CN104989607B - 一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统及其暖管方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统及其暖管方法，该蒸汽发电系统包括：管道系统、汽轮机、发电机、余热回收装置、除盐水箱以及除氧器；其中：管道系统包括第一端口、第二端口以及第三端口，第一端口为进气口，第二端口与汽轮机的一端相连，第三端口与余热回收装置相连；汽轮机的另一端与发电机相连；余热回收装置设置于除盐水箱中；除盐水箱与除氧器相连。该暖管方法包括：管道系统中的蒸汽排入余热回收装置；余热回收装置对除盐水进行加热，加热后的除盐水排入除氧器中。本发明的蒸汽发电系统及暖管方法对暖管过程中排出的过热蒸汽进行回收利用，对除盐水进行加热，节约了能量，减少了排到大气中造成的污染。

Description

一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统及其暖管方法

技术领域

本发明涉及太阳能热发电领域，特别涉及一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统及其暖管方法。

背景技术

太阳能热发电系统是利用定日镜将太阳光反射到接收器上，然后通过接收器内的吸热工质如水、空气、液态金属或熔盐等将太阳辐射能转变为接收器输出的热能，最终产生高温高压的气体来推动蒸汽轮机或者燃气轮机进行发电。在太阳能热发电系统中，受目前熔盐储热技术不成熟限制，太阳能热发电系统需要每天白天运行，而夜晚太阳落山后或阴雨天气，汽轮发电机没有足够能量支持，必须停机，而在每次重新开机的过程中，为了避免温度较高的蒸汽直接输送到温度较低的管道内对系统造成冲击，在正式开机之前，均需要利用蒸汽进行暖管。

在现有技术的暖管过程中，需要将在暖管过程中产生的凝结水和多余的蒸汽排出到大气，然而，在排出凝结水和多余蒸汽的过程中，会产生噪声，由于整个排出蒸汽和凝结水的过程会持续近一小时，在此过程中，会造成热量及凝结水严重浪费，同时还会造成较为严重的噪声污染问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统及其暖管方法，对于热发电的余热及疏水进行回收，节约了热量，减少了排出凝结水和多余蒸汽过程中的噪声污染。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统，其包括：管道系统、汽轮机、发电机、余热回收装置、除盐水箱以及除氧器；其中：所述管道系统包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口为进气口，所述第二端口与所述汽轮机的一端相连，所述第三端口与所述余热回收装置相连；所述汽轮机的另一端与所述发电机相连；所述余热回收装置设置于所述除盐水箱中；所述除盐水箱与所述除氧器相连；当对所述管道系统进行暖管时，所述第一端口与所述第三端口相连通，当暖管完成时，所述第一端口与所述第二端口相连通。

较佳地，所述第一端口与所述第二端口之间设置有至少两个阀门，分别为第一阀门和第二阀门；所述第一阀门设置在所述第二端口附近，所述第二阀门与所述第一阀门相邻，且所述第一阀门与所述第二阀门之间的距离不会使过热蒸汽冷却为凝结水，能够保证在暖管的过程中，不会有凝结水进入到汽轮机，从而避免凝结水对汽轮机造成损害。

较佳地，蒸汽发电系统还包括疏水箱，所述余热回收装置设置于所述疏水箱中，所述疏水箱设置于所述除盐水箱与所述除氧器之间。

较佳地，所述疏水箱与所述除盐水箱之间设置有除盐水泵。

较佳地，所述疏水箱与所述除氧器之间设置有疏水泵，通过设置除盐水泵和疏水泵，使疏水箱、除盐水箱以及除氧器之间的位置能够根据需要随便设置，节省空间，并且缩短了循环的周期。

较佳地，所述余热回收系统包括多个蒸汽加热器，所述多个蒸汽加热器并联连接到一母管上；所述母管与所述管道系统的第三端口相连。根据暖管过程中蒸汽排放量的多少，可以布局多个蒸汽加热器，能够将排放蒸汽的热量充分利用起来。

较佳地，所述多个蒸汽加热器沿所述母管均匀分布；沿母管均匀分布能够使水箱中的水加热均匀，达到更好的加热效果。

较佳地，所述蒸汽加热器通过法兰与所述母管相连；通过法兰与母管相连，连接更牢靠，拆装方便。

较佳地，所述蒸汽加热器为喷射式蒸汽汇合器。

本发明还提供一种用于太阳能发电的蒸汽发电系统的暖管方法，其包括以下步骤：

S91：暖管过程中，管道系统排出的蒸汽和/或凝结水进入余热回收装置；

S92：余热回收装置对除盐水箱中的水进行加热；

S93：经过加热后的水排入除氧器。

较佳地，所述步骤S92具体为：将除盐水箱中的水排入疏水箱，利用余热回收装置对疏水箱中的水进行加热。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的用于太阳能热发电的蒸汽发电系统及其暖管方法，在现有的蒸汽发电系统的基础上进行改造，结构简单、投资少、见效快；

（2）实现了暖管时无蒸汽和/或冷凝水排放到大气中，改变了现场的工作环境，减少了排气过程中的噪声污染以及大气污染；

（3）利用暖管过程中管道系统排出的蒸汽对除盐水箱中的水进行加热，节约了热量；

（4）采用本发明的蒸汽发电系统及其暖管方法，在暖管的过程中，不会有凝结水进入到汽轮机，从而避免凝结水对汽轮机造成损害。

（5）同时，暖管过程中产生的冷凝水排放到除盐水箱中，降低了除盐水箱制水量，减少了工业水消耗；

（6）操作简单，使用周期长，维护少。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的用于太阳能热发电的蒸汽发电系统的结构示意图；

图2为本发明的用于太阳能热发电的蒸汽发电系统的暖管方法的流程图。

标号说明：1-管道系统，2-汽轮机，3-发电机，4-余热回收装置，5-疏水箱，6-除盐水箱，7-除氧器；

101-第一管道，102-第二管道，103-第三管道，104-第四管道；

111-第一端口，112-第二端口，113-第三端口；

121-第一阀门，122-第二阀门，123-第三阀门，124-第四阀门；

51-疏水泵，61-除盐水泵。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示为本发明的用于太阳能热发电的蒸汽发电系统，其包括：管道系统1、汽轮机2、发电机3、余热回收装置4、疏水箱5、除盐水箱6以及除氧器7；其中：管道系统包括第一端口111，第二端口112以及第三端口113，第一端口111为蒸汽进气口，第二端口112与汽轮机2的一端相连，汽轮机2的另一端与发电机3相连，第三端口113与余热回收装置4相连；余热回收装置4设置于疏水箱5中，疏水箱5的一端连接除盐水箱6，另一端连接除氧器7。

太阳能发电系统在每次重新开机的过程中，为了避免温度过高的蒸汽直接输送到温度较低的管道中对系统造成冲击，在正式开机之前，需要利用蒸汽对管道系统进行暖管。在暖管过程中，从管道系统1的第一端口111通入过热蒸汽，让其从第三端口113排出，对管道系统进行暖管，在此过程中，由于管道温度较低，温度较高的过热蒸汽经过时，会部分凝结成凝结水，当经过一段时间后，第三端口处不再有凝结水，仅仅有过热蒸汽排出，此时管道系统达到预定的温度，即完成了对管道系统的暖管。暖管完成后，让从第一端口111进入的蒸汽通过第二端口112排出到汽轮机2中，整个系统就可以开始工作了。

现有技术中，从管道系统1的第三端口113排出的蒸汽和冷凝水直接排放到大气中，会产生噪声，且造成了热量的损失。本发明的蒸汽发电系统，将管道系统1的第三端口113排出的蒸汽和冷凝水排放到余热回收装置4中，余热回收装置4利用蒸汽对疏水箱5中的从除盐水箱6来的冷水进行加热，同时蒸汽自身也会由于温度降低变成凝结水，经过加热后的水进入到除氧器中，进而继续作为工质重新回到吸热器中，工质被吸热器加热后，又重新变成过热蒸汽进入到系统中。一般，第三端口113排出的蒸汽温度高达350℃，热量较多，利用这些热量可以一次性将15℃、25t的低温除盐水加热到80~90℃，充分利用了热量。

本实施例中，管道系统1包括第一管道101、第二管道102、第三管道103以及第四管道104；其中：第三管道103的一端为第一端口111，另一端为第三端口112，第一管道101和第二管道102并行设置在第三管道103的第一端口111和第三端口113之间，第四管道104的一端与第一管道101相连，另一端为第三端口113；第一管道101上设置有第一阀门121，第二管道102上设置有第二阀门122；第三管道103上设置有第三阀门123以及第四阀门124，第三阀门123位于第一管道101和第二管道102之间，第四阀门124位于第二端口112处。在暖管时，首先关闭第二阀门122和第三阀门123，打开第一阀门121，使过热蒸汽沿第一管道101和第三管道103的前部流动，开始对第一管道101和第三管道103的前部进行暖管，在此过程中，由于第一管道101和第三管道103的前部温度比较低，过热蒸汽经过时会部分凝结成凝结水，此时，蒸汽和凝结水从第三端口113排出到余热回收装置4；过一段时间后，第三端口113不再有凝结水排出，仅仅有过热蒸汽排出时，完成对第一管道101和第三管道103的前部的暖管；此时，关闭第一阀门121和第四阀门124，打开第二阀门122和第三阀门123，开始对第二管道102和第三管道103的后部进行暖管，此时，由于第三管道103的后部管道的距离比较短，不足以使过热蒸汽变成饱和蒸汽，也不会有凝结水，过热蒸汽从第三端口113排出到余热回收装置4，过一段时间，当第二管道102的温度达到预定温度后，关闭第二阀门122，打开第四阀门124，使过热蒸汽沿第三管道103到达汽轮机2，整个系统就可以开始正常工作了。采用本实施例的蒸汽发电系统，在整个暖管过程中，可以避免凝结水进入汽轮机2，从而避免凝结水对汽轮机2造成损害。此处并不是对本发明的限制，不同实施例中，管道系统1还可以有其他的设置方式。

本实施例中，余热回收装置4包括四个并行设置的喷射式蒸汽汇合器，四个喷射式蒸汽汇合器分别通过法兰连接到同一根母管上，母管与第四管道104的第三端口113相连，四个喷射式蒸汽汇合器在疏水箱5中均匀分布；除盐水箱6和疏水箱5之间设置有除盐水泵61；疏水箱5和除氧器7之间设置有疏水泵51。不同实施例中，喷射式蒸汽汇合器的个数可以根据蒸汽排放量的多少来设置。

不同实施例中，也可直接对除盐水箱6中的低温除盐水进行加热，不必将其引入疏水箱5中。

如图2所示，本发明的用于太阳能热发电的蒸汽加热系统的暖管方法包括以下步骤：

S91：暖管过程中，管道系统排出的蒸汽和/或凝结水进入余热回收装置；

S92：余热回收装置对除盐水箱中的除盐水进行加热；

S93：经过加热后的除盐水排入除氧器。

其中：所述步骤S92具体为：将除盐水箱中的水排入疏水箱，利用余热回收装置对疏水箱中的水进行加热。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统，其特征在于，包括：管道系统、汽轮机、发电机、余热回收装置、除盐水箱以及除氧器；其中：

所述管道系统包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口为进气口，所述第二端口与所述汽轮机的一端相连，所述第三端口与所述余热回收装置相连；

所述汽轮机的另一端与所述发电机相连；

所述余热回收装置设置于所述除盐水箱中；

所述除盐水箱与所述除氧器相连；

当对所述管道系统进行暖管时，所述第一端口与所述第三端口相连通，所述第一端口与所述第二端口断开，当暖管完成后，所述第一端口与所述第二端口相连通。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发电系统，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口之间设置有至少两个阀门，分别为第一阀门和第二阀门；

所述第一阀门设置在所述第二端口附近，所述第二阀门与所述第一阀门相邻，且所述第一阀门与所述第二阀门之间的距离不会使过热蒸汽冷却为凝结水。

3.根据权利要求1所述的蒸汽发电系统，其特征在于，还包括疏水箱，所述余热回收装置设置于所述疏水箱中，所述疏水箱设置于所述除盐水箱与所述除氧器之间。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发电系统，其特征在于，所述疏水箱与所述除盐水箱之间设置有除盐水泵。

5.根据权利要求3所述的蒸汽发电系统，其特征在于，所述疏水箱与所述除氧器之间设置有疏水泵。

6.根据权利要求1所述的蒸汽发电系统，其特征在于，所述余热回收装置包括多个蒸汽加热器，所述多个蒸汽加热器并联连接到一母管上；

所述母管与所述管道系统的第三端口相连。

7.根据权利要求6所述的蒸汽发电系统，其特征在于，所述多个蒸汽加热器沿所述母管均匀分布。

8.根据权利要求6或7所述的蒸汽发电系统，其特征在于，所述蒸汽加热器通过法兰与所述母管相连。

9.一种用于太阳能热发电的蒸汽发电系统的暖管方法，其特征在于，包括以下步骤：

S91：管道系统包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口为进气口，所述第二端口与汽轮机的一端相连，所述第三端口与余热回收装置相连；当对所述管道系统进行暖管时，所述第一端口与所述第三端口相连通，所述第一端口与所述第二端口断开，当暖管完成后，所述第一端口与所述第二端口相连通，且，暖管过程中，管道系统排出的蒸汽和/或凝结水进入余热回收装置；

S92：余热回收装置对除盐水箱中的水进行加热；

S93：经过加热后的水排入除氧器。

10.根据权利要求9所述的暖管方法，其特征在于，所述步骤S92具体为：

将除盐水箱中的水排入疏水箱，利用余热回收装置对疏水箱中的水进行加热。