[發明專利]一種生物質能與CSP結合的新能源發電系統、運行方法

有效

• 申請號: 202210618246.X
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN115013099B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 羅靈琳;楊冰冰;宋琪;仲晗瀟;尹崇浩;朱明仙;陳思諭;成柏翰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K13/02;F01K17/02;F01K21/00;F03G6/00;F24H7/04;F24S10/30;F24S20/40
• 代理公司: 昆明人從眾知識產權代理有限公司 53204
• 代理人: 陳波

1.一種生物質能與CSP結合的新能源發電系統的運行方法，其特征在于：所述發電系統包括生物燃燒室模塊Ⅰ(1)、槽式光熱集熱器模塊Ⅰ(2)、生物燃燒室模塊Ⅱ(3)、槽式光熱集熱器模塊Ⅱ(4)、導熱油與水換熱器模塊(5)、汽輪機-發動機組模塊(6)、熱融鹽式消納能源儲存器模塊(7)、導熱油循環通道(11)、水-汽循環通道(12)；其中，生物燃燒室模塊Ⅰ(1)、槽式光熱集熱器模塊Ⅰ(2)、生物燃燒室模塊Ⅱ(3)、導熱油與水換熱器模塊(5)通過導熱油循環通道(11)依次連接形成導熱油熱量循環回路,生物燃燒室模塊Ⅰ(1)、槽式光熱集熱器模塊Ⅱ(4)、熱融鹽式消納能源儲存器模塊(7)、導熱油與水換熱器模塊(5)和汽輪機-發動機組模塊(6)通過水-汽循環通道(12)依次連接形成水循環回路；導熱油與水換熱器模塊(5)將導熱油循環的熱量轉化為水蒸汽動能，推動兩汽輪機-發動機組模塊(6)進行發電；

所述生物燃燒室模塊Ⅰ(1)包括爐體Ⅰ、Ⅰ室液體燃料儲存器(101)、Ⅰ室液體燃料噴嘴(102)、Ⅰ室鼓風裝置(103)、Ⅰ室鼓風通風口(104)、燃燒機構Ⅰ(105)、密封導熱油儲存室(106)、Ⅰ室活性炭排煙孔(107)、燃燒壁內水預熱室(108)、Ⅰ室導熱油加熱器(109)、排灰通道Ⅰ(110)；其中，爐體Ⅰ底部開有排灰通道Ⅰ(110)，排灰通道Ⅰ(110)上部為燃燒機構Ⅰ(105)，Ⅰ室液體燃料儲存器(101)與Ⅰ室液體燃料噴嘴(102)連通，用于將液體燃料噴出，Ⅰ室鼓風裝置(103)通過Ⅰ室鼓風通風口(104)將空氣送入燃燒機構Ⅰ(105)，一個Ⅰ室導熱油加熱器(109)對外部通過導熱油循環通道(11)連通槽式光熱集熱器模塊Ⅰ(2)，另一個Ⅰ室導熱油加熱器(109)對外部通過導熱油循環通道(11)連通導熱油與水換熱器模塊(5)，兩個Ⅰ室導熱油加熱器(109)對內連通密封導熱油儲存室(106)，燃燒壁內水預熱室(108)外部相接水-汽循環通道(12)，Ⅰ室活性炭排煙孔(107)用于凈化排除廢氣；

所述生物燃燒室模塊Ⅱ(3)包括爐體Ⅱ，爐體Ⅱ的底部設有排灰通道Ⅱ(33)，排灰通道Ⅱ(33)上部為燃燒機構Ⅱ(32)，通過隔板將爐體Ⅱ分成兩個對稱設計的腔室，兩個腔室共用一個燃燒機構Ⅱ(32)，兩個腔室的布置相同，兩個腔室都包括：Ⅱ室液體燃料儲存器(301)、Ⅱ室液體燃料噴嘴(302)、Ⅱ室鼓風裝置(303)、Ⅱ室鼓風通風口(304)、Ⅱ室活性炭排煙孔(305)、Ⅱ室導熱油加熱器(306)；其中，Ⅱ室液體燃料儲存器(301)和Ⅱ室液體燃料噴嘴(302)相連，將助燃燃料噴出；Ⅱ室鼓風裝置(303)通過Ⅱ室鼓風通風口(304)將空氣送入燃燒機構Ⅱ(32)；兩個Ⅱ室導熱油加熱器(306)分別將槽式光熱集熱器模塊Ⅰ(2)經導熱油循環通道(11)送入的導熱油送出至兩個導熱油與水換熱器模塊(5)；

所述導熱油與水換熱器模塊(5)由數層單層熱油與水換熱裝置疊加組成，通過導熱油流入通道(5001)將導熱油送入，經過換熱后將導熱油經導熱油流出通道(5002)送出，水-汽流入通道(5003)將水送入通過換熱后的水蒸汽通過水-汽流出通道(5004)送出至汽輪機-發動機組模塊(6)；

所述單層熱油與水換熱裝置包括單層水-汽流入孔(501)、單層油流出孔(502)、單層水換熱通道(503)、單層導熱油換熱通道(504)、單層油流入孔(505)、單層水-汽流出孔(506)；導熱油通過單層油流入孔(505)進入單層導熱油換熱通道(504)，水通過單層水-汽流入孔(501)進入單層水換熱通道(503)，相互隔離的單層導熱油換熱通道(504)和單層水換熱通道(503)之間的載體相互換熱，將導熱油的熱量傳遞給水使其汽化，通過單層水-汽流出孔(506)匯總至水-汽流出通道(5004)送出至汽輪機-發動機組模塊(6)；換熱后的導熱油通過單層油流出孔(502)匯總至導熱油流出通道(5002)進入至下一次循環；

所述熱融鹽式消納能源儲存器模塊(7)，通過三個接線端子將待消納的電能通過電熱做工的形式轉化為熱能，使熱熔鹽融化，維持熱熔鹽的熱量，待負荷處于高峰時，將熱量送入水循環，對水進行加熱，后送入導熱油與水換熱器；所述水-汽循環通道(12)主要是實現水汽熱量載體的通道，通過泵式動力使其傳遞熱量，兼有冷凝功能，實現水的再次利用；

所述生物質能與CSP結合的新能源發電系統的運行方法，包括：

有光照的白天模式：用于控制生物燃燒室模塊Ⅰ(1)保持給定控制初始功率，槽式光熱集熱器模塊Ⅱ(4)產生的動態熱量，生物燃燒室模塊Ⅱ(3)產生動態功率來保證輸送負荷電能的正常供給；

夜間或陰雨天模式：用于控制生物燃燒室模塊Ⅰ(1)給定控制初始功率，槽式光熱集熱器模塊Ⅱ(4)屬于停機狀態，生物燃燒室模塊Ⅱ(3)產生動態功率來保證輸送負荷電能的正常供給；

消納模式：用于控制生物燃燒室模塊Ⅰ(1)給定最小控制初始功率，槽式光熱集熱器模塊Ⅱ(4)屬于停機狀態，生物燃燒室模塊Ⅱ(3)屬于停機或最小功率模式。