[发明专利]一种太阳能辅助再热过热热力发电系统及减排扩容方法

说明书

技术领域

本发明涉及热力发电系统及太阳能技术，尤其涉及一种太阳能辅助再热过热热力发电系统及减排扩容方法。

背景技术

我国锅炉以燃煤为主，其中燃煤电站锅炉近年来向大容量、高参数方向快速发展，无论是生产制造还是运营管理均已接近国外先进水平;而燃煤工业锅炉保有量大、分布广、能耗高、污染重，能效和污染控制整体水平与国外相比有一定的差距，节能减排潜力巨大。截至2012年底，我国在用燃煤工业锅炉达46.7万台，总容量达178万蒸吨，年消耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消耗总量的18%以上。

随着全球环境保护意识的不断提高，节能减排战略的不断深入，工业排放标准越来越严格。大型燃煤电站通过“近零排放”技术，已实现对SO_x, NO_x,粉尘等污染物减排的有效控制。然而，随着全球温室气体排放公约的逐步实施，传统燃煤电站仍然面临CO₂减排的挑战。

而且，更值得注意的是，“近零排放”技术目前仅仅在大电站得到推广，对于300MW及以下燃煤机组的排放问题，目前并没有达到天然气标准。值得指出的是，目前我国大多数燃煤工业锅炉容量较小，单台平均容量仅为3.8吨/时，其中2吨/时以下台数占比达66.5%，10吨/时以下的燃煤工业锅炉大多没有配置有效的除尘装置，基本没有脱硫脱硝设施，排放超标严重，其污染排放问题亟待解决。“上大压小”、新型节能锅炉替代现有低效锅炉等是解决当前小锅炉污染排放采取的主要手段和方法。

然而，由于煤炭是一种全碳基化石燃料，现有的技术思路仍然无法实现对CO₂排放的有效减少。即使采用CO₂吸收技术，如何处理回收的CO₂也是面临的一个重大挑战。因此，最终实现CO₂的减小只能通过新能源替代技术和提高系统能效两种途径实现。

太阳能作为一种清洁可再生的能源，由于其能量密度较低，投资成本较高，经济性是其发展面临的主要阻力，但其在减少污染物排放具有重要意义。而与此同时，对现有小型电站进行淘汰也面临重大资产损耗问题，如何利用现有燃煤电站的系统设备，结合太阳能技术实现对现有机组污染物排放达标的同时，提高太阳能利用的经济性，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种太阳能辅助再热过热热力发电系统及减排扩容方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能辅助再热过热热力发电系统包括锅炉、烟气过热器、太阳能过热器、太阳能再热器、烟气再热器、汽轮机、发电机、冷凝器、循环泵；锅炉、烟气过热器、太阳能过热器、汽轮机、冷凝器、冷凝器、锅炉顺次连接构成环路，汽轮机低压缸入口、太阳能再热器、烟气再热器、汽轮机高压缸出口顺次连接构成环路，汽轮机与发电机相连。

另一种太阳能辅助再热过热热力发电系统包括锅炉、烟气过热器、太阳能过热器、太阳能再热器、烟气再热器、汽轮机、发电机、冷凝器、循环泵、过热蒸汽流量调节器、再热蒸汽流量调节器；烟气过热器与太阳能过热器并联后一端经汽轮机、冷凝器、循环泵、锅炉、过热蒸汽流量调节器一端顺次相连，过热蒸汽流量调节器另一端与烟气过热器与太阳能过热器并联后另一端相连，太阳能再热器与烟气再热器并联后一端经再热蒸汽流量调节器与汽轮机高压缸出口相连，另一端与汽轮机低压缸出口相连，汽轮机与发电机相连。

所述的太阳能过热器和太阳能再热器采用直接聚光蓄热或间接聚光蓄热两种结构；直接聚光蓄热结构包括过热/再热换热管、蓄热介质本体、吸热腔和聚光镜场；蓄热介质本体内部装有过热/再热换热管，蓄热介质本体的一端设有吸热腔，聚光镜场将太阳光聚焦到吸热腔内；间接聚光蓄热结构包括过热/再热换管、蓄热介质本体、吸热腔和聚光镜场、蓄热加热管、太阳能回路连接管；蓄热介质本体内部分别装有过热/再热换热管和蓄热加热管；吸热腔通过太阳能回路连接管与蓄热加热管构成循环回路；聚光镜场将太阳光聚焦到吸热腔内。所述的太阳能过热器和太阳能再热器为500℃~1300℃高温太阳能蓄热器，蓄热工质包括高温熔岩和石墨。