CN115288957A - 直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统 - Google Patents

直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115288957A
CN115288957A CN202210986630.5A CN202210986630A CN115288957A CN 115288957 A CN115288957 A CN 115288957A CN 202210986630 A CN202210986630 A CN 202210986630A CN 115288957 A CN115288957 A CN 115288957A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steam
outlet
inlet
heat
pipeline
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.)
Pending
Application number
CN202210986630.5A
Other languages
English (en)
Inventor
杨庆川
杨利
康夜雨
孙永军
刘忠
夏建林
余小兵
郑天帅
刘学亮
赵若昱
李保垒
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.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Energy Saving Technology Co Ltd
Dezhou Power Plant of Huaneng International Power Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Energy Saving Technology Co Ltd
Dezhou Power Plant of Huaneng International Power Co Ltd
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 Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd, Xian Xire Energy Saving Technology Co Ltd, Dezhou Power Plant of Huaneng International Power Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN202210986630.5A priority Critical patent/CN115288957A/zh
Publication of CN115288957A publication Critical patent/CN115288957A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • F03G6/065—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a Rankine cycle
    • F03G6/067—Binary cycle plants where the fluid from the solar collector heats the working fluid via a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • 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
    • F01K7/34—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 extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/38—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 extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating the engines being of turbine type
    • 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
    • F01K7/34—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 extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/40—Use of two or more feed-water heaters in series
    • 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
    • F03G6/071—Devices for producing mechanical power from solar energy with energy storage devices
    • 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
    • F03G6/098—Components, parts or details
    • F03G6/108—Components, parts or details of the heat transfer system
    • 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

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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明提出一种直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统，所述直接式光煤互补的汽轮机系统包括：太阳能加热装置、第一换热装置、汽轮机、空气换热装置和蒸汽发生装置，太阳能加热装置包括第一介质进口和第一介质出口；第一换热装置包括第一吸热侧进口、第一吸热侧出口、第一放热侧进口和第一放热侧出口，第一放热侧进口与第一介质出口连通，第一放热侧出口与第一介质进口连通；蒸汽发生装置包括第一进水口和第一蒸汽出口；汽轮机包括高压缸和中压缸，高压缸包括第一蒸汽进口和第二蒸汽出口，第一蒸汽进口与第一蒸汽出口连通，第二蒸汽出口与第一吸热侧进口连通。本发明的直接式光煤互补的汽轮机系统具有使用成本低、能耗少以及环保的优点。

Description

直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统
技术领域
本发明涉及汽轮机发电技术领域，具体涉及一种直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统。
背景技术
汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，汽轮机是现代火力发电的主要设备之一。相关技术中的汽轮机发电系统利用汽轮机做功进而推动发动机发电，但是，相关技术中的汽轮机发电系统的燃煤量较大，导致汽轮机发电系统的污染物排放较多且发电的成本高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明实施例提出一种直接式光煤互补的汽轮机系统，该直接式光煤互补的汽轮机系统具有使用成本低、能耗少以及环保的优点。
本发明实施例还提供一种发电系统，该发电系统包括上述实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统。
本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统包括：用于将太阳能转化为热能的太阳能加热装置，所述太阳能加热装置包括第一介质进口和第一介质出口；第一换热装置，所述第一换热装置包括第一吸热侧进口、第一吸热侧出口、第一放热侧进口和第一放热侧出口；用于将水蒸发为蒸汽的蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置包括第一进水口和第一蒸汽出口；汽轮机，所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸包括第一蒸汽进口和第二蒸汽出口，所述第一蒸汽进口与所述第一蒸汽出口连通，所述第二蒸汽出口与所述第一吸热侧进口连通，所述中压缸包括第二蒸汽进口，所述第二蒸汽进口与所述第一吸热侧出口连通，所述中压缸和所述低压缸连通，以使所述中压缸的蒸汽可以排入所述低压缸内；空气换热装置，所述空气换热装置包括第二介质进口、第二介质出口、空气进口和空气出口，所述第二介质进口和所述第一放热侧出口连通，所述第二介质出口与所述第一介质进口连通。
本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统利用太阳能加热装置代替蒸汽发生装置加热冷再热蒸汽，使蒸汽发生装置所需要消耗的燃料的热量减少，因此不仅减少了本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统消耗的燃料量，节约了成本，而且还减少了燃烧燃料所产生污染物的排放。
由此，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统具有使用成本低、能耗少以及环保的优点。
在一些实施例中，所述蒸汽发生装置包括：蒸汽发生器，所述蒸汽发生器具有所述第一进水口、第三蒸汽出口和第四蒸汽出口；第一蒸汽加热器，所述第一蒸汽加热器包括第一加热进口和第一加热出口，所述第一加热进口与所述第三蒸汽出口连通，所述第一加热出口与所述第一蒸汽出口连通；和第二蒸汽加热器，所述第二蒸汽加热器包括第二加热进口和第二加热出口，所述第二加热进口与所述第四蒸汽出口连通，所述第二加热出口与所述第一蒸汽出口连通。
在一些实施例中，所述直接式光煤互补的汽轮机系统进一步包括：第一管路，所述第一管路的一端与所述第一蒸汽出口相连，所述第一管路的另一端与所述第一蒸汽进口相连；第二管路，所述第二管路的一端与所述第二蒸汽出口相连，所述第二管路的另一端与所述第一吸热侧进口相连；第三管路，所述第三管路的一端与所述第一吸热侧出口相连，所述第三管路与所述第二蒸汽进口相连。
在一些实施例中，所述太阳能加热装置进一步包括：本体，所述本体具有第一介质进口和第一介质出口；第四管路，所述第四管路的一端与所述第一介质出口相连，所述第四管路的另一端与所述第一放热侧进口相连；第五管路，所述第五管路的一端与所述第一介质进口相连，所述第五管路的另一端与所述第一放热侧出口相连。
在一些实施例中，所述太阳能加热装置进一步包括储能装置，所述储能装置包括：第二换热装置，所述第二换热装置包括第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道包括第一换热进口和第一换热出口，所述第一换热进口与所述第四管路连通，所述第一换热出口与所述第五管路连通，所述储能装置包括第一介质存储罐和第二介质存储罐，所述第一介质存储罐包括第一口，所述第二介质存储罐包括第二口，所述第二换热通道包括第二换热进口和第二换热出口，所述第一口与所述第二换热进口连通，所述第二换热出口与所述第二口连通。
在一些实施例中，所述直接式光煤互补的汽轮机系统进一步包括：冷凝装置，所述冷凝装置包括第三蒸汽进口和第一出水口，所述中压缸具有第五蒸汽出口，所述第三蒸汽进口与所述第五蒸汽出口连通，所述第一出水口与所述第一进水口连通。
在一些实施例中，所述直接式光煤互补的汽轮机系统进一步包括回热系统，所述回热系统包括第三换热装置、第一回热管路和第二回热管路，所述第三换热装置包括第二吸热侧进口、第二吸热侧出口、第二放热侧进口和第二放热侧出口，所述第二放热侧进口与所述第一放热侧出口连通，所述第二放热侧出口与所述第一介质进口相连，所述第一回热管路的一端与所述第二吸热侧进口相连，所述第一回热管路的另一端与所述第一出水口连通，所述第二回热管路的一端与所述第二吸热侧出口相连，所述第二回热管路的另一端与所述第一进水口连通。
在一些实施例中，所述直接式光煤互补的汽轮机系统进一步包括第六管路，所述回热系统包括第一回热装置和第二回热装置，所述第六管路的一端与所述第一进水口相连，所述第六管路的另一端与所述第一出水口相连，所述第六管路包括第二进水口和第二出水口，所述第一回热管路的所述另一端与所述第一出水口连通，所述第二回热管路的所述另一端与所述第一进水口连通，所述第一回热装置和所述第二回热装置均用于加热所述第六管路内的水，所述第一回热装置和所述第二回热装置均设在所述第六管路上，所述第一回热装置包括第四蒸汽进口，所述第四蒸汽进口与所述高压缸和中压缸中的至少一者相连通，所述第一回热装置位于所述第二进水口和所述第二出水口之间，所述第二回热装置包括第五蒸汽进口，所述第五蒸汽进口与所述高压缸和中压缸中的至少一者相连通，所述第二回热装置位于所述第二进水口和所述第一进水口之间。
在一些实施例中，所述直接式光煤互补的汽轮机系统进一步包括：除氧装置，所述除氧装置设在所述第六管路上。
本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统发电系统包括：发电机；汽轮机系统，所述汽轮机系统为上述任一实施例所述的直接式光煤互补的汽轮机系统。
附图说明
图1是本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统的结构示意图。
图2是本发明实施例的蒸汽发生装置的结构示意图。
附图标记：
直接式光煤互补的汽轮机系统100；
太阳能加热装置1；第一介质进口11；第一介质出口12；本体13；第四管路14；第五管路15；储能装置16；第二换热装置161；第一换热进口1611；第一换热出口1612；第二换热进口1613；第二换热出口1614；第一介质存储罐162；第一口1621；第二介质存储罐163；第二口1631；
第一换热装置2；第一吸热侧进口21；第一吸热侧出口22；第一放热侧进口23；第一放热侧出口24；
蒸汽发生装置3；第一进水口31；第一蒸汽出口32；蒸汽发生器33；省煤器331；水冷壁332；汽水分离器333；水平低温过热器334；第三蒸汽出口3341；第四蒸汽出口3342；第一蒸汽加热器34；垂直低温过热器341；第一加热进口3411；屏式过热器342；末级过热器343；第一加热出口3431；第二蒸汽加热器35；水平低温再热器351；第二加热进口3511；垂直低温再热器352；末级再热器353；第二加热出口3531；
汽轮机4；高压缸41；第一蒸汽进口411；第二蒸汽出口412；中压缸42；第二蒸汽进口421；第五蒸汽出口422；低压缸43；第六蒸汽进口431；第六蒸汽出口432；
第一管路51；第二管路52；第三管路53；第六管路54；第二出水口541；第二进水口542；
冷凝装置6；第三蒸汽进口61；第一出水口62；
回热系统7；第一回热装置70；第四蒸汽进口701；第二回热装置71；第五蒸汽进口711；第三换热装置72；第二吸热侧进口721；第二吸热侧出口722；第二放热侧进口723；第二放热侧出口724；第一回热管路73；第二回热管路74；除氧装置8；水泵9；
空气换热装置10；第二介质进口101；第二介质出口第二介质进口102；空气进口103；空气出口104；
发电机200。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100。
如图1-图2所示，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100包括太阳能加热装置1、第一换热装置2、空气换热装置10、蒸汽发生装置3和汽轮机4。
太阳能加热装置1用于将太阳能转化为热能，太阳能加热装置1包括第一介质进口11和第一介质出口12。第一换热装置2包括第一吸热侧进口21、第一吸热侧出口22、第一放热侧进口23和第一放热侧出口24，第一放热侧进口23与第一介质出口12连通，第一放热侧出口24与第一介质进口11连通。蒸汽发生装置3用于将水加热为蒸汽，蒸汽发生装置3包括第一进水口31和第一蒸汽出口32。
汽轮机4包括高压缸41、中压缸42和低压缸43，高压缸41包括第一蒸汽进口411和第二蒸汽出口412，第一蒸汽进口411与第一蒸汽出口32连通，第二蒸汽出口412与第一吸热侧进口21连通，中压缸42包括第二蒸汽进口421，第二蒸汽进口421与第一吸热侧出口22连通。中压缸42包括第二蒸汽进口421，第二蒸汽进口421与第一吸热侧出口22连通，中压缸42和低压缸43连通，以使中压缸42的蒸汽可以排入低压缸43内。
空气换热装置10包括第二介质进口101、第二介质出口102、空气进口103和空气出口104，第二介质进口101和第一放热侧出口24连通，第二介质出口102与第一介质进口12连通。
下面参考附图描述本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100的工作过程。
如图1所示，水通过第一进水口31进入蒸汽发生装置3内处理形成高温高压的主蒸汽，主蒸汽通过第一蒸汽出口32排出蒸汽发生装置3；主蒸汽通过第一蒸汽进口411进入汽轮机4的高压缸41内做功，做功的蒸汽形成冷再热蒸汽并从第二蒸汽出口412排出；从第二蒸汽出口412排出的冷再热蒸汽经第一吸热侧进口21进入第一换热装置2内，使冷再热蒸汽与经过太阳能加热装置1加热后的介质换热从而使冷再热蒸汽升温形成热再热蒸汽，热再热蒸汽从第一吸热侧出口22排出。其中，太阳能加热装置1加热后的介质从第一介质出口12排出，经过第一放热侧进口23进入第一换热装置2内与冷再热蒸汽进行换热，换热后的介质从第一放热侧出口24排出并经过第一介质进口11进入太阳能加热装置1内进行再次加热；从第一吸热侧出口22排出的热再热蒸汽通过第二蒸汽进口421进入中压缸42内做功。
外界的空气从空气进口103进入空气换热装置10内，太阳能加热装置1加热后从介质第二介质进口101进入空气换热装置10内，使热介质与空气换热进而加热空气，加热后的空气从空气出口104排出，加热空气可用于烘干燃料等用途。
相关技术中的汽轮机系统包括锅炉和汽轮机，汽轮机包括中压缸和高压缸。相关技术中的汽轮机系统在工作时，水进入锅炉内加热处理形成高温高压的主蒸汽，主蒸汽进入高压缸内做功后形成冷再热蒸汽，冷再热蒸汽需要再次进入锅炉内加热从而形成热再热蒸汽，以供中压缸做功。也就是说，锅炉不仅需要加热水使其形成高温高压的主蒸汽，还需要对冷再热蒸汽再进行加热，因此锅炉在加热冷再热蒸汽和水需要消耗较多的燃料，从而导致相关技术中的汽轮机4系统的污染物排放较多且使用的成本高。
与相关技术相比，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100利用太阳能加热装置1代替蒸汽发生装置3加热冷再热蒸汽，使蒸汽发生装置3所需要消耗的燃料的热量减少，因此不仅减少了本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100消耗的燃料量，节约了成本，而且还减少了燃烧燃料所产生污染物的排放。
利用本发明实施例光煤互补的的汽轮机系统100，以常规660MW汽轮机机组(CLN600-24.2/566/566，一次中间再热，THA工况下再热蒸汽流量为1422.38t/h)为例，可以节约锅炉热耗862.1GJ/h，按照锅炉热效率0.923计算，折合节约标准煤31.87t/h，全年节约煤炭量279184.3吨，全年减少二氧化碳排放7314628.2吨，全年减少二氧化硫排放2373.1吨，全年氮氧化物排放2066.0吨。
由此，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100具有使用成本低、能耗少以及环保的优点。
如图1所示，本发明实施例的发电系统包括上述实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100和发电机200。
其中，直接式光煤互补的汽轮机系统100包括太阳能加热装置1、第一换热装置2、蒸汽发生装置3、汽轮机4、冷凝装置6、除氧装置8、回热系统7和水泵9。
太阳能加热装置1包括太阳能塔、镜场、储能装置16和第二换热装置161。镜场与太阳能塔配合，使镜场反射的光能被太阳能塔接收并加热太阳能塔内的介质。太阳能塔具有第一介质进口11和第一介质出口12，介质从第一介质进口11进入太阳能塔内，经过太阳能塔加热后从第一介质出口12排出。
第一介质进口11与第一放热侧出口24相连，第一介质出口12与第一放热侧进口23相连。第二换热装置161具有第一换热进口1611、第一换热出口1612、第二换热进口1613和第二换热出口1614。
太阳能加热装置1进一步包括本体13、第四管路14和第五管路15，本体13具有第一介质进口11和第一介质出口12；第四管路14的一端与第一介质出口12相连，第四管路14的另一端与第一放热侧进口23相连；第五管路15的一端与第一介质进口11相连，第五管路15的另一端与第一放热侧出口24相连。本体13通过第四管路14与第一放热侧进口23相连，以便加热后的介质进入第一换热装置2内；本体13通过第五管路15与第一放热侧出口24相连，以便换热后的介质回到本体13内进行加热。
储能装置16包括第二换热装置161、第一介质存储罐162和第二介质存储罐163。第二换热装置161包括第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道包括第一换热进口1611和第一换热出口1612，第一换热进口1611与第四管路14连通，第一换热出口1612与第五管路15连通。第一介质存储罐162包括第一口1621，第二介质存储罐163包括第二口1631，第二换热通道包括第二换热进口1613和第二换热出口1614，第一口1621与第二换热进口1613连通，第二换热出口1614与第二口1631连通。
在太阳光充足的情况下，利用本体13加热后的介质通过第一介质出口12排出，一部分的介质通过第一换热进口1611进入第一换热通道，另一部分的介质通过第一放热侧进口23进入第一换热装置2内加热冷再热蒸汽。第二介质存储罐163内的介质从第二口1631排出并经过第二换热出口1614进入第二换热通道内，使储热罐162排出介质与第一换热通道内的介质换热，换热后的第二换热通道内的热介质回到通过第一口1621进入第一介质存储罐162内，从而将一部分热能存储在第一介质存储罐162内。
在太阳光不充足的情况下，第一介质存储罐162内的热介质通过第一口1621排出并进入第二换热通道内与第一换热通道内的介质换热，从而加热第一换热通道内的介质。加热后的第一换热通道内的介质进入第一放热侧进口23加热冷再热蒸汽形成热再热蒸汽，从而保证热再热蒸汽的温度稳定，使汽轮机4能够稳定运行。经过换热后的第一换热通道内介质通过第二口1631进入第二介质存储罐163。
汽轮机4包括高压缸41、中压缸42和低压缸43，低压缸43包括第六蒸汽进口431和第六蒸汽出口432，中压缸42还包括第五蒸汽出口422，汽轮机4做功带动发电机200发电。第一换热装置2的第一放热侧进口23与第一介质出口12连通，第一放热侧出口24与第一介质进口11连通。
高压缸41的第一蒸汽进口411与第一蒸汽出口32连通，高压缸41的第二蒸汽出口412与第一吸热侧进口21连通，中压缸42的第二蒸汽进口421与第一吸热侧出口22连通，中压缸42的第五蒸汽出口422与低压缸43的第六蒸汽进口431相连，低压缸43的第六蒸汽出口432与第一进水口31连通，其中，第六蒸汽出口432与第一进水口31之间连接有冷凝装置6、除氧装置8、水泵9以及回热系统7。
本发明实施例的发电系统具有使用成本低、能耗少以及环保的优点。
在一些实施例中，如图2所示，蒸汽发生装置3包括蒸汽发生器33、第一蒸汽加热器34、第二蒸汽加热器35。
蒸汽发生器33具有第一进水口31、第三蒸汽出口3341和第四蒸汽出口3342；第一蒸汽加热器34包括第一加热进口3411和第一加热出口3431，第一加热进口3411与第三蒸汽出口3341连通，第一加热出口3431与第一蒸汽出口32连通；和第二蒸汽加热器35包括第二加热进口3511和第二加热出口3531，第二加热进口3511与第四蒸汽出口3342连通，第二加热出口3531与第一蒸汽出口32连通。
利用本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100，水通过第一进水口31进入蒸汽发生器33加热形成蒸汽，一部分蒸汽从第三蒸汽出口3341排出经过第一加热进口3411进入第一蒸汽加热器34内加热形成高温高压的主蒸汽(24.2MPa，566℃)，形成的主蒸汽通过第一加热出口3431排出。另一部分蒸汽从第三蒸汽出口3341排出经过第二加热进口3511进入第二蒸汽加热器35内加热形成高温高压的主蒸汽，形成的主蒸汽通过第二加热出口3531排出。分别经过第一蒸汽加热器34和第二蒸汽加热器35加热后形成的主蒸汽通过第一蒸汽出口32排出。
相关技术中的锅炉包括蒸汽发生器、过热器和再热器，其中蒸汽发生器具有第一出口和第二出口，过热器具有蒸汽进口和主蒸汽出口，再热器包括冷再热蒸汽进口和热再热蒸汽出口。第一出口和第二出口均与蒸汽进口连通，蒸汽从第一出口和第二出口排出并进入过热器内加热形成主蒸汽，主蒸汽通过主蒸汽出口排出以便汽轮机的高压缸使用。高压缸内做功后产生的冷再热蒸汽需再次回到传统锅炉内，并经过冷再热蒸汽进口进入的再热器内加热形成热再热蒸汽，热再热蒸汽从热再热蒸汽出口排出以便中压缸使用。
本发明实施例的光热与燃煤互补的汽轮机系统100的蒸汽发生装置3可以利用相关技术中锅炉进行简单的改造，将相关技术中的锅炉的蒸汽发生器33的第一出口与蒸汽进口断开连接，并将再热器的冷再热蒸汽进口与蒸汽发生器33的第一出口相连，使再热器与过热器一起加热蒸汽发生装置3产生的蒸汽。从而仅需对传统锅炉内的部分管路进行改造就可以使传统锅炉适配本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100，无需对传统锅炉进行大规模的改造或者花费成本制造蒸汽发生装置3，因此，本发明实施例的光热与燃煤互补的汽轮机系统100的蒸汽发生装置3易于利旧改造，具有布置成本低的优点。
如图2所示，本发明实施例的蒸汽发生装置3包括蒸汽发生器33、第一蒸汽加热器34和第二蒸汽加热器35。
蒸汽发生器33包括省煤器331、水冷壁332、汽水分离器333和水平低温过热器334。省煤器331具有第一进水口31，省煤器331、水冷壁332、汽水分离器333和水平低温过热器334依次连接。省煤器331和水冷壁332用于加热水从而产生蒸汽，汽水分离器333用于将蒸汽中为蒸发的水分离，被分离后的水重新回到水冷壁332加热蒸发，水平低温过热器334包括第三蒸汽出口3341和第四蒸汽出口3342。
第一蒸汽加热器34包括垂直低温过热器341、屏式过热器342和末级过热器343。其中，垂直低温过热器341包括第一加热进口3411，末级过热器343具有第一加热出口3431，第一加热进口3411与第三蒸汽出口3341连通，垂直低温过热器341、屏式过热器342和末级过热器343依次连通，从而加热蒸汽使蒸汽形成高温高压的主蒸汽。
第二蒸汽加热器35包括水平低温再热器351、垂直低温再热器352和末级再热器353。其中，水平低温再热器351包括第二加热进口3511，末级再热器353具有第二加热出口3531，第二加热进口3511与第四蒸汽出口3342连通，水平低温再热器351、垂直低温再热器352和末级再热器353依次连通，从而加热蒸汽使蒸汽形成高温高压的主蒸汽。
在一些实施例中，如图1所示，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100包括进一步包括第一管路51、第二管路52和第三管路53。
第一管路51的一端与第一蒸汽出口32相连，第一管路51的另一端与第一蒸汽进口411相连；第二管路52的一端与第二蒸汽出口412相连，第二管路52的另一端与第一吸热侧进口21相连；第三管路53的一端与第一吸热侧出口22相连，第三管路53与第二蒸汽进口421相连。
换言之，高压缸41通过第一管路51与蒸汽发生装置3连通，以便蒸汽发生装置3产生的主蒸汽进入高压缸41。高压缸41通过第二管路52与第一换热装置2，以便第一换热装置2加热从高压缸41排出的冷再热蒸汽，从而形成热再热蒸汽。中压缸42通过第三管路53与第一换热装置2连通，以便热再热蒸汽进入中压缸42。
在一些实施例中，如图1所示，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100进一步包括冷凝装置6。
冷凝装置6包括第三蒸汽进口61和第一出水口62；中压缸42具有第四蒸汽出口3342，冷凝装置6的第三蒸汽进口61与第四蒸汽出口3342相连，冷凝装置6的第一出水口62与第一进水口31相连。
换言之，中压缸42与冷凝装置6连通，从而使中压缸42排出的蒸汽被冷凝装置6冷凝成水，冷凝装置6与第一进水口31连通，以便冷凝水进入蒸汽发生装置3循环使用，因此提高了水的利用率。
具体地，中压缸42的第五蒸汽出口422与低压缸43的第六蒸汽进口431相连，低压缸43的第六蒸汽出口432与冷凝装置6连通，从而使中压缸42与冷凝装置6连通。
在一些实施例中，如图1所示，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100进一步包括回热系统7，回热系统7包括第三换热装置72、第一回热管路73和第二回热管路74。
第三换热装置72包括第二吸热侧进口721、第二吸热侧出口722、第二放热侧进口723和第二放热侧出口724，第二放热侧进口723与第一放热侧出口24连通，第二放热侧出口724与第一介质进口11相连。第一回热管路73的一端与第二吸热侧进口721相连，第一回热管路73的另一端与第一出水口，连通，第二回热管路74的一端与第二吸热侧出口722相连，第二回热管路74的另一端与第一进水口31连通。
冷凝装置6排出的水的从第一回热管路73进入第三换热装置72内，通过第三换热装置72利用太阳能加热装置1与第一换热装置2换热后的余热对水进行加热，从而提高冷凝水的水温，从而进一步减少了蒸汽发生装置3加热水时所需要释放的热量，因此进一步减少了本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100消耗的燃料量以及燃烧燃料所产生污染物的排放量。
在一些实施例中，如图1所示，直接式光煤互补的汽轮机系统100进一步包括第六管路54，回热系统包括第一回热装置70和第二回热装置71，第六管路54的一端与第一进水口31相连，第六管路54的另一端与第一出水口62相连，第六管路54包括第二进水口542和第二出水口541，第一回热管路73的另一端与第一出水口62连通，第二回热管路74的另一端与第一进水口31连通，第一回热装置70和第二回热装置71均用于加热第六管路54内的水，第一回热装置70和第二回热装置71均设在第六管路54上，第一回热装置70包括第四蒸汽进口701，第四蒸汽进口701与高压缸41和中压缸42中的至少一者相连通，第一回热装置70位于第二进水口542和第二出水口541之间，第二回热装置71包括第五蒸汽进口711，第五蒸汽进口711与高压缸41和中压缸42中的至少一者相连通，第二回热装置71位于第二进水口542和第一进水口31之间。
换言之，高压缸41和中压缸42中的至少一者中的蒸汽通过第四蒸汽进口701进入第一回热装置70内，高压缸41和中压缸42中的至少一者中的蒸汽通过第五蒸汽进口711进入第一回热装置71内，使蒸汽与第六管路54内的冷凝水换热从而加热冷凝水。换热后的蒸汽冷凝形成疏水从第一排水口排出并进入第六管路54。
可以理解的是，回热装置71利用了高压缸41和/或低压缸43中的蒸汽对第六管路54中的冷凝水进行加热，从在阳光不充足的条件下，即太阳能加热装置1提供的热量不足时，使第二回热装置71辅助加热第六管路54内的冷凝水，从而提高对蒸汽的热量利用率。
在一些实施例中，如图1所示，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100进一步包括水泵9，水泵9设在第六管路54上。利用水泵9驱动第六管路54内的冷凝水流动，使冷凝水进入第一进水口31。
在一些实施例中，如图1所示，本发明实施例的直接式光煤互补的汽轮机系统100进一步包括除氧装置8，除氧装置8设在第六管路54上。利用除氧装置8可以去除第六管路54内冷凝水中的氧气，从而保证冷凝水再次加热蒸发后形成的蒸汽中不含氧，使蒸汽不会对汽轮机4造成侵蚀。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，包括：
用于将太阳能转化为热能的太阳能加热装置，所述太阳能加热装置包括第一介质进口和第一介质出口；
第一换热装置，所述第一换热装置包括第一吸热侧进口、第一吸热侧出口、第一放热侧进口和第一放热侧出口；
用于将水蒸发为蒸汽的蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置包括第一进水口和第一蒸汽出口；
汽轮机，所述汽轮机包括高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸包括第一蒸汽进口和第二蒸汽出口，所述第一蒸汽进口与所述第一蒸汽出口连通，所述第二蒸汽出口与所述第一吸热侧进口连通，
所述中压缸包括第二蒸汽进口，所述第二蒸汽进口与所述第一吸热侧出口连通，所述中压缸和所述低压缸连通，以使所述中压缸的蒸汽可以排入所述低压缸内；
空气换热装置，所述空气换热装置包括第二介质进口、第二介质出口、空气进口和空气出口，所述第二介质进口和所述第一放热侧出口连通，所述第二介质出口与所述第一介质进口连通。
2.根据权利要求1所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，所述蒸汽发生装置包括：
蒸汽发生器，所述蒸汽发生器具有所述第一进水口、第三蒸汽出口和第四蒸汽出口；
第一蒸汽加热器，所述第一蒸汽加热器包括第一加热进口和第一加热出口，所述第一加热进口与所述第三蒸汽出口连通，所述第一加热出口与所述第一蒸汽出口连通；和
第二蒸汽加热器，所述第二蒸汽加热器包括第二加热进口和第二加热出口，所述第二加热进口与所述第四蒸汽出口连通，所述第二加热出口与所述第一蒸汽出口连通。
3.根据权利要求1所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，进一步包括：
第一管路，所述第一管路的一端与所述第一蒸汽出口相连，所述第一管路的另一端与所述第一蒸汽进口相连；
第二管路，所述第二管路的一端与所述第二蒸汽出口相连，所述第二管路的另一端与所述第一吸热侧进口相连；
第三管路，所述第三管路的一端与所述第一吸热侧出口相连，所述第三管路与所述第二蒸汽进口相连。
4.根据权利要求1所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，所述太阳能加热装置进一步包括：
本体，所述本体具有第一介质进口和第一介质出口；
第四管路，所述第四管路的一端与所述第一介质出口相连，所述第四管路的另一端与所述第一放热侧进口相连；
第五管路，所述第五管路的一端与所述第一介质进口相连，所述第五管路的另一端与所述第一放热侧出口相连。
5.根据权利要求4所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，太阳能加热装置进一步包括储能装置，所述储能装置包括：
第二换热装置，所述第二换热装置包括第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道包括第一换热进口和第一换热出口，所述第一换热进口与所述第四管路连通，所述第一换热出口与所述第五管路连通，
所述储能装置包括第一介质存储罐和第二介质存储罐，所述第一介质存储罐包括第一口，所述第二介质存储罐包括第二口，所述第二换热通道包括第二换热进口和第二换热出口，所述第一口与所述第二换热进口连通，所述第二换热出口与所述第二口连通。
6.根据权利要求1所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，进一步包括：
冷凝装置，所述冷凝装置包括第三蒸汽进口和第一出水口，所述中压缸具有第五蒸汽出口，所述第三蒸汽进口与所述第五蒸汽出口连通，所述第一出水口与所述第一进水口连通。
7.根据权利要求6所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，进一步包括回热系统，所述回热系统包括第三换热装置、第一回热管路和第二回热管路，
所述第三换热装置包括第二吸热侧进口、第二吸热侧出口、第二放热侧进口和第二放热侧出口，所述第二放热侧进口与所述第一放热侧出口连通，所述第二放热侧出口与所述第一介质进口相连，
所述第一回热管路的一端与所述第二吸热侧进口相连，所述第一回热管路的另一端与所述第一出水口连通，所述第二回热管路的一端与所述第二吸热侧出口相连，所述第二回热管路的另一端与所述第一进水口连通。
8.根据权利要求7所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，进一步包括第六管路，所述回热系统包括第一回热装置和第二回热装置，
所述第六管路的一端与所述第一进水口相连，所述第六管路的另一端与所述第一出水口相连，所述第六管路包括第二进水口和第二出水口，所述第一回热管路的所述另一端与所述第一出水口连通，所述第二回热管路的所述另一端与所述第一进水口连通，
所述第一回热装置和所述第二回热装置均用于加热所述第六管路内的水，所述第一回热装置和所述第二回热装置均设在所述第六管路上，
所述第一回热装置包括第四蒸汽进口，所述第四蒸汽进口与所述高压缸和中压缸中的至少一者相连通，所述第一回热装置位于所述第二进水口和所述第二出水口之间，
所述第二回热装置包括第五蒸汽进口，所述第五蒸汽进口与所述高压缸和中压缸中的至少一者相连通，所述第二回热装置位于所述第二进水口和所述第一进水口之间。
9.根据权利要求8所述的直接式光煤互补的汽轮机系统，其特征在于，进一步包括：除氧装置，所述除氧装置设在所述第六管路上。
10.一种发电系统，其特征在于，包括：
发电机；
汽轮机系统，所述汽轮机系统为权利要求1-9中任一项所述的直接式光煤互补的汽轮机系统。
CN202210986630.5A 2022-08-17 2022-08-17 直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统 Pending CN115288957A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210986630.5A CN115288957A (zh) 2022-08-17 2022-08-17 直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210986630.5A CN115288957A (zh) 2022-08-17 2022-08-17 直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115288957A true CN115288957A (zh) 2022-11-04

Family

ID=83830286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210986630.5A Pending CN115288957A (zh) 2022-08-17 2022-08-17 直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115288957A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2501958C2 (ru) Способ выработки энергии посредством осуществления термодинамических циклов с водяным паром высокого давления и умеренной температуры
US6244033B1 (en) Process for generating electric power
CN104963776A (zh) 一种太阳能热互补联合循环发电系统
CN110454764A (zh) 一种热电联产机组的热电解耦系统及运行方法
TWI645104B (zh) 化石燃料發電設備
CN212003284U (zh) 一种火电机组熔盐梯级储放能调峰系统
WO2016165932A1 (en) Energy storage system and method
WO2023178872A1 (zh) 基于高低参数组合熔盐实现火电机组改造的系统及方法
WO2024037027A1 (zh) 能量梯级利用的光煤互补汽轮机系统及发电系统
CN110793018A (zh) 一种采用饱和蒸汽加热的生活垃圾焚烧余热锅炉蒸汽再热系统
CN202732011U (zh) 火电厂联合热力系统及火电厂
CN102865112B (zh) 背热循环发电及多级背热循环发电及多联产系统
CN115288961A (zh) 双罐储热式光煤互补汽轮机系统及发电系统
CN115288957A (zh) 直接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统
CN202732010U (zh) 火电厂联合热力系统及火电厂
CN103075213B (zh) 复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置
CN115288958A (zh) 间接式光热与燃煤互补的汽轮机系统和发电系统
JP7121185B2 (ja) 天然ガス再ガス化を含む発電プラント
CN115306662A (zh) 间接式光煤互补的汽轮机系统和发电系统
CN115288959A (zh) 直接式光热与燃煤互补的汽轮机系统和发电系统
CN115288960A (zh) 耦合太阳能的汽轮机系统和发电系统
CN110107368B (zh) 蒸汽冷凝方法、蒸汽冷凝系统及发电系统
CN115288956A (zh) 光煤互补汽轮机系统及发电系统
CN202900338U (zh) 背热循环发电及多级背热循环发电及多联产系统
CN115288955A (zh) 能量多级利用的光煤互补汽轮机系统及发电系统

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