新能源或可再生能源领域中的太阳能光热利用技术，或者属于能源领域中的火力发电技术，主要用于太阳能发电供热、分布式能源，建立太阳能与其它能源互补的能源供应站，实现热、电、冷全天候联产联供。

背景技术

目前太阳能光热发电技术因考虑全天候运行需要，一般都配置储热装置，由太阳能集热装置加热储热油，被加热的储热油存放在储油罐中，再通过热交换器将热量传至工质水，产生过热蒸汽推动汽轮机做功发电。现有技术的主要问题是热发电系统中增加了储热及热交换装置，大大增加了设备投资，并且由于传热温差的存在，也降低了热能至机械能的转换效率。

技术背景参考资料：

1、《中国槽式太阳能热发电产业化发展之我见》(东莞市康达电机工程有限公司，周福云，2010.9.28)。

2、专利：一种槽式太阳能集热装置，ZL201120049309.1。

3、现有燃机联合循环热电联产机组资料。

发明内容

当前太阳能热发电技术主要是要解决储热及热交换装置的投资过高和热电转换效率过低的问题。

本发明彻底抛弃了储热油系统，采用太阳能与燃机联合循环的紧密结合，解决了全天候运行问题，同时提高了太阳能利用效率，节省了投资。

太阳能-燃机联合循环热电联产系统，主要由太阳能集热装置、燃气轮机发电机组、余热锅炉、蒸汽轮机发电机组和补热加热器所构成。

太阳能集热装置直接将高压或中压给水加热成相应压力的饱和或欠饱和水送入余热锅炉的高压或中压锅筒，参与联合循环发电供热。这要保证太阳能集热装置的出口给水压力和温度与余热锅炉相应锅筒内的工质参数相匹配。

为了确保全天候运行，系统设置了补热加热器，在太阳能集热装置非正常工作时用中低参数蒸汽加热高压或中压给水，当给水达到饱和或欠饱和状态后送入余热锅炉的相应锅筒(也要保证参数匹配)，以弥补余热锅炉的热量缺失。同时，由于使用了品位较低(相对于高、中参数蒸汽而言)的蒸汽去加热高压或中压给水，产生了回热效果，提高了循环效率。

太阳能集热装置的出口给水温度通过调节其给水流量来控制。当阳光强烈时，增大给水流量(至设计值为止)；当阳光较弱时，减小给水流量；当没有阳光时，给水流量到零；始终维持太阳能集热装置的出口给水温度在设定值，保证与相应锅筒内工质参数的匹配。太阳能集热装置的给水接自高压或中压给水泵。

余热锅炉的相应锅筒水位通过调节补热加热器的给水流量来控制。当来自太阳能集热装置的给水流量过小时，锅筒水位会降低(假设负荷不变)，这时要维持正常负荷运行，就必须另行补充给水，这就要增加补热加热器的给水流量；反之亦然。当太阳能集热装置的给水进入余热锅炉相应锅筒的流量达到设计值时，补热加热器的给水流量到零(即在阳光灿烂时停用补热加热器)。补热加热器的给水也接自高压或中压给水泵。

补热加热器的出口给水温度通过调节其加热蒸汽的流量来控制。给水的流量发生变化时，如果加热蒸汽不变，就会造成出口给水温度变化，这时就要对加热蒸汽流量进行调节，以维持出口给水温度恒定，保证其参数与余热锅炉相应锅筒内工质参数相匹配。加热用的中低参数蒸汽可接自汽轮机的抽汽供热母管和/或其它中低参数蒸汽。

在太阳能集热装置停用后重新启动时，其出口给水温度可能达不到要求，这时可将不合格的给水通过阀门从专门管道排向凝结水泵的出口管道，直至给水温度符合要求为止。

通过补热加热器的作用，还可实现太阳能与普通火力发电热力系统相结合。在普通火力发电热力系统中，没有燃机和余热锅炉，只有燃用化石燃料的锅炉，可将来自太阳能集热装置的高压饱和或欠饱和水直接送入锅炉的高压锅筒中，与原有工质混合后在蒸发器中吸热蒸发，再去过热器中加热成高压过热蒸汽，进入蒸汽轮机做功。其基本原理与燃机联合循环相同，不再赘述。

附图说明

附图是太阳能-燃机联合循环热电联产系统的原则性热力系统图。图中，1——太阳能集热装置，2——燃气轮机发电机组，3——余热锅炉，4——蒸汽轮机发电机组，5——补热加热器，6——给水泵，7——除氧器，8——凝汽器，9——凝结水泵；V1、V2、V3——调节阀，V4——旋转隔板调节阀，V5——关断阀及减压阀；FL——燃料，AR——空气，HG——高温烟气，FW——给水，HS--高压过热蒸汽，FH——供热，SW——疏水，CW——凝结水。

具体实施方式