[發明專利]一種適用于炎熱干旱地區的太陽能熱發電系統及方法

在審

• 申請號: 201510549543.3
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105065217A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 彭爍;周賢;王保民
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01D15/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于太陽能熱發電技術領域，具體涉及一種適用于炎熱干旱地區的太陽能熱發電系統及方法。

背景技術

隨著環境問題的日益嚴重和化石燃料的日益枯竭，可再生能源的利用備受矚目。太陽能以其獨具的儲量“無限性”、存在的普遍性、開發利用的清潔性以及逐漸顯露的經濟性等優勢，終將在世界能源結構轉移中擔綱重任。

聚光類太陽能熱發電(以下稱太陽能熱發電)，即利用聚光集熱器將太陽輻射能轉換成熱能并通過熱力循環持續發電的技術。太陽能熱發電是指利用不同形式的聚光集熱裝置實現對太陽入射光的聚集，然后將太陽熱傳遞給做功工質，做功工質再通過不同形式的熱機做功發電的技術。從聚光集熱方式的不同，可分為槽式、塔式、碟式、菲涅爾式四種。

槽式太陽能熱發電系統是目前技術發展最成熟的太陽能熱發電技術，目前絕大部分商業化運行的太陽能熱電站是槽式電站。槽式太陽能熱發電系統通常采用單軸跟蹤，以集熱管為跟蹤軸，聚光鏡可以圍繞集熱管旋轉，從而對太陽光進行跟蹤。線性菲涅耳太陽能熱發電系統是槽式太陽能熱發電系統的改進與簡化。與槽式太陽能熱發電系統一樣，線性菲涅爾反射鏡也是線聚焦，采用一維跟蹤。與槽式系統不同的是，線性菲涅爾發電系統的吸熱器固定。塔式太陽能熱發電系統采用點聚焦形式，吸熱器固定在高塔上，定日鏡采用雙軸跟蹤。碟式太陽能熱發電系統是另外一種點聚焦式的太陽能熱發電系統，與塔式太陽能熱發電系統一樣，也采用二維跟蹤方式。

由于太陽能資源的豐富程度直接影響著太陽能熱發電系統的性能，因此太陽能熱發電系統通常建設在太陽能資源豐富的沙漠干旱地區。傳統的太陽能熱發電系統汽輪機排氣以水作為冷卻介質，會耗費大量的冷卻水，不適用于沙漠干旱地區，空冷系統以空氣為冷卻介質，而太陽能資源豐富地區環境溫度較高，使汽輪機背壓較高，發電性能受到較大影響。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種適用于炎熱干旱地區的太陽能熱發電系統及方法，利用太陽能聚光集熱器的集熱驅動吸收式制冷機為汽輪機冷卻空氣降溫，從而降低汽輪機背壓。既解決了太陽能熱發電背壓過高的問題，又能實現系統節水。

為達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種適用于炎熱干旱地區的太陽能熱發電系統，包括太陽能聚光集熱器1，依次連接在太陽能聚光集熱器1傳熱工質出口的過熱器10、蒸汽發生器9、預熱器8和吸收式制冷機，吸收式制冷機的傳熱工質出口與太陽能聚光集熱器1傳熱工質入口連通；

還包括空冷器4，空冷器4的給水出口依次連接第一給水泵11、低壓加熱器5、除氧器7、第二給水泵12、高壓加熱器6、預熱器8、蒸汽發生器9、過熱器10和汽輪機2，汽輪機2連接發電機3；所述汽輪機2的排汽口連接空冷器4的排汽入口，汽輪機2的第二抽汽口連接除氧器7的抽汽入口，汽輪機2的第三抽汽口連接低壓加熱器5的抽汽入口，汽輪機2的第一抽汽口連接述高壓加熱器6的抽汽入口；所述低壓加熱器5的疏水出口連接空冷器4的疏水入口；所述高壓加熱器6的疏水出口連接除氧器7的疏水入口；

所述吸收式制冷機包括發生器13，發生器13的制冷劑出口連接冷凝器14的制冷劑入口，冷凝器14的制冷劑出口通過節流閥17連接蒸發器15的制冷劑入口，蒸發器15的制冷劑出口連接吸收器16的制冷劑入口，吸收器16的稀溶液出口通過循環泵18連接發生器13的稀溶液入口，發生器13的濃溶液出口連接吸收器16的濃溶液入口；所述發生器13的傳熱工質入口與預熱器8的傳熱工質出口連接，發生器13的傳熱工質出口與太陽能聚光集熱器1的傳熱工質入口連接。

上述所述適用于炎熱干旱地區的太陽能熱發電系統的發電方法，利用太陽能聚光集熱器1聚集太陽熱能，并將傳熱工質加熱，傳熱工質依次經過過熱器10、蒸汽發生器9和預熱器8，將熱量傳遞給工質給水和吸收式制冷機，然后返回太陽能聚光集熱器1；被空冷器4冷凝后的給水，經過第一給水泵11升壓后，在低壓加熱器5中被回熱抽汽余熱，然后進入除氧器7，余回熱抽汽、疏水匯集，然后在第二給水泵12中升壓，進入高壓加熱器6，然后分別經過預熱器8、蒸汽發生器9、過熱器10被傳熱工質加熱成過熱蒸汽，進入汽輪機2中推動葉片做功，然后帶動發電機3發電；做功后的蒸汽從汽輪機2下部的排汽口排出，在空冷器4內被經吸收式制冷機降溫后的空氣冷卻，重新凝結成水，完成一個循環；