[发明专利]一种光热熔盐蓄热光煤耦合系统及方法

说明书

本发明公开了一种光热熔盐蓄热光煤耦合系统及方法，包括光热熔盐蓄热设备；所述光热熔盐蓄热设备包括太阳能光热集热装置、熔盐蓄热罐和熔盐换热器，所述太阳能光热集热装置向所述熔盐蓄热罐传递热量，所述熔盐蓄热罐通过熔盐换热器向火电厂的热力系统提供热能，或反向从火电厂的抽汽系统中获取热量进行熔盐蓄热。本发明中，所述光热熔盐蓄热系统通过熔盐交换器与火电厂进行热量的交换，实现光煤耦合，可以有效利用光热资源，节约能源，可以在火电厂的用热高峰时辅助供热发电，反之则可以将火电厂的多余热能储存在熔盐中，待到用热高峰时供给火电厂使用，从而实现火电厂蓄热调峰调频。

技术领域

本发明涉及能源利用领域，具体涉及一种基于光热熔盐蓄热的光煤耦合系统及方法。

背景技术

随着全球能源消愈发紧张，人们对环境的关注日益加强。能源短缺和环境污染已经成为影响人们生活和制约社会发展的重要课题，世界各国都在努力开发清洁的新能源。太阳能作为一种清洁环保、储量无穷的自然能源，其在人类所利用的能源种类中所占比例变得越来越大。

光煤互补发电技术利用太阳能聚光集热器聚集太阳热能用于加热锅炉给水，从而替代燃煤电站的回热抽汽。该技术能够增加燃煤电站发电量或者降低燃料使用量，并能在一定程度上减少温室气体排放。

将太阳能与燃煤电站直接互补有望成为另外一种途径。光煤互补发电技术是利用槽式等聚光集热器产生300℃以下的中低温太阳热能，用来替代汽轮机回热抽汽，加热锅炉给水，从而减少汽轮机回热抽汽量，增加电站出功，降低煤耗和污染物排放。光煤互补系统的优势在于：第一，中低温聚光太阳能借助高容量高参数的汽轮机高效发电；第二，变辐照运行无需储能设备，当辐照变化时，可以通过调节抽汽流量实现系统稳定运行；第三，中低温聚光装置能采用聚光比小的集热器和廉价的导热油，从而减小镜场投资。

但目前的光煤互补发电技术仅考虑利用光热热源加热给水，仅仅能够起到锅炉省煤器的作用，无法实现储能调峰调频的功能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种光热熔盐蓄热光煤耦合系统及方法，可以实现与燃煤火力发电厂进行热耦合，节约能源，且能实现火电厂的储能调峰调频。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光热熔盐蓄热光煤耦合系统，包括光热熔盐蓄热设备；所述光热熔盐蓄热设备包括太阳能光热集热装置、熔盐蓄热罐和熔盐换热器，所述太阳能光热集热装置向所述熔盐蓄热罐传递热量，所述熔盐蓄热罐和熔盐换热器相互之间进行热量的传递；其中，所述熔盐换热器具有熔盐流道和热交换介质流道，所述熔盐流道具有熔盐进口和熔盐出口，所述热交换介质流道至少包括相互连通的吸热介质入口和放热介质出口，以及相互连通的蓄热蒸汽入口和放热后蒸汽出口；所述熔盐进口和熔盐出口分别连通于所述熔盐蓄热罐；所述吸热介质入口连通于吸热介质源，所述放热介质出口连通于火电厂的热力系统；所述蓄热蒸汽入口连通于所述火电厂的抽汽系统，所述放热后蒸汽出口连通于所述火电厂的热力系统。

进一步地，所述火电厂的热力系统包括燃煤火力发电机组的热力设备、给水管路、凝结水管路、高压加热器、低压加热器、除氧器和凝汽器。

进一步地，所述吸热介质源包括冷水、饱和蒸汽、锅炉给水、凝结水和热网回水中的一种或几种。

进一步地，所述熔盐蓄热罐的蓄热温度为50℃-1000℃。

进一步地，所述熔盐蓄热罐中，熔盐包括碱金属、碱土金属的卤化物、硅酸盐、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐中的任意一种或几种组合。

进一步地，所述熔盐换热器采用管壳式换热器、螺旋管式换热器、板式换热器中的任意一种。

进一步地，所述太阳能光热集热装置为碟式太阳能光热集热装置、槽式太阳能光热集热装置、塔式太阳能光热集热装置中的任意一种。