一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱力發(fā)電系統(tǒng)及太陽能技術(shù)，尤其涉及一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鍋爐以燃煤為主，其中燃煤電站鍋爐近年來向大容量、高參數(shù)方向快速發(fā)展，無論是生產(chǎn)制造還是運營管理均已接近國外先進(jìn)水平；而燃煤工業(yè)鍋爐保有量大、分布廣、能耗高、污染重，能效和污染控制整體水平與國外相比有一定的差距，節(jié)能減排潛力巨大。截至2012年底，我國在用燃煤工業(yè)鍋爐達(dá)46.7萬臺，總?cè)萘窟_(dá)178萬蒸噸，年消耗原煤約7億噸，占全國煤炭消耗總量的18%以上。
[0003]隨著全球環(huán)境保護(hù)意識的不斷提高，節(jié)能減排戰(zhàn)略的不斷深入，工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。大型燃煤電站通過“近零排放”技術(shù)，已實現(xiàn)對S0X，NOx，粉塵等污染物減排的有效控制。然而，隨著全球溫室氣體排放公約的逐步實施，傳統(tǒng)燃煤電站仍然面臨0)2減排的挑戰(zhàn)。
[0004]而且，更值得注意的是，“近零排放”技術(shù)目前僅僅在大電站得到推廣，對于300MW及以下燃煤機(jī)組的排放問題，目前并沒有達(dá)到天然氣標(biāo)準(zhǔn)。值得指出的是，目前我國大多數(shù)燃煤工業(yè)鍋爐容量較小，單臺平均容量僅為3.8噸/時，其中2噸/時以下臺數(shù)占比達(dá)66.5%，10噸/時以下的燃煤工業(yè)鍋爐大多沒有配置有效的除塵裝置，基本沒有脫硫脫硝設(shè)施，排放超標(biāo)嚴(yán)重，其污染排放問題亟待解決。“上大壓小”、新型節(jié)能鍋爐替代現(xiàn)有低效鍋爐等是解決當(dāng)前小鍋爐污染排放采取的主要手段和方法。
[0005]然而，由于煤炭是一種全碳基化石燃料，現(xiàn)有的技術(shù)思路仍然無法實現(xiàn)對CO2排放的有效減少。即使采用0)2吸收技術(shù)，如何處理回收的CO2也是面臨的一個重大挑戰(zhàn)。因此，最終實現(xiàn)0)2的減小只能通過新能源替代技術(shù)和提高系統(tǒng)能效兩種途徑實現(xiàn)。
[0006]太陽能作為一種清潔可再生的能源，由于其能量密度較低，投資成本較高，經(jīng)濟(jì)性是其發(fā)展面臨的主要阻力，但其在減少污染物排放具有重要意義。而與此同時，對現(xiàn)有小型電站進(jìn)行淘汰也面臨重大資產(chǎn)損耗問題，如何利用現(xiàn)有燃煤電站的系統(tǒng)設(shè)備，結(jié)合太陽能技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)有機(jī)組污染物排放達(dá)標(biāo)的同時，提高太陽能利用的經(jīng)濟(jì)性，具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、煙氣過熱器、太陽能過熱器、太陽能再熱器、煙氣再熱器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、循環(huán)泵；鍋爐、煙氣過熱器、太陽能過熱器、汽輪機(jī)、冷凝器、冷凝器、鍋爐順次連接構(gòu)成環(huán)路，汽輪機(jī)低壓缸入口、太陽能再熱器、煙氣再熱器、汽輪機(jī)高壓缸出口順次連接構(gòu)成環(huán)路，汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連。
[0010]另一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、煙氣過熱器、太陽能過熱器、太陽能再熱器、煙氣再熱器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、循環(huán)泵、過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器、再熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器；煙氣過熱器與太陽能過熱器并聯(lián)后一端經(jīng)汽輪機(jī)、冷凝器、循環(huán)泵、鍋爐、過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器一端順次相連，過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器另一端與煙氣過熱器與太陽能過熱器并聯(lián)后另一端相連，太陽能再熱器與煙氣再熱器并聯(lián)后一端經(jīng)再熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器與汽輪機(jī)高壓缸出口相連，另一端與汽輪機(jī)低壓缸出口相連，汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連。
[0011]所述的太陽能過熱器和太陽能再熱器采用直接聚光蓄熱或間接聚光蓄熱兩種結(jié)構(gòu)；直接聚光蓄熱結(jié)構(gòu)包括過熱/再熱換熱管、蓄熱介質(zhì)本體、吸熱腔和聚光鏡場；蓄熱介質(zhì)本體內(nèi)部裝有過熱/再熱換熱管，蓄熱介質(zhì)本體的一端設(shè)有吸熱腔，聚光鏡場將太陽光聚焦到吸熱腔內(nèi)；間接聚光蓄熱結(jié)構(gòu)包括過熱/再熱換管、蓄熱介質(zhì)本體、吸熱腔和聚光鏡場、蓄熱加熱管、太陽能回路連接管；蓄熱介質(zhì)本體內(nèi)部分別裝有過熱/再熱換熱管和蓄熱加熱管；吸熱腔通過太陽能回路連接管與蓄熱加熱管構(gòu)成循環(huán)回路；聚光鏡場將太陽光聚焦到吸熱腔內(nèi)。所述的太陽能過熱器和太陽能再熱器為500°c ~1300°C高溫太陽能蓄熱器，蓄熱工質(zhì)包括高溫熔巖和石墨。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:
[0013]I)利用太陽能蓄熱換熱器作為再熱器和過熱器，增加現(xiàn)有熱力發(fā)電系統(tǒng)的過熱面和再熱面，實現(xiàn)對燃煤的部分替代，達(dá)到減排的目的；
[0014]2)本系統(tǒng)對現(xiàn)有電站系統(tǒng)的改動很小，而且，太陽能系統(tǒng)的增加并沒有引起新系統(tǒng)運行穩(wěn)定性對太陽能不連續(xù)性的依賴性，在保證太陽能充分利用的同上，也保證了原有系統(tǒng)的獨立運行；
[0015]3)本系統(tǒng)通過太陽能蓄熱，作為一個獨立單元，還可實現(xiàn)利用太陽能實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)峰谷供能的功能。
【附圖說明】
[0016]圖1(a)是太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)示意圖(串聯(lián))；
[0017]圖1(b)是太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)示意圖(并聯(lián))；
[0018]圖2(a)是直接聚光蓄熱式太陽能過熱器/再熱器示意圖；
[0019]圖2(b)是間接聚光蓄熱式太陽能過熱器/再熱器示意圖；
[0020]圖中:鍋爐1、煙氣過熱器2、太陽能過熱器3、太陽能再熱器4、煙氣再熱器5、汽輪機(jī)6、發(fā)電機(jī)7、冷凝器8、循環(huán)泵9、過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器10、再熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器11、過熱/再熱換熱管12、蓄熱介質(zhì)本體13、吸熱腔14、聚光鏡場15、蓄熱加熱管16、太陽能回路連接管17。
【具體實施方式】
[0021]如圖1(a)所示，一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐1、煙氣過熱器2、太陽能過熱器3、太陽能再熱器4、煙氣再熱器5、汽輪機(jī)6、發(fā)電機(jī)7、冷凝器8、循環(huán)泵9 ；鍋爐1、煙氣過熱器2、太陽能過熱器3、汽輪機(jī)6、冷凝器8、冷凝器9、鍋爐I順次連接構(gòu)成環(huán)路，汽輪機(jī)6低壓缸入口、太陽能再熱器4、煙氣再熱器5、汽輪機(jī)6高壓缸出口順次連接構(gòu)成環(huán)路，汽輪機(jī)6與發(fā)電機(jī)7相連。
[0022]如圖1(b)所示，另一種太陽能輔助再熱過熱熱力發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐1、煙氣過熱器2、太陽能過熱器3、太陽能再熱器4、煙氣再熱器5、汽輪機(jī)6、發(fā)電機(jī)7、冷凝器8、循環(huán)泵9、過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器10、再熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器11 ;煙氣過熱器2與太陽能過熱器3并聯(lián)后一端經(jīng)汽輪機(jī)6、冷凝器8、循環(huán)泵9、鍋爐1、過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器10—端順次相連，過熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器10另一端與煙氣過熱器2與太陽能過熱器3并聯(lián)后另一端相連，太陽能再熱器4與煙氣再熱器5并聯(lián)后一端經(jīng)再熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器11與汽輪機(jī)6高壓缸出口相連，另一端與汽輪機(jī)6低壓缸出口相連，汽輪機(jī)6與發(fā)電機(jī)7相連。
[0023]如圖2 (a)、圖2 (b)所示，所述的太陽能過熱器3和太陽能再熱器4采用直接聚光蓄熱或間接聚光蓄熱兩種結(jié)構(gòu)；直接聚光蓄熱結(jié)構(gòu)包括過熱/再熱換熱管12、蓄熱介質(zhì)本體13、吸熱腔14和聚光鏡場15 ;蓄熱介質(zhì)本體13內(nèi)部裝有過熱/再熱換熱管12,蓄熱介質(zhì)本體13