CN101126503A - 太阳能热汽包锅炉及该锅炉在发电机组中的应用 - Google Patents

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罗中兴
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Abstract

本发明涉及一种太阳能热汽包锅炉及该锅炉在发电机组中的应用，汽包锅炉包括锅炉汽包、连接在锅炉汽包上的水循环管路、连接在锅炉汽包上的汽-水循环管路，汽-水循环管路由热汽管和回水管构成，其特征是：在水循环管路上设置有太阳能加热装置，在汽-水循环管路的热汽管上设置有太阳能加热装置。太阳能热汽包锅炉在发电机组中的应用，其特征是：太阳能热汽包锅炉的热汽管和回水管分别与汽轮式发电机组的汽轮机的进气端和排气端连接。其优点是：通过转变汽包锅炉的换热设备为太阳能加热设备，从而使本发明具有实用性，有利于太阳能发电的大规模应用。此外，由于在本系统中采用了再热，提高了太阳能的利用效率。具有易维护、热效率高、不消耗化石燃料、不污染环境的特点。

Description

太阳能热汽包锅炉及该锅炉在发电机组中的应用
技术领域：
本发明涉及一种太阳能热汽包锅炉及该锅炉在发电机组中的应用。
背景技术：
锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。目前的锅炉，多为燃煤锅炉、燃油锅炉、电锅炉，这些锅炉在运行中不仅要消耗大量的不可再生能源，而且会造成对大气和环境的污染。
太阳能作为一种洁净的、取之不尽的能源，在能源结构中所占的比例将会越来越大。太阳能热发电不仅可以发出电力，还可以同时实现供热、制冷，构成热、电、冷联产。太阳热发电系统由集热系统、热传输系统、蓄热贮能系统、热机、发电机等组成。集热系统聚集太阳能后，经过热传输系统将聚集的太阳热能，传给热机，由热机产生动力，带动发电机来发电，整个系统的热源来自于太阳能，所以称之为太阳能热发电系统。目前，我国的发电方式还是以火力发电为主，核能、水力、风能、太阳能发电为辅。随着社会的进步，核能、水力、风能、太阳能发电将会逐步取代火力发电，尤其是以风能、太阳能等可再生的清洁能源发电将是未来能源的主流。火力发电是以化石燃料燃烧产热，来对锅炉中的水加热产生蒸汽，带动汽轮机做功发电。我国的发电机组多是火电机组，使用的是燃煤锅炉。经过多年的运行，安全性，可靠性和发电效率都逐步提高。但是，这种机组要消耗可再生能源，并且排出的烟气会污染环境。火力发电所使用的锅炉是汽包锅炉，该锅炉主要包括汽包、汽-水循环管路、设在循环管路上的加压泵和换热设备，换热设备包括：水冷壁、过热器、再热器、省煤器等。太阳能热发电是大规模开发利用太阳能的一个重要技术途径。由于关键技术有待重大突破，目前国外塔式、槽式、碟式系统都还面临着投资大、成本高、效率低的问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种将燃煤的汽包锅炉改成由太阳能提供热源的太阳能热汽包锅炉及该锅炉在发电机组中的应用，本发明是将汽包锅炉的换热设备(水冷壁、过热器、再热器、省煤器)转变为太阳能加热设备，巧妙地解决了太阳能热发电中的技术难题，具有易维护、热效率高、不消耗化石燃料、不污染环境的特点。
本发明的目的是由以下方式实现的：
本发明的太阳能热汽包锅炉包括锅炉汽包、连接在锅炉汽包上的水循环管路、连接在锅炉汽包上的汽-水循环管路，汽-水循环管路由热汽管和回水管构成，其特征是：在水循环管路上设置有太阳能加热装置，在汽-水循环管路的热汽管上设置有太阳能加热装置。
本发明的太阳能热汽包锅炉在发电机组中的应用，其特征是：汽包锅炉的热汽管和回水管分别与汽轮式发电机组的汽轮机的进汽端和排汽端连接。
本发明的优点是：通过转变汽包锅炉的换热设备为太阳能加热设备，从而使本发明具有实用性，有利于太阳能发电的大规模应用。此外，由于在本系统中采用了再热，提高了太阳能的利用效率。具有易维护、热效率高、不消耗化石燃料、不污染环境的特点。
附图说明：
图1为本发明的太阳能热汽包锅炉结构示意图；
图2为太阳能热汽包锅炉在发电机组中的应用的示意图。
图中，1、太阳能加热装置，2、水循环管路，3、锅炉汽包，4、太阳能加热装置(过热器)，5、热汽管，6、发电机，7、汽轮机，8、补水泵，9、凝汽器，10、凝结水泵，11、回水管，12、太阳能热汽包锅炉，13、高压缸，14、太阳能加热装置(再热器)，15、中压缸，16、低压缸，17、太阳能加热装置。
具体实施方式：
参见附图，本发明的太阳能热汽包锅炉12包括锅炉汽包3、连接在锅炉汽包3上的水循环管路2、连接在锅炉汽包3上的汽-水循环管路，连接在锅炉汽包3上的水循环管路2是一条封闭的独立管路，在水循环管路2上设置有太阳能加热装置1；连接在锅炉汽包3上的汽-水循环管路由热汽管5和回水管11构成，热汽管5接在锅炉汽包3的上部，回水管11接在锅炉汽包3的下部，在汽-水循环管路的热汽管5上设置有太阳能加热装置4(如附图1中虚框线内的所示部分)。太阳能热汽包锅炉12的热汽管和回水管之间连接使用锅炉热能的设备，并使热汽管和回水管构成汽-水循环回路。在本发明中太阳能热汽包锅炉12的热汽管5和回水管11分别与汽轮式发电机组的汽轮机7的进汽端和排汽端连接，在汽轮机7的排汽端串联有凝汽器9使热汽管5和回水管11构成汽-水循环回路，在回水管11上设有凝结水泵10，发电机6与汽轮机7连接，在凝汽器9的补水管上接有补水泵8；在汽-水循环管路的回水管11上设置有太阳能加热装置17。在汽轮机7的连接高压缸13和中压缸15的管路上设置有太阳能加热装置14。
所述太阳能加热装置，基本上分为平板式集热器和聚光式集热器两类。前者是阳光直接射在黑色粗糙表面上变热，后者是用反射镜或透镜聚光产生热。
本发明的工作原理：太阳能加热装置1使循环水受热产生蒸汽，在汽包3内进行汽水分离，分离出的蒸汽经过太阳能加热装置(过热器)4膨胀为高温高压工质，被导入汽轮机7做功，带动发电机6发电。做功后的蒸汽经过凝汽器9转化为水，由太阳能加热装置17加热后，被凝结水泵10送回汽包3。同时，在汽轮机高中压缸13、15之间使用太阳能再热设备14提高了热效率。
汽轮机内的蒸汽流动过程为：高温高压蒸汽先进入高压缸13做功，高压缸13排汽经过太阳能加热装置(再热器)14引入中压缸15做功，中压缸15排汽经连通管进入低压缸16做功。

Claims (4)

1.一种太阳能热汽包锅炉，包括锅炉汽包、连接在锅炉汽包上的水循环管路、连接在锅炉汽包上的汽-水循环管路，汽-水循环管路由热汽管和回水管构成，其特征是：在水循环管路上设置有太阳能加热装置，在汽-水循环管路的热汽管上设置有太阳能加热装置。
2.根据权利要求1所述的太阳能热汽包锅炉其在发电机组中的应用，其特征是：太阳能热汽包锅炉的热汽管和回水管分别与汽轮式发电机组的汽轮机的进汽端和排汽端连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能热汽包锅炉在发电机组中的应用，其特征是：在汽轮机的连接高压缸和中压缸的管路上设置有太阳能加热装置。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能热汽包锅炉在发电机组中的应用，其特征是：在汽-水循环管路的回水管上设置有太阳能加热装置。
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