CN103089556A - 紧凑型的太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置耦合发电技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧凑型的太阳能集热技术与燃气-蒸汽的联合循环装置耦合发电的技术。整个技术方案主要包括4个部分：(1)太阳能集热技术，将太阳能转换为载热工质的内能。(2)耦合太阳能集热系统与余热锅炉的管道与阀门，通过管道将太阳能集热技术所获得的高温载热工质输入到余热锅炉系统中，在余热锅炉中利用高温烟气，进一步提高水蒸气的品质，提高太阳能的发电效率。(3)余热锅炉，利用燃气轮机排出的高温燃气，生成高温蒸汽，以推动汽轮机做功。余热锅炉是燃气-蒸汽联合循环的必备设备。(4)燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备，利用高温高压燃气和蒸汽推动燃气轮机和蒸汽轮机转动，并通过发电机发电。

Description

紧凑型的太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置耦合发电技术

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，他与光 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，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，提出一种紧凑型的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。 

太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门，通过设置的管道将太阳能集热系统加热的水或水蒸气或者二者的混合物导入到余热锅炉的汽包中，实现对太阳能能量的利用。太阳能集热系统的给水来自余热锅炉的给水泵。再通过设置的阀门实现太阳能集热系统的连通与隔离以及给水流量的调节。在给水管道上设有流量调节阀，由于调节太阳能技术系统的给水的流量。在连接汽包的管道上，设有截断类阀门，与给水管道上的调节阀一起实现太阳能集热系统的连通与隔离。 

余热锅炉，是燃气-蒸汽联合循环中的一个重要的换热设备，他回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功。通常，余热锅炉的受热面是由省煤器、蒸发器、再热器(有的系统可以不要再热器)、过热器以及联箱和汽包或锅筒等换热管簇和容器等组成。在省煤器中，对锅炉的给水进行余热，使给水的温度接近饱和温度的 水平。在蒸发器中，使给水变成饱和蒸汽。在过热器中，饱和蒸汽被加热升温成过热蒸汽。在再热器中，再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。 

燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备，主要包括燃气轮机(空气压缩机、燃烧室、燃气透平)、蒸汽轮机(蒸汽透平)、发电机、凝汽器、除氧器(有些情况下可以和凝汽器结合为凝汽式除氧器)、凝结水泵等。 

优选地，所述的太阳能集热系统采用槽式集热系统。 

优选地，所述的太阳能集热系统载热的工质为去离子水，并在太阳能集热系统保持液态。 

优选地，所述的太阳能与余热锅炉的耦合部分，当太阳能集热系统集热量发生变化时，或太阳能集热系统不工作时，可以通过设置的调节阀来调节进入热交换的给水量或实现换热器的隔离。 

优选地，所述的余热锅炉采用三压再热循环余热锅炉，以确保燃气透平排气中更多份额的热量给予回收，进而提高联合循环的效率。 

优选地，所述的余热锅炉采用卧式布置，这样以便实现余热锅炉的自然循环。 

优选地，所述的燃气轮机、蒸汽轮机以及发电机的轴系采用单轴布置。 

优选地，所述的燃气轮机选用天然气作为燃料。 

优选地，所述的蒸汽轮机采用三压蒸汽轮机。 

优选地，除氧器采用凝汽式除氧器。 

本发明公开了一种太阳能集热技术与燃气-蒸汽的联合循环装置进行耦合发电的技术方案。该技术方案不但可以大幅提高太阳能集热发电的发电效率，而且也会大幅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。 

图1给出了整个系统的原理图，其中(1)为太阳能集热系统，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。(2)太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门，通过管道将太阳能集热系统加热的水或水蒸气或者二者的混合物导入到余热锅炉的汽包中。太阳能集热系统的给水来自余热锅炉的给水泵。通过设置的两个阀门实现太阳能集热系统的连通与隔离以及给水流量的调节。(3)余热锅炉，是燃气-蒸汽联合循环中的一个重要的换热设备，他回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功。(4)燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备，主要包括燃气轮机(空气压缩机、燃烧室、燃气透平)、蒸汽轮机(蒸汽透平)、发电机、凝汽器、除氧器(有些情况下可以和凝汽器结合为凝汽式除氧器)、凝结水泵等。 

本发明将太阳能集热技术与燃气-蒸汽联合循环装置进行耦合发电，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。 

(三)典型技术方案 

一种紧凑型的太阳能集热技术与燃气-蒸汽的联合循环装置耦合发电的技术方案，其特征在于，所述技术方案包括： 

太阳能集热系统(1)，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。目前的技术方案，优选槽式集热系统。载热的工质优选为去离子水。 

太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门(2)，通过设置的管道将太阳能集热系统加热的水或水蒸气或者二者的混合物导入到余热锅炉的汽包中，实现对太阳能能量的利用。太阳能集热系统的给水来自余热锅炉的给水泵。再通过设置的阀门实现太阳能集热系统的连通与隔离以及给水流量的调节。在给水管道上设有流量调节阀，由于调节太阳能技术系统的给水的流量。在连接汽包的管道上，设有截断类阀门，与给水管道上的调节阀一起实现太阳能集热系统的连通与隔离。 

余热锅炉(3)，是燃气-蒸汽联合循环中的一个重要的换热设备，他回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功。通常，余热锅炉的受热面是由省煤器、蒸发器、再热器(有的系统可以不要再热器)、过热器以及联箱和汽包或锅筒等换热管簇和容器等组成。在省煤器中，对锅炉的给水进行加热，使给水的温度接近饱和温 度的水平。在蒸发器中，使给水变成饱和蒸汽。在过热器中，饱和蒸汽被加热升温成过热蒸汽。在再热器中，再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。优选的余热锅炉采用三压再热循环余热锅炉，以确保燃气透平排气中更多份额的热量给予回收，进而提高联合循环的效率。优选的余热锅炉采用卧式布置，这样以便实现余热锅炉的自然循环。 

燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4)，主要包括燃气轮机(空气压缩机、燃烧室、燃气透平)、蒸汽轮机(蒸汽透平)、发电机、凝汽器、除氧器(有些情况下可以和凝汽器结合为凝汽式除氧器)、凝结水泵等。对于燃气轮机、蒸汽轮机以及发电机的轴系布置，本方案优选单轴布置。燃气轮机优选天然气作为燃料。同时优选地采用凝汽式除氧器。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，整个的发电系统的能量来源有两个，分别为燃气和太阳能。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，整个的发电系统不但可以适用于大规模的发电如几十万千瓦甚至上百万千瓦的规模，也可以进行小规模的发电应用，如几百千瓦规模的发电。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述太阳能集热系统除了槽式集热系统，还包括塔式集热系统、盘式集热系统(碟式系统)等。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述太阳能集热系统与燃气-蒸汽联合循环的耦合除了一对一之外，也可以是多套太阳能集热系统耦合一套燃气-蒸汽联合系统，也可以是多套燃气-蒸汽联合循环系统耦合一套太阳能集热系统。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，太阳能集热技术采用液态的水作为载热工质。在条件允许的情况下，也可以允许部分的水蒸发，具体的蒸发份额取决于整个热力系统的设计方案，以及汽-液两项流动的稳定性。 

如上文所述的耦合发电技术，在采取适当的措施能够防止出现汽-液两项流动不稳定性的前提下，也可以允许载热工质完全蒸发。 

如上文所述的太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道和阀门，其特征在于，当太阳能集热系统集热量发生变化时，或太阳能集热系统不工作时，可以通过设置的调节阀来调节进入集热系统的给水量或实现换热器的隔离。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，太阳能与余热锅炉的耦合管道和阀门可以根据热力系统的具体设计，增设多套不同压力耦合系统。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的余热锅炉除了采用三压再热循环余热锅炉以外，也可以采用单压无再热、单压再热、双压无再热、双压再热、三压无再热余热锅炉。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，对于不同的余热锅炉，换热面的布置顺序，尤其是在三压再热循环余热锅炉中，可以根据实际的需要，进行合理的调整。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，在余热锅炉的换热面布置时，可以根据热力计算的结果将过热器、再热器、蒸发器等换热面分成若干部分，进行合理的布置。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的余热锅炉管簇除采用卧式布置以实现自然循环之外，还可采用立式布置，以减小锅炉的占地面积。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的燃气轮机、蒸汽轮机以及发电机的轴系采用单轴布置方案。除此之外，也可根据实际情况，采用多轴布置方案。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的燃气轮机优选天然气作为燃料。除此之外，还可采用煤层气、页岩气等燃气作为燃料。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的蒸汽轮机除了采用三压蒸汽轮机，除此之外，还可采用双压或单压汽轮机。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的除氧器采用凝气式除氧器。除此之外，还可采用凝汽器与除氧器相互独立的设计方案。 

如上文所述的耦合发电技术，其特征在于，所述的除氧器采用凝气式除氧器。除此之外，还可采用凝汽器与除氧器相互独立的设计方案。 

如上文所述的耦合发电技术，不但可与应用于新的发电厂的建造，也可以应用于现有的燃气-蒸汽联合循环电厂的改造。即在已有的燃气-蒸汽联合循环发电厂的基础上，通过技术改造，耦合一套或多套的太阳能集热系统，以实现太阳能与燃气-蒸汽联合循环的目的。 

如上文所述的耦合发电技术，不但可与应用于新的发电厂的建造，也可以应用于现有的太阳能集热发电厂的技术改造。即在已有的太阳能集热发电厂的基础上，通过技术改造，耦合一套或多套的燃气-蒸汽联合循环系统，以实现太阳能与燃气-蒸汽联合循环的目的。 

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的示意图，采用槽式集热技术耦合三压再热余热锅炉的技术方案 

图2为根据本发明的另一实施例的示意图，采用槽式集热技术耦合单压再热余热锅炉的技术方案。 

图3为根据本发明的一个实施例的示意图，采用两套槽式集热技术耦合三压再热余热锅炉的技术方案 

具体实施方式

本发明提出的一种紧凑型太阳能集热技术与燃气-蒸汽的联合循环装置进行耦合发电的技术，结合附图和实施例详细说明如下。 

一种紧凑型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，所述技术方案包括： 

太阳能集热系统(1)，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。目前的技术方案，优选槽式集热系统。载热的工质优选为去离子水。 

太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门(2)，通过设置的管道将太阳能集热系统加热的水或水蒸气或者二者的混合物导入到余热锅炉的汽包中，实现对太阳能能量的利用。太阳能集热系统的给水来自余热锅炉的给水泵。通过设置的阀门实现太阳能集热系统的连通与隔离以及对进入太阳能集热系统的给水流量的进行调节。在给水管道上设有流量调节阀，由于调节太阳能技术系统的给水的流量。在连接汽包的管道上，设有截断类阀门，与给水管道上的调节阀一起实现太阳能集热系统的连通与隔离。 

余热锅炉(3)，是燃气-蒸汽联合循环中的一个重要的换热设备，他回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功。通常，余热锅炉的受热面是由省煤器、蒸发器、再热器(有的系统可以不要再热器)、过热器以及联箱和汽包或锅筒等换热管簇和容器等组成。在省煤器中，对锅炉的给水进行加热，使给水的温度接近饱和温度的水平。在蒸发器中，使给水变成饱和蒸汽。在过热器中，饱和蒸 汽被加热升温成过热蒸汽。在再热器中，再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。优选的余热锅炉采用三压再热循环余热锅炉，以确保燃气透平排气中更多份额的热量给予回收，进而提高联合循环的效率。优选的余热锅炉采用卧式布置，这样以便实现余热锅炉的自然循环。 

燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4)，主要包括燃气轮机(空气压缩机、燃烧室、燃气透平)、蒸汽轮机(蒸汽透平)、发电机、凝汽器、除氧器(有些情况下可以和凝汽器结合为凝汽式除氧器)、凝结水泵等。对于燃气轮机、蒸汽轮机以及发电机的轴系布置，本方案优选单轴布置。燃气轮机优选天然气作为燃料。同时优选地采用凝汽式除氧器。 

本发明的具体实施过中，首先根据发电量的大小选定燃气轮机的型号，进而确定余热锅炉的入口烟气温度和流量。在设定余热锅炉排出温度的基础上，便可粗略的估算余热锅炉回收的烟气的热量。根据整体的技术方案以及厂址的周围地形特点，合理的确定太阳能集热的大致发电功率。进而可以确定蒸汽轮机的发电量以及型号，再返回头确定太阳能集热发电的具体功率。确定蒸汽轮机的具体参数后，便可确定整个蒸汽发电系统所有设备的参数，如凝结式除氧器、凝结水泵、给水泵、发电机等。至此，相当于完成了燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4)等设计。蒸汽轮机确定之后，便可确定余热锅炉的具体形式，是单压锅炉、还是双压或三压锅炉，是否带有再热，并对余热锅炉进行详细的结构设计，进而完成余热锅炉(3)。太阳能集热发 电功率确定后，便可进行镜场设计和真空集热管的布置设计，完成太阳能集热系统(1)设计。最后，再将太阳能技术系统与余热锅炉通过管道和阀门连接起来，实现太阳能与余热锅炉的耦合，。 

实施例一 

如图1所示，采用槽式集热技术耦合三压再热余热锅炉的技术方案。主要包括： 

太阳1为太阳能集热系统的能量来源，2为槽式集热的镜场，3为真空集热管，4为驱动载热工质循环的泵。这四部分一起构成太阳能集热系统(1)。7为发电机，8为凝气式除氧器，9为低压缸，10为中压缸，11为高压缸，12为凝结水泵，13为燃气透平，14为加热器，15燃烧室，16为空气压气机，这些设备一起构成燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4)。17为余热锅炉的壳体，18为过热器，19为过热器的减温器，20为再热器，21为再热器的减温器，22中压过热器，23为低压过热器，24为高压蒸发器，25为高压汽包，26中压蒸发器，27为高压预热器或省煤器，28为中压预热器或省煤器，29为中压汽包，30为中压给水泵，31为低压蒸发器，32为高压给水泵，33为低压省煤器，34和36为高压给水流量调节阀，35为中压给水流量调节阀，5和6为流量调节阀。以上的这些设备，一起构成余热锅炉(3)。38为进入集热系统的给水流量调节阀，37为截断类阀门，37和38一起用于调节加热的给水量或隔离太阳能集热系统。这两个设备以及相应的管线一起构成太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门(2)。 

实施例二 

如图2所示，采用槽式集热技术耦合单压再热余热锅炉的技术方案。主要包括： 

太阳1为太阳能集热系统的能量来源，2为槽式集热的镜场，3为真空集热管，4为驱动载热工质循环的泵。这四部分一起构成太阳能集热系统(1)。7为发电机，8为凝气式除氧器，9为低压缸，10为中压缸，11为高压缸，12为凝结水泵，13为燃气透平，14为加热器，15燃烧室，16为空气压气机，这些设备一起构成燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4)。17为余热锅炉的壳体，18为过热器，20为再热器，24为蒸发器，27为高压预热器或省煤器，33为低压省煤器，32为给水泵，34为给水流量调节阀，25为汽包。以上的这些设备，一起构成余热锅炉(3)。38为进入集热系统的给水流量调节阀，37为截断类阀门，给水的流量调节阀38和截断类阀门37一起用于调节加热的给水量或隔离太阳能集热系统。这两个设备以及相应的管线一起构成太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门(2)。 

实施例三 

如图3所示，采用两套槽式集热技术耦合三压再热余热锅炉的技术方案。主要包括： 

太阳1为第一套太阳能集热系统的能量来源，2为第一套槽式集热的镜场，3为第一套太阳能集热系统的真空集热管，4为第一套太阳能集热系统驱动载热工质循环的泵。这四部分一起构成第一套太阳 能集热系统(1)。7为发电机，8为凝气式除氧器，9为低压缸，10为中压缸，11为高压缸，12为凝结水泵，13为燃气透平，14为加热器，15燃烧室，16为空气压气机，这些设备一起构成燃气轮机-蒸汽轮机与发电机等设备(4)。17为余热锅炉的壳体，18为过热器，19为过热器的减温器，20为再热器，21为再热器的减温器，22中压过热器，23为低压过热器，24为高压蒸发器，25为高压汽包，26中压蒸发器，27为高压预热器或省煤器，28为中压预热器或省煤器，29为中压汽包，30为中压给水泵，31为低压蒸发器，32为高压给水泵，33为低压省煤器，34和36为高压给水流量调节阀，239和35为中压给水流量调节阀，为5和6为流量调节阀。以上的这些设备，一起构成余热锅炉(3)。38为进入集热系统的给水流量调节阀，37为截断类阀门，37和38一起用于调节输入到第一套太阳能集热系统的给水量或隔离太阳能集热系统。这两个设备以及相应的管线一起构成第一套太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门(2)。第一套太阳能集热系统的热量通过耦合管道输入到了余热锅炉(3)的高压汽包25中。太阳201为第二套太阳能集热系统的能量来源，202为第二套太阳能槽式集热的镜场，203为第二套太阳能集热系统的真空集热管，204为第二套太阳能集热系统载热工质循环的驱动泵。这四部分一起构成第二套太阳能集热系统(21)。238为进入第二套集热系统的给水流量调节阀，237为截断类阀门，237和238一起用于调节输入到第二套太阳能集热系统的给水量或隔离第二套太阳能集热系统。这两个设备以及相应的管线一起构成第二套太阳能集热系统与余热锅炉 耦合的管道与阀门(22)。第二套太阳能集热系统的热量通过耦合管道输入到了余热锅炉(3)的中压汽包29中。 

以上的三个实施案例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神以及专利权利要求书所描述的范围内，还可以设计出多种具体的技术方案和变型，因此所有等同的技术方法也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。 

Claims (18)

1.一种紧凑型的太阳能集热技术与燃气-蒸汽的联合循环装置耦合发电的装置，其特征在于，所述装置包括：

太阳能集热系统(1)，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；

太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道与阀门(2)，通过管道将太阳能集热系统加热的工质导入到余热锅炉的汽包中，再通过阀门实现太阳能集热系统的连通与隔离以及工质流量的调节；

余热锅炉(3)，回收燃气轮机的排气余热，借以产生蒸汽来推动蒸汽轮机做功；

燃气轮机-蒸汽轮机与发电机设备(4)，包括燃气轮机、蒸汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器、凝结水泵。

2.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述太阳能集热系统选自槽式集热系统、塔式集热系统、盘式集热系统。

3.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述太阳能集热系统与燃气-蒸汽联合循环的耦合方式选自：一对一方式、多套太阳能集热系统耦合一套燃气-蒸汽联合系统、多套燃气-蒸汽联合循环系统耦合一套太阳能集热系统。

4.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，太阳能集热技术采用液态的水作为载热工质。

5.如权利要求4所述的耦合发电装置，其特征在于，允许部分的水蒸发。

6.如权利要求1所述的耦合发电装置，允许载热工质完全蒸发。

7.如权利要求1所述的耦合发电装置，对于太阳能集热系统与余热锅炉耦合的管道和阀门，其特征在于，当太阳能集热系统集热量发生变化时，或太阳能集热系统不工作时，可以通过调节阀来调节进入集热系统的工质量或实现换热器的隔离。

8.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，太阳能与余热锅炉的耦合管道和阀门既可以是单压的耦合系统，可以是多套不同压力耦合系统。

9.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述的余热锅炉除了采用三压再热循环余热锅炉以外，也可以采用单压无再热、单压再热、双压无再热、双压再热、三压无再热余热锅炉。

10.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，对于不同的余热锅炉，换热面的布置顺序是可以调整的。

11.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，在余热锅炉的换热面布置时，可以将过热器、再热器、蒸发器换热面分成若干部分，进行布置。

12.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述的余热锅炉管簇采用卧式布置或者立式布置。

13.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述的燃气轮机、蒸汽轮机以及发电机的轴系采用单轴布置方案或者多轴布置方案。

14.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述的燃气轮机的燃料为天然气、煤层气或者页岩气。

15.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述的蒸汽轮机采用三压蒸汽轮机或者采用双压或单压汽轮机。

16.如权利要求1所述的耦合发电装置，其特征在于，所述的除氧器采用凝气式除氧器或者采用凝汽器与除氧器相互独立的方案。

17.一种对现有的燃气-蒸汽联合循环电厂的改造的方法，该方法包括：

在已有的燃气-蒸汽联合循环发电厂的设备上，通过技术改造，耦合一套或多套的太阳能集热系统，以实现太阳能与燃气-蒸汽联合循环的目的。

18.一种对现有的太阳能集热发电厂的技术改造方法，所述方法包括：在已有的太阳能集热发电厂的上耦合一套或多套的燃气-蒸汽联合循环系统，以实现太阳能与燃气-蒸汽联合循环的目的。

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