[发明专利]一种太阳能热互补联合循环发电系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能与燃气轮机联合发电技术领域，特别涉及一种太阳能热互补联合循环发电系统。

背景技术

一次能源的大量消耗，不仅造成了诸如雾霾等环境污染，同时还产生了大量温室气体CO₂，面对环境污染以及温室效应等全球性环境问题，各国在制定能源发展路线时，均将可再生能源作为发展重点。将太阳能热发电技术与成熟的常规发电技术整合，进行多能源互补发电，可降低开发利用太阳能的技术风险和经济风险，有效解决太阳能利用不稳定和蓄热技术不成熟等技术瓶颈问题，实现高效、低成本地利用太阳能，是太阳能热发电技术可持续发展的近中期阶段。

传统太阳能热互补联合循环系统以导热油或熔盐作为其槽式太阳能子系统的换热工质，槽式太阳能子系统集成温度受换热工质物性的限制；在槽式太阳能子系统启动运行时，需对换热工质进行电加热或抽汽加热以达到换热工质的最低启动运行温度；同时，换热工质长时间运行可分解产生氢气等气体，直接影响集热器的热效率。本发明提出了一种新型的太阳能热互补联合循环发电系统，与传统太阳能热互补联合循环系统相比，具有较高的热力学优势和经济性优势。

发明内容

本发明的目的在于提出一种太阳能热互补联合循环发电系统，其特征在于，燃机压气机1通过燃机燃烧室3与燃机透平2连接；燃机压气机1、燃机透平2、 第二发电机31共轴连接；燃机压气机1的出口经第五调节阀门29、气-水换热器32、冷空气压气机33、槽式聚光集热镜场34与燃机燃烧室3的入口连接；燃机透平2的出口与三压再热余热锅炉35的入口连接；汽轮机低压缸6的出口经冷凝器7、低压给水泵8、低压省煤器11、低压汽包22、低压蒸发器12、低压过热器16与汽轮机低压缸6的入口连接；低压省煤器11的出口经高压给水泵10、第一级高压省煤器13、第二级高压省煤器17、高压汽包24、高压蒸发器19、高压过热器21与汽轮机高压缸4的入口连接；高压给水泵10的出口经第一调节阀门25、气-水换热器32、第三调节阀门27与高压过热器21的入口连接；低压省煤器11的出口经中压给水泵9、中压省煤器14、中压汽包23、中压蒸发器15、中压过热器18与再热器20的入口连接；中压给水泵9的出口经第二调节阀门26、气-水换热器32、第四调节阀门28与再热器20的入口连接；汽轮机高压缸4的出口与再热器20的入口连接；再热器20的出口与汽轮机中压缸5的入口连接；汽轮机中压缸5的出口与汽轮机低压缸6的入口连接；汽轮机高压缸4、汽轮机中压缸5、汽轮机低压缸6、第一发电机30共轴连接。 

所述第五调节阀门29、气-水换热器32、冷空气压气机33、槽式聚光集热镜场34组成槽式太阳能子系统；槽式太阳能子系统以燃机压缩空气作为换热工质；燃机压气机1出口的燃机压缩空气通过第五调节阀29控制抽气流量，流经气-水换热器32放热冷却，在冷空气压气机33中升压后流经槽式聚光集热镜场34，吸收太阳能热量后回注到燃机燃烧室3中与燃料混合燃烧。

当太阳能热互补联合循环发电系统工作于中压集成方式下时，关闭第一调节阀门25和第三调节阀门27，中压给水泵9出口处的给水分成两股，一股流进中压省煤器14；另一股通过第二调节阀门26和第四调节阀门28控制，流经气-水换热器32吸收燃机压缩空气热量，达到与中压过热器18出口蒸汽相同温度 后，与中压过热器18的出口蒸汽、汽轮机高压缸4的排汽混合后进入再热器20再热。

当太阳能热互补联合循环发电系统工作于高压集成方式下时，关闭第二调节阀门26和第四调节阀门28，高压给水泵10出口处的给水分成两股，一股流进第一级高压省煤器13；另一股通过第一调节阀门25和第三调节阀门27控制，流经气-水换热器32吸收燃机压缩空气热量，达到与高压汽包24出口饱和蒸汽相同干度后，与高压汽包24出口饱和蒸汽混合后进入高压过热器21过热。

本发明的有益效果是针对传统太阳能热互补联合循环系统热力学优势和经济性优势不足的现状，提出了一种太阳能热互补联合循环发电系统，以燃机压缩空气作为换热工质，槽式太阳能子系统的集成温度不再受换热工质物性限制；避免了以导热油或熔盐作为换热工质时，槽式太阳能子系统启动需对换热工质加热而带来的能量损失；省去了膨胀箱等设备，简化了槽式太阳能子系统；集热后的空气注回燃机燃烧室，可保证较高的太阳能热转电效率；与传统太阳能热互补联合循环系统相比，具有较高的热力学优势和经济性优势。

附图说明

图1为本发明提出的太阳能热互补联合循环发电系统示意图。