[實用新型]太陽能發(fā)電與火力發(fā)電復(fù)合的汽輪發(fā)電機組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120008003.1
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN201924972U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫銳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力工程顧問集團公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F03G6/06;F01D17/00;F01K13/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 黃燦;郭海彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及火力發(fā)電和太陽能蒸汽發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種太陽能發(fā)電與火力發(fā)電復(fù)合的汽輪發(fā)電機組。

背景技術(shù)

火力發(fā)電技術(shù)是將燃料的化學(xué)能通過熱功轉(zhuǎn)換方法變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)，其過程如下：首先通過鍋爐將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成蒸汽的熱能，然后再通過蒸汽輪機將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動機械能，最后再通過發(fā)電機將轉(zhuǎn)動機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋D1是現(xiàn)有的火力發(fā)電汽輪發(fā)電機組及系統(tǒng)的示意圖，如圖1所示，燃料在鍋爐1中燃燒放熱，將鍋爐中的水變成高溫、高壓的蒸汽，蒸汽通過管道被送入汽輪機的高壓缸2、中壓缸3和低壓缸4內(nèi)進(jìn)行膨脹做功，使汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動并帶動發(fā)電機5轉(zhuǎn)動發(fā)出電能。做完工的蒸汽從汽輪機低壓缸4中排出，被凝汽器6冷卻后凝結(jié)成水，通過熱力系統(tǒng)中的凝結(jié)水泵7、低壓加熱器8、除氧器及水箱9后，被給水泵10連續(xù)的打入鍋爐(其中途經(jīng)高壓加熱器11)，形成了一個完整的熱力循環(huán)。通過控制汽輪機的進(jìn)汽流量和增減鍋爐的燃料量可以方便的控制汽輪發(fā)電機的功率輸出，滿足電力系統(tǒng)的發(fā)電功率及電力品質(zhì)的要求。

太陽能蒸汽發(fā)電技術(shù)是將太陽能通過熱功轉(zhuǎn)換方法變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)，其過程如下：首先通過集熱系統(tǒng)將太陽的輻射能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能，然后通過換熱將工質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樗羝臒崮埽詈笤偻ㄟ^蒸汽輪機和發(fā)電機將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑘D2是現(xiàn)有的太陽能蒸汽發(fā)電機組及系統(tǒng)的示意圖，如圖2所示(圖中僅以槽式集熱器為例)，集熱器13利用太陽的輻射能來加熱耐高溫油，再利用高溫油的熱量在蒸發(fā)器16中將水轉(zhuǎn)化為蒸汽、在過熱器15中將蒸汽過熱升溫，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機20中膨脹做功，使汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動并帶動發(fā)電機5轉(zhuǎn)動從而發(fā)出電能。由于太陽的輻射能是隨著季節(jié)、晝夜、云量等因素的變化而時時變化的，因此，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)必須要配套建設(shè)大容量的儲能系統(tǒng)21，還需要在系統(tǒng)中增加輔助燃料鍋爐23和輔助燃料加熱器22，才能夠使汽輪發(fā)電機組穩(wěn)定、連續(xù)的運行，并滿足汽輪發(fā)電機組輸出電功率的可調(diào)節(jié)要求。由于大容量的儲能系統(tǒng)和輔助燃料鍋爐系統(tǒng)使太陽能熱發(fā)電工程的投資大幅度增加，嚴(yán)重影響了太陽能熱發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種太陽能發(fā)電與火力發(fā)電復(fù)合的汽輪發(fā)電機組，能夠在沒有儲能系統(tǒng)的情況下使太陽能的汽輪發(fā)電機組穩(wěn)定、連續(xù)的運行，并滿足汽輪發(fā)電機組輸出電功率的可調(diào)節(jié)要求，解決太陽能熱發(fā)電工程的投資大、難以推廣的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種太陽能發(fā)電與火力發(fā)電復(fù)合的汽輪發(fā)電機組，包括：

用于通過燃料獲得高溫蒸汽、通過蒸汽推動火電汽輪機進(jìn)行發(fā)電的火力發(fā)電系統(tǒng)；

用于通過太陽能獲得高溫蒸汽、通過蒸汽推動太陽能發(fā)電汽輪機進(jìn)行發(fā)電的太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)；

所述太陽能發(fā)電汽輪機與所述火電汽輪機同軸設(shè)置，共用一臺發(fā)電機，構(gòu)成了復(fù)合汽輪發(fā)電機組，所述復(fù)合汽輪發(fā)電機組的功率調(diào)節(jié)由所述火力發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成。

優(yōu)選地，上述的汽輪發(fā)電機組中，所述太陽能發(fā)電汽輪機排出的蒸汽進(jìn)入到所述火力發(fā)電系統(tǒng)的凝汽器，所述火力發(fā)電系統(tǒng)與所述太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)共用所述凝汽器、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除氧器及水箱。

優(yōu)選地，上述的汽輪發(fā)電機組中，還包括：當(dāng)所述太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)出的蒸汽溫度急劇變化時，利用所述火電汽輪機的抽汽對所述太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)蒸汽溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

優(yōu)選地，上述的汽輪發(fā)電機組中，還包括：當(dāng)太陽蒸汽發(fā)電系統(tǒng)停止運行時，利用火電汽輪機中壓缸的排汽進(jìn)入所述太陽能發(fā)電汽輪機，使所述太陽能發(fā)電汽輪機能夠得到良好冷卻的太陽能汽輪機冷卻系統(tǒng)。

本實用新型實施例至少存在以下技術(shù)效果：

1)由于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的汽輪機與火力發(fā)電機組同軸，發(fā)電機的功率輸出完全由火力發(fā)電機組進(jìn)行調(diào)解，不需要建設(shè)大容量的儲能系統(tǒng)和輔助燃料鍋爐，既可滿足電力系統(tǒng)對發(fā)電機組的調(diào)解要求。

2)太陽能發(fā)電汽輪機排出的蒸汽進(jìn)入到所述火力發(fā)電系統(tǒng)的凝汽器，從而所述火力發(fā)電系統(tǒng)與所述太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)共用所述凝汽器、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除氧器及水箱。太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)不再需要重新建設(shè)這些蒸汽處理設(shè)備，大大節(jié)約了太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)投資。

3)當(dāng)太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)出的蒸汽溫度急劇變化時，將所述火電汽輪機的抽汽引入所述太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，調(diào)節(jié)蒸汽溫度，使太陽能汽輪機保持其正常工作。

4)當(dāng)太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)停止運行時，可以利用火電汽輪機的中壓缸排汽進(jìn)入太陽能發(fā)電汽輪機，使其能夠得到良好的冷卻。