CN116608021A - 一种太阳能-燃煤混合发电系统 - Google Patents

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蔺奕存
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闫文辰
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Abstract

本发明公开了一种太阳能‑燃煤混合发电系统，8#低压加热器的管侧、7#低压加热器的管侧、6#低压加热器的管侧、5#低压加热器的管侧、3#高压加热器的管侧、2#高压加热器的管侧、1#高压加热器的管侧分别与太阳能集热系统相连连通，蒸汽发生器的壳侧及汽水分离器的壳侧与太阳能集热系统相连通，该系统能够避免配置蓄热装置，成本较低。

Description

一种太阳能-燃煤混合发电系统
技术领域
本发明属于燃煤发电机组领域，涉及一种太阳能-燃煤混合发电系统。
背景技术
目前，大部分电力是由化石燃料的燃烧产生的，另一方面，可再生能源的贡献很小。现阶段来看，对环境造成很大程度的影响，导致水污染和大气污染等情况发生。基于此，清洁能源的概念逐渐进入到人们的日常生活中。清洁能源主要有风能、太阳能和生物能等。对于发展中国家，对能源的消耗非常之大，尤其是煤炭能源的消耗更为巨大。根据相关研究资料结果显示，煤炭能源消耗占全球能源消耗的47.77％左右。因此，在很长的一段时间之内对火电有很大的依赖性。太阳能作为一种清洁能源，逐渐受到人们的广泛中重视。太阳能发电通过工作介质来吸收太阳能的热能，再由工作介质来推动发电设备来发电。单纯的太阳能发电在初期发展过程中，具有以下几个方面的缺点：1)成本过高；2)发电效率偏低。上述缺陷的存在使得太阳能发电的使用范围被限制，再加上太阳能发电方式受到昼夜变化的影响，需要大量的蓄热来维持正常的运行，因此需要额外配置蓄热装置，继而增加了投资成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种太阳能-燃煤混合发电系统，该系统能够避免配置蓄热装置，成本较低。
为达到上述目的，本发明所述的太阳能-燃煤混合发电系统包括凝汽器、隔离阀、省煤器、汽水分离器、混合阀、高压缸及太阳能集热系统；
凝汽器的出口依次经8#低压加热器的管侧、7#低压加热器的管侧、6#低压加热器的管侧、5#低压加热器的管侧、除氧器、3#高压加热器的管侧、2#高压加热器的管侧及1#高压加热器的管侧与隔离阀的一端相连通，隔离阀的另一端依次经省煤器的管侧入口相连通，省煤器的管侧出口与汽水分离器的入口相连通，汽水分离器的气体出口经混合阀与高压缸的入口相连通，汽水分离器的出水口经蒸汽发生器与汽水分离器的入口相连通；
8#低压加热器的管侧、7#低压加热器的管侧、6#低压加热器的管侧、5#低压加热器的管侧、3#高压加热器的管侧、2#高压加热器的管侧、1#高压加热器的管侧分别与太阳能集热系统相连连通，蒸汽发生器的壳侧及汽水分离器的壳侧与太阳能集热系统相连通。
所述太阳能集热系统包括1#太阳能加热器、2#太阳能加热器、3#太阳能加热器、4#太阳能加热器、5#太阳能加热器、6#太阳能加热器、7#太阳能加热器及太阳能抛物线集热器系统；
1#太阳能加热器的管侧与1#高压加热器的管侧并联连通；2#太阳能加热器的管侧与2#高压加热器的管侧并联连通；3#太阳能加热器的管侧与3#高压加热器的管侧并联连通；4#太阳能加热器的管侧与5#低压加热器的管侧并联连通；5#太阳能加热器的管侧与6#低压加热器的管侧并联连通；6#太阳能加热器的管侧与7#低压加热器的管侧并联连通；7#太阳能加热器的管侧与8#低压加热器的管侧并联连通；
太阳能抛物线集热器系统与蒸汽发生器的壳侧、汽水分离器的壳侧、1#太阳能加热器的壳侧、2#太阳能加热器的壳侧、3#太阳能加热器的壳侧、4#太阳能加热器的壳侧、5#太阳能加热器的壳侧、6#太阳能加热器的壳侧及7#太阳能加热器的壳侧。
太阳能抛物线集热器系统包括第一集热模块、第二集热模块及第三集热模块；
第一集热模块与蒸汽发生器的壳侧及汽水分离器的壳侧相连通；
第二集热模块与1#太阳能加热器的壳侧、2#太阳能加热器的壳侧及3#太阳能加热器的壳侧相连通；
第三集热模块与4#太阳能加热器的壳侧、5#太阳能加热器的壳侧、6#太阳能加热器的壳侧及7#太阳能加热器的壳侧相连通。
所述第一集热模块包括第一太阳能抛物线集热器及1#循环泵；
第一太阳能抛物线集热器的出口依次经蒸汽发生器的壳侧、省煤器的壳侧及1#循环泵与第一太阳能抛物线集热器的入口相连通。
所述第二集热模块包括第二太阳能抛物线集热器、第一输送管道及2#循环泵；
第二太阳能抛物线集热器的出口依次经第一输送管道及2#循环泵与第二太阳能抛物线集热器的入口相连通，1#太阳能加热器的壳侧、2#太阳能加热器的壳侧及3#太阳能加热器的壳侧分别并联于所述第一输送管道上。
所述第三集热模块包括第三太阳能抛物线集热器、第二输送管道及3#循环泵；
第三太阳能抛物线集热器的出口依次经第二输送管道及3#循环泵与第三太阳能抛物线集热器的入口相连通；
4#太阳能加热器的壳侧、5#太阳能加热器的壳侧、6#太阳能加热器的壳侧及7#太阳能加热器的壳侧分别并联于所述第二输送管道上。
高压缸的抽汽口与1#高压加热器的壳侧相连通，高压缸的排汽口与2#高压加热器的壳侧相连通；
还包括中压缸；中压缸的一段抽汽口与3#高压加热器的壳侧相连通，中压缸的二段抽汽口与除氧器的蒸汽入口相连通，中压缸的排汽口与5#低压加热器的壳侧相连通。
还包括低压缸，低压缸的一段抽汽口与6#低压加热器的壳侧相连通，低压缸的二段抽汽口与7#低压加热器的壳侧相连通，低压缸的三段抽汽口与8#低压加热器的壳侧相连通，低压缸的排汽口与凝汽器的入口相连通。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的太阳能-燃煤混合发电系统在具体操作时，当白天或者太阳光比较强时，利用太阳能集热系统替代蒸汽加热给水，以减少汽轮机的抽汽量，增加汽轮机做功；另一方面利用太阳能加热给水，增加进汽量，实现顶峰运行，实现肖峰填谷。在夜间时，利用蒸汽加热给水，实现机组宽负荷运行，提高机组运行安全，同时避免配置蓄热装置，成本较低，提高燃煤电厂的热经济性，降低资源消耗，提高原机组的热力性能，同时降低对天气的依赖性和太阳能的发电成本。与传统的燃煤机组相比，本发明能够改善环境污染，提高燃煤系统的发电系统性能。
附图说明
图1为本发明的结构图。
其中，1为高压缸、2为中压缸、3为低压缸、4为发电机、5为1#高压加热器、6为2#高压加热器、7为3#高压加热器、8为除氧器、9为5#低压加热器、10为6#低压加热器、11为7#低压加热器、12为8#低压加热器、13为凝汽器、14为凝结水泵、15为给水泵、16为1#太阳能加热器、17为2#太阳能加热器、18为3#太阳能加热器、19为4#太阳能加热器、20为5#太阳能加热器、21为6#太阳能加热器、22为7#太阳能加热器、23为省煤器、24为1#循环泵、25为2#循环泵、26为3#循环泵、27为汽水分离器、28为蒸汽发生器、29为隔离阀、30为第一太阳能抛物线集热器、31为混合阀。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的太阳能-燃煤混合发电系统包括高压缸1、中压缸2、低压缸3、发电机4、1#高压加热器5、2#高压加热器6、3#高压加热器7、除氧器8、5#低压加热器9、6#低压加热器10、7#低压加热器11、8#低压加热器12、凝汽器13、凝结水泵14、给水泵15、1#太阳能加热器16、2#太阳能加热器17、3#太阳能加热器18、4#太阳能加热器19、5#太阳能加热器20、6#太阳能加热器21、7#太阳能加热器22、省煤器23、1#循环泵24、2#循环泵25、3#循环泵26、汽水分离器27、蒸汽发生器28、隔离阀29、第一太阳能抛物线集热器30及混合阀31；
高压缸1的抽汽口与1#高压加热器5的壳侧相连通，高压缸1的排汽口与2#高压加热器6的壳侧相连通，中压缸2的一段抽汽口与3#高压加热器7的壳侧相连通，中压缸2的二段抽汽口与除氧器8的蒸汽入口相连通，中压缸2的排汽口与5#低压加热器9的壳侧相连通，低压缸3的一段抽汽口与6#低压加热器10的壳侧相连通，低压缸3的二段抽汽口与7#低压加热器11的壳侧相连通，低压缸3的三段抽汽口与8#低压加热器12的壳侧相连通，低压缸3的排汽口与凝汽器13的入口相连通，凝汽器13的出口依次经凝结水泵14、8#低压加热器12的管侧、7#低压加热器11的管侧、6#低压加热器10的管侧及5#低压加热器9的管侧与除氧器8的入口相连通，除氧器8的出口依次经给水泵15、3#高压加热器7的管侧、2#高压加热器6的管侧及1#高压加热器5的管侧与隔离阀29的一端相连通，隔离阀29的另一端依次经省煤器23的管侧入口相连通，省煤器23的管侧出口与汽水分离器27的入口相连通，汽水分离器27的气体出口经混合阀31与高压缸1的入口相连通，汽水分离器27的出水口经蒸汽发生器28与汽水分离器27的入口相连通。
第一太阳能抛物线集热器30的出口依次经蒸汽发生器28的壳侧、省煤器23的壳侧及1#循环泵24与第一太阳能抛物线集热器30的入口相连通。
1#太阳能加热器16的管侧与1#高压加热器5的管侧并联连通；2#太阳能加热器17的管侧与2#高压加热器6的管侧并联连通；3#太阳能加热器18的管侧与3#高压加热器7的管侧并联连通；4#太阳能加热器19的管侧与5#低压加热器9的管侧并联连通；5#太阳能加热器20的管侧与6#低压加热器10的管侧并联连通；6#太阳能加热器21的管侧与7#低压加热器11的管侧并联连通；7#太阳能加热器22的管侧与8#低压加热器12的管侧并联连通。
第二太阳能抛物线集热器的出口依次经第一输送管道及2#循环泵25与第二太阳能抛物线集热器的入口相连通。
第三太阳能抛物线集热器的出口依次经第二输送管道及3#循环泵26与第三太阳能抛物线集热器的入口相连通。
所述1#太阳能加热器16的壳侧、2#太阳能加热器17的壳侧及3#太阳能加热器18的壳侧分别并联于所述第一输送管道上。
4#太阳能加热器19的壳侧、5#太阳能加热器20的壳侧、6#太阳能加热器21的壳侧及7#太阳能加热器22的壳侧分别并联于所述第二输送管道上。
高低压加热器更换为太阳能加热器，同时更换现有燃料蒸汽发生器、省煤器及蒸发受热面为太阳能加热蒸发面及省煤器23。
其中，高压加热器及低压加热器由太阳能加热器取代，且省煤器23及蒸汽发生器28利用第一太阳能抛物线集热器30作为热源，1#太阳能加热器16、2#太阳能加热器17及3#太阳能加热器18利用第二太阳能抛物线集热器作为热源；4#太阳能加热器19、5#太阳能加热器20、6#太阳能加热器21及7#太阳能加热器22利用第三太阳能抛物线集热器作为热源，工作时，导热油经第一太阳能抛物线集热器30、第二太阳能抛物线集热器及第三太阳能抛物线集热器加热后作为热介质输出，需要说明的是导热油能够在抛物线集热管吸收集中的阳光，目前，可以得到的温度高达≈390·C左右。
带抛物线集热器的太阳能场也用于为太阳能蒸汽发生器提供热源，其中，省煤器23、汽水分离器27及蒸汽发生器28组成太阳能蒸汽发生器。
所述太阳能蒸汽发生器在部分取代现有燃料蒸汽发生器的省煤器及蒸发受热面。太阳能蒸汽发生器消耗太阳能热量，在第一太阳能抛物线集热器30接收，太阳能热能通过热油输送到太阳能蒸汽发生器，热油在循环泵的帮助下进行循环。
当白天或者太阳光比较强时，利用太阳能加热器加热给水，减少汽轮机的抽汽量，增加汽轮机做功；另一方面利用太阳能加热给水，增加进汽量，实现顶峰运行，实现肖峰填谷。
在夜间时，利用蒸汽预热太阳能加热器及蒸发汽，实现机组宽负荷运行，提高机组运行安全。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，包括凝汽器(13)、隔离阀(29)、省煤器(23)、汽水分离器(27)、混合阀(31)、高压缸(1)及太阳能集热系统；
凝汽器(13)的出口依次经8#低压加热器(12)的管侧、7#低压加热器(11)的管侧、6#低压加热器(10)的管侧、5#低压加热器(9)的管侧、除氧器(8)、3#高压加热器(7)的管侧、2#高压加热器(6)的管侧及1#高压加热器(5)的管侧与隔离阀(29)的一端相连通，隔离阀(29)的另一端依次经省煤器(23)的管侧入口相连通，省煤器(23)的管侧出口与汽水分离器(27)的入口相连通，汽水分离器(27)的气体出口经混合阀(31)与高压缸(1)的入口相连通，汽水分离器(27)的出水口经蒸汽发生器(28)与汽水分离器(27)的入口相连通；
8#低压加热器(12)的管侧、7#低压加热器(11)的管侧、6#低压加热器(10)的管侧、5#低压加热器(9)的管侧、3#高压加热器(7)的管侧、2#高压加热器(6)的管侧、1#高压加热器(5)的管侧分别与太阳能集热系统相连连通，蒸汽发生器(28)的壳侧及汽水分离器(27)的壳侧与太阳能集热系统相连通。
2.根据权利要求1所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，所述太阳能集热系统包括1#太阳能加热器(16)、2#太阳能加热器(17)、3#太阳能加热器(18)、4#太阳能加热器(19)、5#太阳能加热器(20)、6#太阳能加热器(21)、7#太阳能加热器(22)及太阳能抛物线集热器系统；
1#太阳能加热器(16)的管侧与1#高压加热器(5)的管侧并联连通；2#太阳能加热器(17)的管侧与2#高压加热器(6)的管侧并联连通；3#太阳能加热器(18)的管侧与3#高压加热器(7)的管侧并联连通；4#太阳能加热器(19)的管侧与5#低压加热器(9)的管侧并联连通；5#太阳能加热器(20)的管侧与6#低压加热器(10的管侧并联连通；6#太阳能加热器(21)的管侧与7#低压加热器(11)的管侧并联连通；7#太阳能加热器(22)的管侧与8#低压加热器(12)的管侧并联连通；
太阳能抛物线集热器系统与蒸汽发生器(28)的壳侧、汽水分离器(27)的壳侧、1#太阳能加热器(16)的壳侧、2#太阳能加热器(17)的壳侧、3#太阳能加热器(18)的壳侧、4#太阳能加热器(20)的壳侧、5#太阳能加热器(20)的壳侧、6#太阳能加热器(21)的壳侧及7#太阳能加热器(22)的壳侧。
3.根据权利要求2所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，太阳能抛物线集热器系统包括第一集热模块、第二集热模块及第三集热模块；
第一集热模块与蒸汽发生器(28)的壳侧及汽水分离器(27)的壳侧相连通；
第二集热模块与1#太阳能加热器(16)的壳侧、2#太阳能加热器(17)的壳侧及3#太阳能加热器(18)的壳侧相连通；
第三集热模块与4#太阳能加热器(20)的壳侧、5#太阳能加热器(20)的壳侧、6#太阳能加热器(21)的壳侧及7#太阳能加热器(22)的壳侧相连通。
4.根据权利要求3所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，所述第一集热模块包括第一太阳能抛物线集热器(30)及1#循环泵(24)；
第一太阳能抛物线集热器(30)的出口依次经蒸汽发生器(28)的壳侧、省煤器(23)的壳侧及1#循环泵(24)与第一太阳能抛物线集热器(30)的入口相连通。
5.根据权利要求3所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，所述第二集热模块包括第二太阳能抛物线集热器、第一输送管道及2#循环泵(25)；
第二太阳能抛物线集热器的出口依次经第一输送管道及2#循环泵(25)与第二太阳能抛物线集热器的入口相连通，1#太阳能加热器(16)的壳侧、2#太阳能加热器(17)的壳侧及3#太阳能加热器(18)的壳侧分别并联于所述第一输送管道上。
6.根据权利要求3所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，所述第三集热模块包括第三太阳能抛物线集热器、第二输送管道及3#循环泵(26)；
第三太阳能抛物线集热器的出口依次经第二输送管道及3#循环泵(26)与第三太阳能抛物线集热器的入口相连通；
4#太阳能加热器(19)的壳侧、5#太阳能加热器(20)的壳侧、6#太阳能加热器(21)的壳侧及7#太阳能加热器(22)的壳侧分别并联于所述第二输送管道上。
7.根据权利要求1所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，高压缸(1)的抽汽口与1#高压加热器(5)的壳侧相连通，高压缸(1)的排汽口与2#高压加热器(6)的壳侧相连通。
8.根据权利要求1所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，还包括中压缸(2)；中压缸(2)的一段抽汽口与3#高压加热器(7)的壳侧相连通，中压缸(2)的二段抽汽口与除氧器(8)的蒸汽入口相连通，中压缸(2)的排汽口与5#低压加热器(9)的壳侧相连通。
9.根据权利要求1所述的太阳能-燃煤混合发电系统，其特征在于，还包括低压缸(3)，低压缸(3)的一段抽汽口与6#低压加热器(10)的壳侧相连通，低压缸(3)的二段抽汽口与7#低压加热器(11)的壳侧相连通，低压缸(3)的三段抽汽口与8#低压加热器(12)的壳侧相连通，低压缸(3)的排汽口与凝汽器(13)的入口相连通。
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