[发明专利]实现太阳能光热技术和火电厂结合的热利用系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于节能技术领域，具体涉及一种实现太阳能光热技术和火电厂结合的热利用系统及方法。

背景技术

随着经济的发展和生活品质的提高，能源和环境问题日益受到社会关注。提高能源利用率，加强余热回收利用，拓展可再生能源的应用场所是节约传统能源、降低碳排放、保护环境的有力措施。

太阳能作为一种重要的可再生能源，随着技术的进步，聚光光热技术可将太阳辐射能转换为高达400℃以上的热能，实现太阳能热发电。中国目前能源结构还以煤炭为主，探索新能源的应用途径尤其有意义，如能做到在传统能源基础上使用太阳能等可再生能源，对于我国的节能减排事业会有较大的促进。 

作为中国耗能大户的火力发电厂，其最大的损失为冷端损失，如果汽轮机凝汽余热能够充分回收并循环利用，将大幅提高电厂的能源利用效率，带来巨大的节能效益、环保效益和社会效益。

吸收式热泵技术由于可以利用少量的高温热源能量作为驱动，将低温热源能量送往中温热源，产生大量的中温有用热能，近年来被广泛用于回收利用低品味余（废）热。

鉴于此，有必要在投资可控的条件下，提供一种结合太阳能光热技术与传统火电电厂相结合的系统，既拓展太阳能的应用场所，又回收电厂余热，降低电厂煤耗，最终实现传统能源与可再生能源的合理搭配使用。

发明内容

本发明的目的是通过使用无偿的太阳能资源，以太阳能聚光集热技术和吸收式热泵技术为基础，在保证电厂系统经济性的前提下，实现太阳能光热技术和传统火电厂的有机结合。该系统可部分回收汽轮机排汽损失的热量，并充分利用可再生的太阳能资源，具有节能环保的特点。

一种实现太阳能光热技术和火电厂结合的热利用系统，包括：锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、冷却塔以及各种连接管路，其特征在于，还包括太阳能集热器、吸收式热泵、蓄能器、热力补充设备、介质存储罐，所述太阳能集热器的循环管路与吸收式热泵的发生器相连；所述凝汽器的凝结水管和吸收式热泵的冷凝器相连；所述凝汽器的循环冷却水管分成两路，一路和吸收式热泵的蒸发器相连，一路和冷却塔相连。

所述太阳能集热器与吸收式热泵驱动热源的工质为水（蒸汽）或沸点高于水的导热油、熔融盐。

所述太阳能集热器为一组或多组槽式中高温集热器，配置有太阳能集热器旁通管、对日跟踪系统和控制系统。

一种实现太阳能光热技术和火电厂结合的热利用方法，其特征在于，结合了太阳能聚光集热技术和吸收式热泵技术应用于电厂热力系统中，在所述的热利用系统中，循环工质在太阳能集热器中受热升温至100-600℃，进入吸收式热泵作为驱动热源，散热后重新进入太阳能集热器循环；以部分电厂循环冷却水作为低温热源，吸收式热泵从中提取热量用于加热凝结水管流出的凝结水，替代原有抽汽加热。

所述太阳能集热器的出口工质温度通过分析日照参数、调节流量阀控制，工质的温度范围达100~600℃，太阳能不足时，由热力补充设备5产生的热能驱动吸收式热泵；在日照条件差的恶劣天气下或系统停机检修时，使用旁通阀门经太阳能集热器旁通管对太阳能集热器排空。

所述冷却塔与吸收式热泵并联，凝汽器的循环冷却水分成两路，一路进入吸收式热泵降温，一路通过冷却塔将多余的汽轮机排汽热量排放到环境，通过流量阀调整二者的相对流量，在吸收式热泵检修或紧急状况下，循环冷却水全部进入冷却塔。

本发明的优点在于：无偿使用中高温太阳能资源，回收凝汽器循环水的热量重新用于蒸汽回路，降低电厂热损失，减少汽轮机抽汽，同时增加汽轮机发电量，有效提高电厂的能源利用效率，具有节能环保效益。

附图说明

图1为一种带蓄能器与热力补充设备的槽式太阳能集热器和传统火电相结合的热利用系统的典型流程示意图。

图中标号：1—太阳能集热器；2—凝汽器；3—吸收式热泵；4—蓄能器；5—热力补充设备；6—介质存储罐；7—锅炉；8—汽轮机；9—发电机；10—冷却塔；11—太阳能集热器旁通管；12—太阳能集热器进口管；13—太阳能集热器出口管；14—凝汽器循环冷却水供水管；15—凝汽器循环冷却水回水管；16—吸收式热泵余热水供水管；17—吸收式热泵余热水回水管；18—凝结水管。 

具体实施方式

    下面结合实施例予以说明，所述的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。