CN109519347B - 点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法 - Google Patents

点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109519347B
CN109519347B CN201811418965.7A CN201811418965A CN109519347B CN 109519347 B CN109519347 B CN 109519347B CN 201811418965 A CN201811418965 A CN 201811418965A CN 109519347 B CN109519347 B CN 109519347B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
point
communicated
inlet
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811418965.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109519347A (zh
Inventor
朱勇
裴杰
曹传钊
郑建涛
许世森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Clean Energy Research Institute
Original Assignee
Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Clean Energy Research Institute filed Critical Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority to CN201811418965.7A priority Critical patent/CN109519347B/zh
Publication of CN109519347A publication Critical patent/CN109519347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109519347B publication Critical patent/CN109519347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/02—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of multiple-expansion type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种点‑线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法，包括点聚焦太阳集热场、线聚焦太阳集热场及燃煤发电系统，其中，燃煤发电系统包括锅炉、高温三通阀、高压缸、中压缸、低温三通阀、低压缸、发电机、凝汽器、低压加热器系统、除氧器及高压加热器系统，该系统及其能量分配方法能够实现点‑线聚焦太阳能与燃煤电站的互补，同时实现太阳能与燃煤电站能量品位的梯级利用，达到降低太阳能热发电系统成本和燃煤电站节能减排的目的。

Description

点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配 方法
技术领域
本发明属于太阳能热利用技术领域，涉及点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法。
背景技术
工业革命以来，人类对化石能源进行了大规模的开发和利用，能源危机在全世界范围内逐渐显现，而且气候变暖等环节问题日益突出，各国学者和政府对可再生能源利用和能源结构调整进行了相关研究和应用，太阳能、风能、水能等新能源在一次能源中的比重逐渐增加。
太阳能热发电(简称光热)技术作为唯一的非水可再生调节电源日益受到电网和发电公司的关注。太阳能热发电系统部件主要包括集热系统、储热系统和发电系统，技术形式主要包括塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式等，塔式和碟式属于点聚焦，槽式和线性菲涅尔式属于线聚焦，点聚焦和线聚焦系统中换热工质温度一般分别处于中高温和中低温段，且具有各自的技术特点。目前，国内外已经建成一些光热示范和商业项目，2016年，我国正式确定了首批20个光热示范项目，电站的高初投资使得这批示范项目进展缓慢。
我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了我国发电技术主要以燃煤发电为主(占65％以上)，如果将光热技术和燃煤发电技术相结合，形成太阳能与燃煤电站互补发电系统，可以共享燃煤电站发电岛，省却光热电站的发电系统和储能系统，达到降低成本的目的；同时，燃煤电站大容量的特性可以平抑外部太阳辐射对太阳集热系统得热量的扰动，使得太阳集热系统能够连续稳定地运行；再者，将不同类型太阳集热场与燃煤电站进行合理耦合，可以实现能量品位梯级利用，提高电站的光电转换效率。因此，太阳能与燃煤互补(简称光煤互补)发电技术在我国具有广阔的应用前景。
目前，一些学者已经对点线聚焦太阳能热发电、点线聚焦光煤互补发电技术进行了研究。
中国专利CN200810102204.0提出了一种槽塔结合的双级蓄热太阳能热发电系统，低温槽式集热系统将换热流体加热到中温阶段，再由塔式集热系统加热到高温阶段，发电多余的热量存储于高低温储热罐，该系统是在传统光热电站系统基础上的改进，两个太阳集热场会增加电站的整体投资，且未提出这两种集热场的能量配比关系；中国专利CN201410663019.4提出了一种点-线聚焦耦合集热场太阳能热发电系统，与专利CN200810102204.0类似，线聚焦和点聚焦太阳集热场分别加热中低温和中高温换热流体，发电多余的热量存储于高低温储热罐，同样，该系统也是在传统光热电站系统基础上的改进，两个太阳集热场会增加电站的整体投资，该专利中且未提出这两种集热场的能量配比关系；中国专利CN201310631936.X提出了一种太阳能聚光热发电站，该电站主要包括槽式/菲涅尔集热场、塔式集热场和发电系统等部件，槽式/菲涅尔集热场出口的换热流体直接进入塔式集热场，然后经过发电系统做功，该系统中线聚焦和点聚焦集热场内换热流体流率相同，因为不同时间线聚焦和点聚焦集热场集热性能差异大，需要针对相同流率进行集热场规模配比优化，这在该系统中未涉及；中国专利CN201220362260.X提出了一种槽式与塔式太阳能混合发电系统，包含槽式和塔式集热场，每个集热场配备一套储热系统，槽式集热场加热蒸汽发生系统，塔式集热场加热过热系统，两个集热系统单独运行，然而该系统增加了一套储热系统，会大幅提高电站整体投资，该专利所述系统是在传统光热电站系统基础上的改进，且专利中且未提出这两种集热场的能量配比关系。
综上所述，尚未有点-线聚焦太阳能与燃煤互补发电系统相关的研究，现有点-线聚焦太阳能热发电系统仅是在传统光热电站系统基础上的改进，未包含燃煤发电系统，且点-线聚焦集热系统的能量分配方法也尚未有专利提及。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法，该系统及其能量分配方法能够实现点-线聚焦太阳能与燃煤电站的互补，同时实现太阳能与燃煤电站能量品位的梯级利用。
为达到上述目的，本发明所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统包括点聚焦太阳集热场、线聚焦太阳集热场及燃煤发电系统，其中，燃煤发电系统包括锅炉、高温三通阀、高压缸、中压缸、低温三通阀、低压缸、发电机、凝汽器、低压加热器系统、除氧器及高压加热器系统；
高压加热器系统的吸热侧出口与锅炉的入口相连通，锅炉的主蒸汽出口与高压缸的入口相连通，高压缸的抽汽口与高压加热器系统的放热侧入口相连通，高压缸的排汽口与高温三通阀的入口及高压加热器系统的放热侧入口相连通，高压加热器系统的放热侧出口与除氧器的入口相连通，高温三通阀的第一个出口与点聚焦太阳集热场的吸热侧入口相连通，点聚焦太阳集热场的吸热侧出口与高温三通阀的第二个出口通过管道并管后与锅炉的再热侧入口相连通，锅炉的再热侧出口与中压缸的入口相连通，中压缸的抽汽口与高压加热器系统的放热侧入口相连通，中压缸的排汽口与除氧器的入口及低温三通阀的入口相连通，低温三通阀的第一个出口与线聚焦太阳集热场的吸热侧入口相连通，低温三通阀的第二个出口及线聚焦太阳集热场的吸热侧出口与低压缸的入口相连通，低压缸的抽汽口与低压加热器系统的放热侧入口相连通，低压缸的排汽口与凝汽器的入口相连通，低压加热器系统的放热侧出口与凝汽器的入口相连通，凝汽器的出口经低压加热器系统的吸热侧后与除氧器的入口相连通，除氧器的出口与高压加热器系统的吸热侧入口相连通；
发电机与高压缸、中压缸及低压缸同轴布置。
所述点聚焦太阳集热场包括点聚焦太阳能集热系统及高温换热器，其中，点聚焦太阳能集热系统的工质出口与高温换热器的放热侧入口相连通，高温换热器的放热侧出口与点聚焦太阳能集热系统的工质入口相连通，高温换热器的吸热侧入口与高温三通阀的第一个入口相连通，高温换热器的吸热侧出口与锅炉的再热侧入口相连通。
所述线聚焦太阳集热场包括线聚焦太阳能集热系统及低温换热器，其中，线聚焦太阳能集热系统的工质出口与低温换热器的放热侧入口相连通，线聚焦太阳能集热系统的工质入口与低温换热器的放热侧出口相连通，低温换热器的吸热侧入口与低温三通阀的第一个出口相连通，低温换热器的吸热侧出口与低压缸的入口相连通。
点聚焦太阳能集热系统为塔式结构。
线聚焦太阳能集热系统为槽式结构及线性菲涅尔式结构中的一种或两者的组合。
本发明所述点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统的能量分配方法包括以下步骤：
1)根据燃煤发电系统在100％THA、75％THA、50％THA和40％THA的工况下再热蒸汽、中压缸出口蒸汽及调整后的低压缸入口蒸汽温度、压力及流量，确定各工况下再热蒸汽及中压缸排汽热需求，并分别取平均值Q1和Q2；
2)在相同地理位置及气象条件下，点聚焦太阳能集热系统的光热效率呈现夏天低冬天高的分布，线聚焦太阳能集热系统的光热效率呈现夏天高冬天低的分布，选取太阳能热发电站设计点DNI的太阳直射辐射量I，点聚焦太阳能集热系统在太阳辐射为I-100(W/m2)、I-50(W/m2)、I(W/m2)、I+50(W/m2)及I+100(W/m2)时的效率分别为ηTS1、ηTS2、ηTS3、ηTS4和ηTS5，线聚焦太阳能集热系统在太阳辐射为I-100(W/m2)、I-50(W/m2)、I(W/m2)、I+50(W/m2)及I+100(W/m2)时的效率分别为ηPW1、ηPW2、ηPW3、ηPW4和ηPW5；
点聚焦太阳能集热系统在太阳能热发电站设计点DNI时的参考光热效率为：
ηT＝(ηTS1+ηTS2+ηTS3+ηTS4+ηTS5)/5
线聚焦太阳能集热系统在太阳能热发电站设计点DNI时的参考光热效率为：
ηP＝(ηPW1+ηPW2+ηPW3+ηPW4+ηPW5)/5
3)点聚焦太阳能集热系统在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积AT为：
AT＝Q1/(ηT.I)
线聚焦太阳能集热系统在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积AP为：
AP＝Q2/(ηP.I)
其中，AT及AP为太阳倍数为1时的镜场面积，当太阳倍数为n时，点聚焦太阳能集热系统和线聚焦太阳能集热系统在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积分别为nAT和nAP。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法在具体操作时，利用可再生能源与化石能源发电技术结合，通过太阳能间接发电，实现太阳能热发电系统降低成本和燃煤电站节能减排的目的；另外，本发明分别利用点聚焦太阳能和线聚焦太阳能热量加热燃煤电站再热蒸汽及中压缸排汽，将不同品位太阳能热与燃煤电站不同位置进行换热，实现能量品位梯次利用，提高太阳能的利用率；另外，本发明根据模拟实验，定量确定点聚焦太阳能集热系统和线聚焦太阳能集热系统的热量及镜场面积等关键参数，在实际操作时，可以根据点聚焦和线聚焦太阳能能量配比进行系统设计，减少因太阳能能量比例不协调造成的能量损失，使得互补发电系统不因某部分太阳能热量缺失而频繁调整工况甚至启停。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中点聚焦太阳集热场1的示意图；
图3为本发明中线聚焦太阳集热场2的示意图。
其中，1为点聚焦太阳集热场、2为线聚焦太阳集热场、3为燃煤发电系统、101为点聚焦太阳能集热系统、102为高温换热器、201为线聚焦太阳能集热系统、202为低温换热器、301为锅炉、302为高温三通阀、303为高压缸、304为中压缸、305为低温三通阀、306为低压缸、307为发电机、308为凝汽器、309为低压加热器系统、310为除氧器、311为高压加热器系统、1011为定日镜、1012为吸热塔、1013为吸热器、2011为槽式集热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统包括点聚焦太阳集热场1、线聚焦太阳集热场2及燃煤发电系统3，其中，燃煤发电系统3包括锅炉301、高温三通阀302、高压缸303、中压缸304、低温三通阀305、低压缸306、发电机307、凝汽器308、低压加热器系统309、除氧器310及高压加热器系统311；高压加热器系统311的吸热侧出口与锅炉301的入口相连通，锅炉301的主蒸汽出口与高压缸303的入口相连通，高压缸303的抽汽口与高压加热器系统311的放热侧入口相连通，高压缸303的排汽口与高温三通阀302的入口及高压加热器系统311的放热侧入口相连通，高压加热器系统311的放热侧出口与除氧器310的入口相连通，高温三通阀302的第一个出口与点聚焦太阳集热场1的吸热侧入口相连通，点聚焦太阳集热场1的吸热侧出口与高温三通阀302的第二个出口通过管道并管后与锅炉301的再热侧入口相连通，锅炉301的再热侧出口与中压缸304的入口相连通，中压缸304的抽汽口与高压加热器系统311的放热侧入口相连通，中压缸304的排汽口与除氧器310的入口及低温三通阀305的入口相连通，低温三通阀305的第一个出口与线聚焦太阳集热场2的吸热侧入口相连通，低温三通阀305的第二个出口及线聚焦太阳集热场2的吸热侧出口与低压缸306的入口相连通，低压缸306的抽汽口与低压加热器系统309的放热侧入口相连通，低压缸306的排汽口与凝汽器308的入口相连通，低压加热器系统309的放热侧出口与凝汽器308的入口相连通，凝汽器308的出口经低压加热器系统309的吸热侧后与除氧器310的入口相连通，除氧器310的出口与高压加热器系统311的吸热侧入口相连通；发电机307与高压缸303、中压缸304及低压缸306同轴布置。
所述点聚焦太阳集热场1包括点聚焦太阳能集热系统101及高温换热器102，其中，点聚焦太阳能集热系统101的工质出口与高温换热器102的放热侧入口相连通，高温换热器102的放热侧出口与点聚焦太阳能集热系统101的工质入口相连通，高温换热器102的吸热侧入口与高温三通阀302的第一个入口相连通，高温换热器102的吸热侧出口与锅炉301的再热侧入口相连通。
所述线聚焦太阳集热场2包括线聚焦太阳能集热系统201及低温换热器202，其中，线聚焦太阳能集热系统201的工质出口与低温换热器202的放热侧入口相连通，线聚焦太阳能集热系统201的工质入口与低温换热器202的放热侧出口相连通，低温换热器202的吸热侧入口与低温三通阀305的第一个出口相连通，低温换热器202的吸热侧出口与低压缸306的入口相连通。
点聚焦太阳能集热系统101为塔式结构；线聚焦太阳能集热系统201为槽式结构及线性菲涅尔式结构中的一种或两者的组合。
如图2所示，点聚焦太阳能集热系统101以塔式技术为例进行说明，包括定日镜1011、吸热塔1012及吸热器1013，定日镜1011将太阳直射辐射反射并聚焦到吸热塔1012顶端的吸热器1013上，从而加热换热工质，并通过高温换热器102将热量传递给需要加热的工质。
如图3所示，线聚焦太阳能集热系统201以槽式技术为例进行说明，包括若干串/并联的槽式集热器2011，可直接加热换热流体，并通过低温换热器202将热量传递给需要加热的工质。
本发明的具体工作过程为：
水蒸气在锅炉301中吸热转换为高温高压的主蒸汽，主蒸汽进入高压缸303中膨胀做功，高压缸303的抽汽和部分排汽进入高压加热器系统311的放热侧中，剩余排汽经高温三通阀302分为两部分，一部分进入高温换热器102中吸收换热流体的热量，然后与另一部分蒸汽混合后进入锅炉301中进行再热，再热蒸汽进入中压缸304中膨胀做功，中压缸304的抽汽和部分排汽依次进入高压加热器系统311及除氧器310，剩余排汽经低温三通阀305分为两部分，一部分进入低温换热器202中吸收换热流体的热量，然后与另一部分蒸汽混合后进入低压缸306中膨胀做功，低压缸306的抽汽进入低压加热器系统309中放热，排汽进入凝汽器308中冷凝，冷凝后的给水依次进入低压加热器系统309、除氧器310及高压加热器系统311中进行回热吸热，之后进入锅炉301中进行下一个工作循环。
经过高温三通阀302进入高温换热器102的蒸汽流量由点聚焦太阳能集热系统101和燃煤发电系统3的实际运行参数确定并实时变化；经过低温三通阀305进入高温换热器102的蒸汽流量由线聚焦太阳能集热系统201和燃煤发电系统3的实际运行参数确定并实时变化。
本发明所述点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统的能量分配方法包括以下步骤：
1)根据燃煤发电系统3在100％THA、75％THA、50％THA和40％THA的工况下再热蒸汽、中压缸304出口蒸汽及调整后的低压缸306入口蒸汽温度、压力及流量，确定各工况下再热蒸汽及中压缸304排汽热需求，并分别取平均值Q1和Q2；
2)在相同地理位置及气象条件下，点聚焦太阳能集热系统101的光热效率呈现夏天低冬天高的分布，线聚焦太阳能集热系统201的光热效率呈现夏天高冬天低的分布，选取太阳能热发电站设计点DNI的太阳直射辐射量I，点聚焦太阳能集热系统101在太阳辐射为I-100(W/m2)、I-50(W/m2)、I(W/m2)、I+50(W/m2)及I+100(W/m2)时的效率分别为ηTS1、ηTS2、ηTS3、ηTS4和ηTS5，线聚焦太阳能集热系统201在太阳辐射为I-100(W/m2)、I-50(W/m2)、I(W/m2)、I+50(W/m2)及I+100(W/m2)时的效率分别为ηPW1、ηPW2、ηPW3、ηPW4和ηPW5；
点聚焦太阳能集热系统101在太阳能热发电站设计点DNI时的参考光热效率为：
ηT＝(ηTS1+ηTS2+ηTS3+ηTS4+ηTS5)/5
线聚焦太阳能集热系统201在太阳能热发电站设计点DNI时的参考光热效率为：
ηP＝(ηPW1+ηPW2+ηPW3+ηPW4+ηPW5)/5
3)点聚焦太阳能集热系统101在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积AT为：
AT＝Q1/(ηT.I)
线聚焦太阳能集热系统201在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积AP为：
AP＝Q2/(ηP.I)
其中，AT及AP为太阳倍数为1时的镜场面积，当太阳倍数为n时，点聚焦太阳能集热系统101和线聚焦太阳能集热系统201在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积分别为nAT和nAP。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统，其特征在于，包括点聚焦太阳集热场(1)、线聚焦太阳集热场(2)及燃煤发电系统(3)，其中，燃煤发电系统(3)包括锅炉(301)、高温三通阀(302)、高压缸(303)、中压缸(304)、低温三通阀(305)、低压缸(306)、发电机(307)、凝汽器(308)、低压加热器系统(309)、除氧器(310)及高压加热器系统(311)；
高压加热器系统(311)的吸热侧出口与锅炉(301)的入口相连通，锅炉(301)的主蒸汽出口与高压缸(303)的入口相连通，高压缸(303)的抽汽口与高压加热器系统(311)的放热侧入口相连通，高压缸(303)的排汽口与高温三通阀(302)的入口及高压加热器系统(311)的放热侧入口相连通，高压加热器系统(311)的放热侧出口与除氧器(310)的入口相连通，高温三通阀(302)的第一个出口与点聚焦太阳集热场(1)的吸热侧入口相连通，点聚焦太阳集热场(1)的吸热侧出口与高温三通阀(302)的第二个出口通过管道并管后与锅炉(301)的再热侧入口相连通，锅炉(301)的再热侧出口与中压缸(304)的入口相连通，中压缸(304)的抽汽口与高压加热器系统(311)的放热侧入口相连通，中压缸(304)的排汽口与除氧器(310)的入口及低温三通阀(305)的入口相连通，低温三通阀(305)的第一个出口与线聚焦太阳集热场(2)的吸热侧入口相连通，低温三通阀(305)的第二个出口及线聚焦太阳集热场(2)的吸热侧出口与低压缸(306)的入口相连通，低压缸(306)的抽汽口与低压加热器系统(309)的放热侧入口相连通，低压缸(306)的排汽口与凝汽器(308)的入口相连通，低压加热器系统(309)的放热侧出口与凝汽器(308)的入口相连通，凝汽器(308)的出口经低压加热器系统(309)的吸热侧后与除氧器(310)的入口相连通，除氧器(310)的出口与高压加热器系统(311)的吸热侧入口相连通；
发电机(307)与高压缸(303)、中压缸(304)及低压缸(306)同轴布置。
2.根据权利要求1所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统，其特征在于，所述点聚焦太阳集热场(1)包括点聚焦太阳能集热系统(101)及高温换热器(102)，其中，点聚焦太阳能集热系统(101)的工质出口与高温换热器(102)的放热侧入口相连通，高温换热器(102)的放热侧出口与点聚焦太阳能集热系统(101)的工质入口相连通，高温换热器(102)的吸热侧入口与高温三通阀(302)的第一个入口相连通，高温换热器(102)的吸热侧出口与锅炉(301)的再热侧入口相连通。
3.根据权利要求1所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统，其特征在于，所述线聚焦太阳集热场(2)包括线聚焦太阳能集热系统(201)及低温换热器(202)，其中，线聚焦太阳能集热系统(201)的工质出口与低温换热器(202)的放热侧入口相连通，线聚焦太阳能集热系统(201)的工质入口与低温换热器(202)的放热侧出口相连通，低温换热器(202)的吸热侧入口与低温三通阀(305)的第一个出口相连通，低温换热器(202)的吸热侧出口与低压缸(306)的入口相连通。
4.根据权利要求2所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统，其特征在于，点聚焦太阳能集热系统(101)为塔式结构。
5.根据权利要求3所述的点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统，其特征在于，线聚焦太阳能集热系统(201)为槽式结构及线性菲涅尔式结构中的一种或两者的组合。
6.一种权利要求1所述点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统的能量分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据燃煤发电系统(3)在100％THA、75％THA、50％THA和40％THA的工况下再热蒸汽、中压缸(304)出口蒸汽及调整后的低压缸(306)入口蒸汽温度、压力及流量，确定各工况下再热蒸汽及中压缸(304)排汽热需求，并分别取平均值Q1和Q2；
2)在相同地理位置及气象条件下，点聚焦太阳能集热系统(101)的光热效率呈现夏天低冬天高的分布，线聚焦太阳能集热系统(201)的光热效率呈现夏天高冬天低的分布，选取太阳能热发电站设计点DNI的太阳直射辐射量I，点聚焦太阳能集热系统(101)在太阳辐射为I-100(W/m2)、I-50(W/m2)、I(W/m2)、I+50(W/m2)及I+100(W/m2)时的效率分别为ηTS1、ηTS2、ηTS3、ηTS4和ηTS5，线聚焦太阳能集热系统(201)在太阳辐射为I-100(W/m2)、I-50(W/m2)、I(W/m2)、I+50(W/m2)及I+100(W/m2)时的效率分别为ηPW1、ηPW2、ηPW3、ηPW4和ηPW5；
点聚焦太阳能集热系统(101)在太阳能热发电站设计点DNI时的参考光热效率为：
ηT＝(ηTS1+ηTS2+ηTS3+ηTS4+ηTS5)/5
线聚焦太阳能集热系统(201)在太阳能热发电站设计点DNI时的参考光热效率为：
ηP＝(ηPW1+ηPW2+ηPW3+ηPW4+ηPW5)/5
3)点聚焦太阳能集热系统(101)在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积AT为：
AT＝Q1/(ηT.I)
线聚焦太阳能集热系统(201)在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积AP为：
AP＝Q2/(ηP.I)
其中，AT及AP为太阳倍数为1时的镜场面积，当太阳倍数为n时，点聚焦太阳能集热系统(101)和线聚焦太阳能集热系统(201)在太阳能热发电站设计点DNI时的镜场面积分别为nAT和nAP。
CN201811418965.7A 2018-11-26 2018-11-26 点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法 Active CN109519347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811418965.7A CN109519347B (zh) 2018-11-26 2018-11-26 点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811418965.7A CN109519347B (zh) 2018-11-26 2018-11-26 点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109519347A CN109519347A (zh) 2019-03-26
CN109519347B true CN109519347B (zh) 2020-07-28

Family

ID=65794590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811418965.7A Active CN109519347B (zh) 2018-11-26 2018-11-26 点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109519347B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111241711B (zh) * 2020-02-19 2021-12-28 西安交通大学 一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法
CN112901287A (zh) * 2021-01-21 2021-06-04 青岛科技大学 集成太阳能和熔融碳酸盐燃料电池的燃煤复合发电系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2187051A1 (de) * 2008-11-12 2010-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Zwischenüberhitzung in einem solarthermischen Kraftwerk mit indirekter Verdampfung
CN102486308A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 一种蒸汽二次再热系统
CN102678207B (zh) * 2011-03-18 2014-10-22 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 二次再热的热力系统
EP2667028A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-27 Alstom Technology Ltd A steam Rankine cycle solar plant and method for operating such plants
JP6071421B2 (ja) * 2012-10-26 2017-02-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コンバインドサイクルプラント、及びその停止方法、及びその制御装置
CN106194293B (zh) * 2016-07-01 2017-11-28 华北电力大学 一种同时集成槽式、塔式太阳能集热系统的燃煤发电系统
CN107842400A (zh) * 2017-10-19 2018-03-27 华中科技大学 一种太阳能协同汽轮发电机组二次再热系统
CN108643980B (zh) * 2018-04-17 2022-09-13 章礼道 超高压缸和高中压缸均带有附加回热级的二次再热机组

Also Published As

Publication number Publication date
CN109519347A (zh) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101592136B (zh) 考虑余热利用的太阳能热力发电装置
WO2015154585A1 (zh) 一种太阳能与生物质能联合发电的优化集成系统
US20210088032A1 (en) Improved brayton photothermal power generation method and system
CN104613654B (zh) 一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与co2捕集的集成系统
CN102454440A (zh) 板槽结合的太阳能与火电站互补发电系统
CN108518324B (zh) 一种带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统
CN102734094A (zh) 节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统
CN204574529U (zh) 一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与co2捕集的集成系统
CN103047778A (zh) 聚光太阳热能分布式能源综合利用系统
CN103470461A (zh) 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电系统
CN203532174U (zh) 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电系统
CN111173697B (zh) 一种太阳能塔槽联合发电系统
CN109519347B (zh) 点-线聚焦太阳能与燃煤电站互补发电系统及其能量分配方法
CN202690342U (zh) 一种塔槽式太阳能集热场结合燃煤锅炉的混合发电系统
CN201637131U (zh) 一种应用于火力发电机组的太阳能集热储能回热加热装置
CN105065217A (zh) 一种适用于炎热干旱地区的太阳能热发电系统及方法
CN111322660B (zh) 集成吸收式热泵超临界二氧化碳循环热电联产系统及方法
CN204961183U (zh) 一种适用于炎热干旱地区的太阳能热发电系统
CN201827034U (zh) 板槽结合的太阳能与火电站互补发电系统
CN204693854U (zh) 一种太阳能热发电装置
CN201448131U (zh) 考虑余热利用的太阳能热力发电装置
CN111365698A (zh) 一种槽式太阳能与供热机组互补热电联供系统
CN106968903B (zh) 混合式太阳能热发电系统及其方法
CN110080959A (zh) 一种分级式太阳能辅助燃煤发电系统
CN113446175A (zh) 一种点-线聚焦结合式太阳能热发电系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant