CN101261001A - 太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置 - Google Patents

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杨勇平
阎秦
候宏娟
郭喜燕
崔映红
杨志平
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Abstract

本发明涉及一种太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置，属太阳能热利用领域。为了解决太阳能热发电中的不稳定性等不足，在燃煤火电厂回热装置中采用太阳能集热蒸汽发生器和汽轮机抽汽相结合的技术方案。太阳光充足时，关闭机组回热***部分或全部汽轮机侧抽汽，太阳能集热蒸汽发生器产生的蒸汽取代回热器汽轮机侧抽汽，用于加热给水。太阳光不足时，通过调节太阳能集热蒸汽发生器与原汽轮机侧抽汽的连接关系，实现太阳能与化石能源互补运行。晚上或太阳能集热器故障时，切换回原汽轮机侧抽汽，恢复到改造前原火力发电工况。由于减少了汽轮机侧抽汽，汽轮机做功能力增强，发电煤耗将显著下降。本发明可用于改造常规燃煤火电厂回热***。

Description

太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置
技术领域
本发明属太阳能热利用领域，涉及一种太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置。
背景技术
在我国，火力发电厂作为主力发电类型，消耗了50％以上的总煤消耗量，虽然火电在发电成本及技术成熟程度上具有得天独厚的优势，但在国家“节能减排”方针下，环境保护及引起气候变暖的温室气体排放问题使得火电行业节能任务意义重大。而火电节能措施主要分为两类：第一类为通过建设先进大容量机组逐渐取代老旧小机组；第二类为通过机组改造达到节能目的。对于我国大量现役机组而言，技术改造意义更重大，更紧迫。
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，目前主要利用形式有光伏利用和热利用。太阳能热利用，按聚光方式不同可分为三种：槽式、塔式和碟式。其中槽式集热被公认为最有可能大规模利用的形式，并且在规模化、产业化后成本可以媲美常规火力发电。但由于太阳能随昼夜、气候等可变因素，其供能稳定性受制约。若要实现持续稳定供能，必须建造庞大蓄热设施，成本也将大幅度升高。
将可再生能源类型的太阳能引入常规火力发电厂回热***。不仅为火电厂节能改造开辟了一条新路，同时可以实现太阳能的大规模利用，减少温室气体排放，克服了因天气变化太阳能资源不稳定而不能连续稳定发电等不足。
发明内容
本发明目的是为了解决太阳能热发电中的不稳定性等不足，提供一种太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置，其特征在于：太阳能集热蒸汽发生器5的蒸汽出口连接到太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7的入口，太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7的出口连接到火力电厂回热***加热器1的蒸汽入口，加热器1的蒸汽疏水出口(注：蒸汽冷凝后的冷凝水称为蒸汽疏水，连同疏水的相应管路成为蒸汽疏水管路，阀门称为疏水阀门)连接到太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2的入口和加热器疏水阀门3的入口，太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2的出口连接到太阳能集热蒸汽发生器5的疏水入口，加热器疏水阀门3的出口连接到上一级加热器疏水入口4。
所述太阳能集热蒸汽发生器5为槽式太阳能集热器，其最高集热温度可达400℃左右。
太阳能集热蒸汽发生器5产生的蒸汽通过太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7输入加热器1，用于加热从上一级加热器水出口6流入加热器1的给水(注：加热器中被加热的水称为给水)，加热后的给水流入下一级加热器水入口8。被加热器1冷凝的蒸汽疏水通过和加热器1底部连接的太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2回流到太阳能集热蒸汽发生器5的疏水入口，完成一次循环。
本发明的有益效果是，本发明采用了太阳能集热蒸汽发生器和汽轮机抽汽相结合的回热***，解决了太阳能热发电方式直接取决于天象、启停频繁并且不稳定等问题；省去了建设大规模太阳能蓄热设施，节省投资。此种方式还充分利用了常规火力发电低成本、功率大等优点，与太阳能优势互补，实现太阳能与化石能源互补运行，为常规火电节能改造提供了一条新路。
附图说明
图1是太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置示意图。
图中：1-加热器、2-太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门、3-加热器疏水阀门、4-上一级加热器疏水入口、5-太阳能集热蒸汽发生器、6-上一级加热器水出口、7-太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门、8-下一级加热器水入口、9-加热器抽蒸汽阀门、10-汽轮机侧抽蒸汽口，虚线表示被加热器1冷凝的蒸汽疏水管路
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在图1中太阳能集热蒸汽发生器5产生的蒸汽从其出口经太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7输入加热器1，被加热器1冷凝的蒸汽疏水通过加热器1底部的太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2，回流到太阳能集热蒸汽发生器5疏水入口，完成一次循环。
在图1所示实施例中，太阳能集热蒸汽发生器5为市场上可以买到的槽式太阳能集热器，其最高集热温度可达400℃左右，如美国Solargenix公司的SGX-1或DS-1，Luz公司的LS-1、LS-2或LS-3。
本实施例的工作原理：当太阳能集热蒸汽发生器5产生的蒸汽足够完全取代加热器1从汽轮机的抽汽，用于加热给水时，关闭连接在加热器1和汽轮机侧抽蒸汽口10之间的加热器抽蒸汽阀门9和连接上一级加热器疏水入口4的加热器疏水阀门3，打开太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7，调节太阳能集热蒸汽发生器5所产生蒸汽参数(包括流量、温度、压力等)与汽轮机侧抽蒸汽口10的原蒸汽参数基本相同。被加热器1冷凝的蒸汽疏水通过打开的太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2进入太阳能集热蒸汽发生器5继续被加热产生蒸汽，反复循环。阴雨天时，太阳提供能量不足，太阳能集热蒸汽发生器5产生蒸汽达不到要求参数。可通过减小太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7和太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2的开度调节流量，使太阳能集热蒸汽发生器5的蒸汽温度、压力达到要求数值，同时调节连接汽轮机侧抽蒸汽口10的加热器抽蒸汽阀门9和连接上一级加热器疏水入口4的加热器疏水阀门3，使输入加热器1的总蒸汽流量和通过太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2返回太阳能集热蒸汽发生器5的疏水流量达到要求，从而实现太阳能资源与常规燃煤互补辅助运行。由于减少了汽轮机抽汽，汽轮机做功能力增强，发电煤耗将显著下降。当晚上或太阳能集热器故障等原因太阳能集热蒸汽发生器5无法产生蒸汽时，关闭太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门7，同时关闭太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门2，并且打开连接上一级加热器疏水入口4的加热器疏水阀门3和连接汽轮机侧抽蒸汽口10与加热器1的加热器抽蒸汽阀门9，则恢复到改造前原火力发电工况。
本实施例为燃煤火电厂的某一级回热装置，可用于燃煤火电厂整个回热***。

Claims (2)

1.一种太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置，其特征在于：所述的太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置中，太阳能集热蒸汽发生器(5)的蒸汽出口连接到太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门(7)的入口，太阳能集热蒸汽发生器蒸汽出口阀门(7)的出口连接到火力电厂回热***中加热器(1)的蒸汽入口，加热器(1)的蒸汽疏水出口连接到太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门(2)的入口和加热器疏水阀门(3)的入口，太阳能集热蒸汽发生器疏水阀门(2)的出口连接到太阳能集热蒸汽发生器(5)的疏水入口，加热器疏水阀门(3)的出口连接到上一级加热器疏水入口(4)。
2.根据权利要求1所述太阳能辅助燃煤火电厂一体化回热装置，其特征在于：所述太阳能集热蒸汽发生器(5)为槽式太阳能集热器。
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