[發明專利]一種太陽能輔助燃煤電站發電系統

有效

• 申請號: 201210129341.X
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN103375369B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 鄒江;王景鵬
• 申請（專利權）人: 杭州三花研究院有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01K11/02;F01D15/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能發電技術領域，具體是一種針對太陽能與煤炭互補發電的熱力系統，尤其是以煤炭為主、太陽能為補充的大型太陽能輔助燃煤電站發電系統。

背景技術

中國能源結構以煤炭為主，大部份電力通過燃煤發電提供，燃煤發電占比超過70%，因此借助燃煤電站來利用太陽能發電具有廣闊的應用基礎。

圖7所示為一種燃煤電站的熱力系統的連接結構示意圖，該系統由鍋爐1、汽輪機2、發電機3、凝汽器4、多級低壓加熱器6、除氧器8、凝結水泵5、給水泵9、多級高壓加熱器7、再熱蒸汽管路11、主蒸汽管路10等部件組成，鍋爐1經煤炭燃燒產生高溫主蒸汽與再熱蒸汽分別通過主蒸汽管路10、再熱蒸汽管路11進入并驅動汽輪機2，從汽輪機出來的乏汽在凝汽器4冷凝，接著在凝結水泵5的驅動下流過各級加熱器進行預熱，加熱器的熱源來自從汽輪機抽出的蒸汽，該部分的蒸汽流量相對蒸汽總流量來說較小，一般占5%-20%，這樣的熱力循環系統對于燃煤電站來說發電效率相對較高。

太陽能與煤炭互補發電相比太陽能單獨發電，具有以下幾個特點：

首先，由于互補發電不必單獨為太陽能系統配備汽輪機、發電機、并網設備等主機設備，可以大幅減少投資額，目前各種太陽能發電技術成本普遍處于高位，尋求相對低成本的技術方案具有顯著的市場優勢；

其次，太陽能發電的輸出會隨著輸入條件即太陽輻照的變化而波動，這非常不利于電的并網或使用，通常的解決方法采取額外增添設備，如補燃或儲熱系統，來調整熱力系統的輸入，而這會增大大量投資。而在大型燃煤電站的基礎上進行互補發電可以在不增加投資額的情況下，有效解決太陽能發電的不穩定性問題。

另外，在大型燃煤電站的基礎上進行互補發電可以利用高效率的大機組，實現較高的太陽能發電效率。因此，互補發電被認為是相對最為經濟的太陽能光熱發電方式。

太陽能與煤炭互補發電有多種技術方案，在以煤炭為主太陽能為補充的系統中，其熱力系統一般都是在常規燃煤電站熱力系統的基礎上進行適當改動。做功工質一般為水，它在熱力系統中吸熱過程可分為預熱、汽化、過熱3個階段，太陽能熱量利用在不同階段中其熱經濟性也就不同。如有的方案中是把太陽能集熱系統產生的熱量作為加熱器的熱源來利用，減少從汽輪機汽缸中抽出的蒸汽量，即太陽能熱量應用在做功工質的預熱階段。而有的是把太陽能集熱系統產生的熱量用在做功工質的汽化段，或者混合用在做功工質的預熱段和汽化段。太陽能實際利用溫度決定于太陽能集熱系統與燃煤電站的接入特征點，對于典型的亞臨界燃煤電站，溫度最高一級的加熱器里的做功工作工質的出口溫度一般不超過300℃，鍋爐汽化段的特征溫度（相應壓力下的飽和溫度）也不超過400℃，這意味著太陽能實際利用溫度肯定不會超過400℃。根據熱力學基本原理，利用溫度越高，其熱到電的轉換效率也相對越高，能量利用率也相應越高，因此現有技術的缺點主要可歸結為太陽能實際利用的溫度較低，從而使轉換效率相對不高。

因此，如何提高太陽能輔助發電的效率，在不增加煤耗的條件下增加燃煤電站的發電量，或者在保證發電量的條件下進一步減少煤炭的消耗并減少溫室氣體排放，是本領域技術人員所要解決的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種太陽能輔助燃煤電站發電系統，使太陽能集熱系統產生的熱量通過管道可直接連接到汽輪機的主蒸汽進口，使太陽能集熱系統產生的熱量直接用于驅動汽輪機，從而提高太陽能實際利用的溫度，提高太陽能輔助發電的轉換效率。為此，本發明采用以下技術方案：

一種太陽能輔助燃煤電站發電系統，包括燃煤發電熱力系統與太陽能集熱與蒸汽發生系統，太陽能集熱與蒸汽發生系統包括用于吸收太陽能的太陽能接收器，燃煤發電熱力系統包括鍋爐、汽輪機、發電機、凝汽器，所述汽輪機至少包括兩個蒸汽進口：主蒸汽進口、次級蒸汽進口，所述太陽能集熱與蒸汽發生系統吸收太陽能熱量后產生的過熱蒸汽可以選擇性地通過蒸汽管路連接到所述汽輪機的主蒸汽進口，與從所述鍋爐產生的過熱蒸汽一起驅動所述汽輪機發電。?