[实用新型]太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置

权利要求书

1.太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置，包括槽式太阳能热发电系统，主要由聚光阵列及其控制装置、储热罐、传热介质、蒸发器、压力泵组成；还包括风电系统，光伏发电系统；还包括半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电系统，由主涡轮透平、副涡轮透平、燃烧室、回热器、换热器、主压气机、副压气机、冷凝器、汽水分离装置、二氧化碳气包、储水罐、发电机组、压力泵、三通阀、二氧化碳气体管道、燃气储气柜，天然气接口、控制系统组成；还包括电解水制氢和甲烷制备装置、含氧气储罐、氢气储罐、换热器、冷凝器、空分机组、氮气储罐、氩气储罐、压力泵；还包括蒸汽朗肯循环发电系统含蒸发器、涡轮透平、发电机组、冷凝器、压力泵、除氧装置；以及为交流电配置的电源整流器连接电解水制氢装置；还包括碳烃制备、氨制备及碳酸氢氨、尿素生产设备，其特征在于：槽式太阳能聚光阵列出口通过三通阀连接高温换热器的进口，同时连接储热罐进口，对应的高温换热器出口连接三通阀进口，三通阀两个出口分别连接储热罐进口和蒸发器进口，储热罐出口通过三通阀分别连接两个压力泵的进出口，其中蒸发器出口连接压力泵进口，压力泵出口与储热罐出口的三通阀一端连接，三通阀另一端出口连接压力泵进口，压力泵出口连接槽式太阳能聚光阵列进口，完成光热转换和互补储热循环；蒸发器蒸汽发生端出口连接换热器过热蒸汽进口端，其出口顺序连接蒸汽涡轮透平、冷凝器、压力泵以及补水三通阀和蒸发器，实现蒸汽朗肯循环发电；所述半闭式超临界二氧化碳燃气布雷顿热发电系统的燃烧室一端出口连接主、副涡轮透平进口，主涡轮透平同轴驱动发电机，主涡轮透平出口连接换热器一端进口，换热器出口连接回热器出口和冷凝器进口，冷凝出口连接汽水分离装置，汽水分离装置出口分别连接储水罐和二氧化碳汽包；二氧化碳汽包出口分别连接压气机进口和压力泵进口，压力泵出口分别连接碳烃制备、氨制备及碳酸氢氨、尿素生产设备进口；压气机出口连接回热器进口，回热器出口连接换热器进口，对应的出口连接燃烧室进口，以输送加压后的高温二氧化碳气；燃烧室另两个进口分别连接氧气罐出口和存储天然气的储气柜出口，副涡轮透平同轴带动发电机和压气机运转；汽水分离的水进入储水罐，储水罐一端连接压力泵，压力泵出口连接换热器进口，相对应的出口连接电解水制氢装置进行电解制氢制氧；制取的氧气和空分装置制备的氧气通过气体管道连接氧气储罐，氧气储罐出口连接至燃烧室与甲烷混合燃烧；制取的氢气通过氢气储罐和气体管道分别连接碳烃制备、氨制备及碳酸氢氨、尿素生产设备进口；储气柜另一进口连接天然气输送管道；储气柜出口连接燃烧室，输送天然气或与甲烷气两者的混合气体；燃烧室出口连接主、副涡轮透平进口，实现半闭式超临界二氧化碳燃气布雷顿互补热发电循环；电解水制氢装置连接电源整流器，电源整流器接收来自太阳能、风能可再生能源电力，或电网超负载过剩电力；储水罐另一端或接入朗肯蒸汽热发电装置进行补水；空分装置出产的氮气存氮气储罐，氮气储罐和氢气储罐出口连接氨制备装置，氨制备的氨气或液态氨或作为商品原料直接输出，或分别连接碳酸氢铵和尿素生产设备生产碳氨类化肥或烃类化工产品；

1)所述槽式太阳能热发电系统可用塔式、菲涅尔式、碟式太阳能热发电系统替代；

2)所述储热罐系填充式储热装置，或成型的耐高温水泥储热装置；

3)所述传热介质为导热油、或高温硅油、或低结晶点熔盐；

4)所述电解水制氢装置为固体氧化物电解制氢装置(SOEC)；或聚合物(SPE)制氢设备；或高温电解水制氢装置；或碱性电解水制氢装置；

5)所述天然气可用沼气、煤层气、煤制气、生物质气、合成气、可燃冰气作替代；或烷烃类液态燃料包括甲醇、乙醇、二甲醚、液化天然气、液化石油气替代。

2.根据权利要求1所述太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置，其特征在于：不设置槽式太阳能热发电系统，但保留蒸汽透平发电装置、半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电系统、加氢甲烷化制备装置、碳酸氢铵和尿素生产设备。