[发明专利]一种带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统

说明书

本发明公开了属于太阳能发电领域的一种带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统。该系统是在传统的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统的再热蒸汽太阳能换热器和熔融盐换热器的输出接入冷罐，然后冷罐通过3#泵接到塔式太阳能集热镜场的集热器上，塔式太阳能集热镜场的集热器输出与热罐连接，热罐再通过1#泵、2#泵与再热蒸汽太阳能换热器和熔融盐换热器的输入端连接构成。本发明提出的带蓄能的集成方式是吸收了太阳能的高温熔盐加热部分工质水为主蒸汽，并与锅炉产生的主蒸汽混合共同驱动汽轮机发电，太阳能替代锅炉系统的一部分再热器热负荷，减小对原电站系统的影响；并使系统的输出更稳定，使耦合系统的稳定性和灵活性大幅度提高。

技术领域

本发明属于太阳能发电领域，特别涉及一种带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统。

背景技术

中国煤炭储量丰富且成本较低，故煤电依然占据发电的主要地位，但是这种燃烧化石燃料的发电方式对生态环境产生破坏，造成全球变暖等问题，对新能源的利用可以缓解并减少煤电对环境的负面影响。太阳能储量丰富并且太阳能热电站已有不同成熟度的应用，塔式太阳能热发电热效率较高且成熟度仅次于槽式太阳能热发电。考虑到两点，一是单独的太阳能热电站的一次性投入极大且热转功效率较低(塔式系统平均效率20～35％)，二是煤电在发电系统中的占比呈下降趋势，面临去产能或者转型，并且更多的火电加入调峰，将太阳能耦合进传统煤电中，不仅能够节能减排，促进环保和可持续发展，平稳过渡能源结构转型，也能减少太阳能发电的初期投资高。但是传统的太阳能光热耦合燃煤发电系统在太阳能辐照波动影响下输出不能维持较高程度稳定，且耦合方式上灵活性欠缺。

发明内容

本发明的目的是提出一种带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统是在式太阳能光热耦合燃煤发电系统的再热蒸汽太阳能换热器EX1和熔融盐换热器的输出接入冷罐，然后冷罐通过3#泵接到塔式太阳能集热镜场的集热器上，塔式太阳能集热镜场的集热器输出与热罐连接，热罐再通过1#泵、2#泵与再热蒸汽太阳能换热器EX1和熔融盐换热器的输入端连接；其中，塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统是塔式太阳能集热镜场直接与再热蒸汽太阳能换热器EX1和熔融盐换热器连接构成；并以此作为带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统的参比系统。

所述汽轮机机组选择东方汽轮机有限公司的NZK660-24.2/566/566型抽汽凝气汽轮机。

所述带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统的耦合发电方法：其特征在于，选取熔融盐作为塔式太阳能集热镜场与燃煤发电系统的耦合发电换热工质；熔融盐吸收塔式太阳能集热镜场的辐射热后，变成高温熔融盐，高温熔融盐先进入热罐储存，热罐中的高温熔融一部分通过1#泵进入熔融盐换热器，加热高压给水；另一部分通过2#泵进入再热蒸汽太阳能换热器(EX1)加热再热冷端蒸汽，被加热的高压给水变成蒸汽后与锅炉产生的主蒸汽混合进入高压缸做功，被加热的再热冷端蒸汽进入锅炉继续吸热变为热再热蒸汽后进入中压缸做功；从热罐输出换热后的低温熔融盐储存在冷罐中，冷罐输出的低温熔融盐通过3#泵返回塔式太阳能集热镜场的集热器，吸收塔式太阳能集热镜场的辐射热，接着循环，从而实现带蓄能的塔式太阳能光热耦合燃煤发电系统的耦合发电；

具体耦合发电过程如下：从HP1#-3#高压给水加热器出来的被加热的高压给水分为两部分，一部分直接进入锅炉，产生一部分过热蒸汽，这部分蒸汽驱动汽轮机在75％THA工况下工作；另外一部分进入熔融盐换热器吸热后转变为达到主汽参数的过热蒸汽，与前一股蒸汽汇合后构成主汽进入汽轮机高压缸做功，该过热蒸在汽轮机高压缸做功后依次经过中压缸、低压缸后驱动发电机发电，完成电站的常规循环；经过常规循环的低温蒸汽再分别在除氧器、凝汽器、LP1#-4#低压给水加热器和HP1#-3#高压给水加热器中循环，被加热，实现再热蒸汽的耦合循环；其中LP4#低压给水加热器的抽汽来自轴封抽汽；