CN201513205U - 一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，该装置包括热能循环系统、发电系统和冷却系统，其中热能循环系统包括两条平行的填充有热能循环系统工质的闭合的供热回路，其一为设有太阳能传热装置的太阳能供热回路，其二为设有生物质能传热装置和风能传热装置的复合供热回路；这两条平行供热回路汇合后通向循环工质膨胀箱，然后供热回路依次通过蒸汽过热增压器、蒸汽发生器和冷凝水加热器传热交换。根据整体系统对热能的要求以及太阳能和风能对系统的能量提供情况，调控生物质能的燃烧供热系统，从而保证整体系统热能的可控供应，减少电网侧的匹配压力，使得利用太阳能和风能既得到综合的利用，又实现了规模化的发电。

Description

一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置
技术领域
本实用新型属于利用新能源发电技术领域，涉及太阳能、风能的综合利用，特别涉及一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电系统。
背景技术
随着环境的恶化和化石燃料价格的不断上扬，世界各国都在大力鼓励发展新能源，电力能源结构的调整已经不可避免。以风力发电和太阳能为代表的新能源发展异常迅速，但是这些新能源一般都是以单一发电形式出现，带有一些较为明显的缺陷。
风力发电利用风作为能量来源，依靠风力发出的电频率与叶轮的转速直接相关，受风力大小影响电频率不能保持稳定不变；而且风资源难以精确预测，发电不可控制，发电量常常波动，给当地电网造成很大的压力。利用太阳能源也有类似难以精确预测和发电不可控制的缺陷。
实用新型内容
本实用新型解决的问题在于克服新能源单一利用难以取得发电规模效应的缺陷，提供一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，取得发电规模效应，同时其发电量和频率可以预测和控制，减少电网侧的匹配压力。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，包括热能循环系统、发电系统和冷却系统；发电系统包括带有发电机的汽轮机，汽轮机通过管道依次与凝汽器、动力循环系统循环泵、冷凝水加热器连接；冷却系统由空冷岛、冷却系统循环泵和通过冷凝器的循环回路构成；
热能循环系统包括两条平行的填充有热能循环系统工质的闭合的供热回路，其一为设有太阳能传热装置的太阳能供热回路，其二为设有生物质能传热装置和风能传热装置的复合供热回路；这两条平行供热回路汇合后通向循环工质膨胀箱，然后供热回路依次通过蒸汽过热增压器、蒸汽发生器和冷凝水加热器传热交换；热能循环系统工质在设置在供热回路的热能循环系统循环泵驱动下进入传热装置加热。
所述的热能循环系统、发电系统和冷却系统的循环工质互相独立。
所述的太阳能传热装置包括由槽型抛物面聚光集热器经过串联或并联组成太阳能集热器，太阳能集热器收集的太阳能通过热管换热器加热热能循环系统工质；
所述的生物质能传热装置包括生物质燃烧器和加热热能循环系统工质的换热器；
所述的风能传热装置包括风力发电机组，风力发电机组发出电能经过带有电阻丝的换热器加热热能循环系统工质，风电传热装置设在生物质能传热装置的下游。
与现有技术相比，本实用新型提供的风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，其热能循环系统包括两条平行的供热回路；这两条供热回路包括三种形式的能源供热，分别为太阳能形式、风能形式和生物质能形式，通过不同的传热装置传递能量加热热能循环系统工质；其中，风能和生物质能形式连接成复合供热回路，太阳能形式单独构成太阳能供热回路；
由于太阳能、风能的不可控性，其发电量和频率难以预测和控制；根据整体系统对热能的要求以及太阳能和风能对系统的能量提供情况，调控生物质能的燃烧供热系统，从而保证整体系统热能的可控供应，减少电网侧的匹配压力，满足规模发电的并网要求，使得利用太阳能和风能即得到综合的利用，又实现了规模化的发电。
附图说明
图1为本实用新型的连接示意图。
其中：1为热管换热器；2为太阳能集热器；3为风力发电机组；4为循环工质膨胀箱；5为蒸汽过热增压器；6为汽轮机；7为发电机；8为变压器；9为电网；10为空冷岛；11为冷却系统循环泵；12为冷凝器；13为动力循环系统循环泵；14为蒸汽发生器；15为冷凝水加热器；16为带有电阻丝的换热器；17为生物质能传热装置；18为热能循环系统循环泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
参见图1，一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，包括热能循环系统、发电系统和冷却系统；三个循环系统的循环工质相互独立；
热能循环系统包括两条平行的填充有热能循环系统工质的闭合的供热回路，其一为设有太阳能传热装置的太阳能供热回路，所述的太阳能传热装置包括由槽型抛物面聚光集热器经过串联或并联组成太阳能集热器2，太阳能集热器2收集的太阳能通过与之相连接的热管换热器1加热热能循环系统工质；
其二为设有生物质能传热装置和风能传热装置的复合供热回路；所述的生物质能传热装置17包括生物质燃烧器和加热热能循环系统工质的换热器；所述的风能传热装置包括风力发电机组3，风力发电机组3发出电能经过带有电阻丝的换热器16加热热能循环系统工质；风电传热装置设在生物质能传热装置的下游；
这两条平行供热回路汇合后通向循环工质膨胀箱4，循环工质膨胀箱4维护了工质热胀冷缩效应并提供对工质必要处理的空间；然后供热回路依次通过蒸汽过热增压器5、蒸汽发生器14和冷凝水加热器15传热交换；
供热回路上还设有驱动热能系统循环工质的热能循环系统循环泵18；
发电系统包括带有发电机7的汽轮机6，汽轮机6通过管道依次与凝汽器12、动力循环系统循环泵13、冷凝水加热器15连接；发电机7与变压器8连接后接入电网9；
冷却系统由空冷岛10、冷却系统循环泵11和通过冷凝器12的循环回路构成。
本实用新型的工作流程如下：
太阳能集热器1吸收太阳能同时通过热管换热器2把热量传输给热能循环系统工质，风力发电机组3发出电能经过带有电阻丝的换热器16把电能转换成热能并传输给热能循环系统工质，热能循环系统循环泵18驱动热能系统循环。根据整体系统对热能的要求以及太阳能和风能对系统的能量提供情况，调控生物质能传热装置17的供热，从而保证整体系统热能的可控供应。
在蒸汽发生器14中，热能循环系统提供的能量把加热过的冷凝水变为蒸汽，蒸汽在蒸汽过热增压器5进一步吸收能量，达到汽轮机6运行的工况参数，蒸汽在汽轮机6中做功膨胀，驱动发电机7发电，发出的电经过变压器8调压后直接输入电网9。由于本发明通过对加热循环系统的控制，实现发电量和发电频率的稳定，减少电网侧的匹配压力，实现利用太阳能和风能的规模发电。
在汽轮机6做过功的蒸汽在冷凝器12中凝结为液体水，冷凝水经过冷凝水加热器15预热后进入蒸汽发生器14转换为蒸汽完成一个循环，动力循环系统循环泵13驱动动力系统循环。
冷却系统在空冷岛10中把从冷凝器12吸收的热量排放出去，冷却系统是由冷却系统循环泵11驱动。
热能循环系统、发电系统和冷却系统三个循环系统根据发电负荷通过DCS进行参数调整从而集成为一个整体新能源发电系统。

Claims (5)

1.一种风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，包括热能循环系统、发电系统和冷却系统；发电系统包括带有发电机(7)的汽轮机(6)，汽轮机(6)通过管道依次与凝汽器(12)、动力循环系统循环泵(13)、冷凝水加热器(15)连接；冷却系统由空冷岛(10)、冷却系统循环泵(11)和通过冷凝器(12)的循环回路构成；其特征在于，热能循环系统包括两条平行的填充有热能循环系统工质的闭合的供热回路，其一为设有太阳能传热装置的太阳能供热回路，其二为设有生物质能传热装置(17)和风能传热装置的复合供热回路；这两条平行供热回路汇合后通向循环工质膨胀箱(4)，然后供热回路依次通过蒸汽过热增压器(5)、蒸汽发生器(14)和冷凝水加热器(15)传热交换，热能循环系统工质在设置在供热回路的热能循环系统循环泵(18)驱动下进入传热装置加热。
2.如权利要求1所述的风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，其特征在于，所述的热能循环系统、发电系统和冷却系统的循环工质互相独立。
3.如权利要求1所述的风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，其特征在于，所述的太阳能传热装置包括由槽型抛物面聚光集热器经过串联或并联组成太阳能集热器(2)，太阳能集热器(2)收集的太阳能通过与之相连的热管换热器(1)加热热能循环系统工质。
4.如权利要求1所述的风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，其特征在于，所述的生物质能传热装置(17)包括生物质燃烧器和加热热能循环系统工质的换热器。
5.如权利要求1所述的风能、太阳能和生物质能综合利用的发电装置，其特征在于，所述的风能传热装置包括风力发电机组(3)，风力发电机组发出电能经过带有电阻丝的换热器(16)加热热能循环系统工质，风电传热装置设在生物质能传热装置的下游。
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