CN108843406A - 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电*** - Google Patents

一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电*** Download PDF

Info

Publication number
CN108843406A
CN108843406A CN201810521074.8A CN201810521074A CN108843406A CN 108843406 A CN108843406 A CN 108843406A CN 201810521074 A CN201810521074 A CN 201810521074A CN 108843406 A CN108843406 A CN 108843406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste heat
heat boiler
turbine
gas
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810521074.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108843406B (zh
Inventor
翟融融
刘洪涛
冯凌杰
杨勇平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201810521074.8A priority Critical patent/CN108843406B/zh
Publication of CN108843406A publication Critical patent/CN108843406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108843406B publication Critical patent/CN108843406B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/064—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a gas turbine cycle, i.e. compressor and gas turbine combination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明属于热电技术领域，尤其涉及一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***，包括通过管道依次连接的：第一压气机、燃烧室、第一透平、第一余热锅炉、第二压气机、太阳能接收器、第二透平、第二余热锅炉；所述第一压气机、第一透平与第一发电机同轴串联排列，所述第二压气机、第二透平与第二发电机同轴串联排列；第一余热锅炉、第二余热锅炉分别与汽轮机连接，汽轮机与第三发电机同轴串联排列。将第一透平排出的烟气经过第一余热锅炉换热后，在第二压气机中压至一定压力，利用高聚光比聚光***加热至900～1200℃高温，进入第二透平膨胀做功，排出的烟气进入第二余热锅炉放热后排出，两个余热锅炉产生的蒸汽同时带动汽轮机做功。

Description

一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***
技术领域
本发明属于热电技术领域，尤其涉及一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***。
背景技术
目前我国一次能源结构仍以燃煤发电为主，由此导致的一系列环保问题越来越受到人们的重视。燃气轮机发电***具有效率高，运行灵活，占地面积小，环境污染小等众多优点，燃气蒸汽联合循环成为缓解环境问题，提供高效清洁能源的重要途径。我国化石燃料资源处于富煤贫油少气的现状，天然气资源的供应问题是燃气轮机发展的一个限制因素。燃气轮机由于材料方面难以突破，发电效率与规模受到限制，同时燃机透平的运行受环境温度影响较大，也限制了燃气蒸汽联合循环发电***的运行与出力。
太阳能是一种取之不尽的清洁可再生能源，在各种光热聚光方式中碟式太阳能聚光***具有最高的聚光比，可达到3000，将介质温度加热到900～1200℃的高温，具有其他聚光***难以达到的优势。将太阳能与燃气蒸汽联合循环***集成可以有效提高***出功，或减小相应的天然气燃料需求，同时提高碟式光热发电***的光电转换效率，实现发电***的清洁高效运行。
发明内容
为了提高燃气蒸汽联合循环发电***效率，降低燃料消耗，本发明提出了一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***，包括通过管道依次连接的：第一压气机、燃烧室、第一透平、第一余热锅炉、第二压气机、太阳能接收器、第二透平、第二余热锅炉；所述第一压气机、第一透平与第一发电机同轴串联排列，所述第二压气机、第二透平与第二发电机同轴串联排列；第一余热锅炉、第二余热锅炉分别与汽轮机连接，汽轮机与第三发电机同轴串联排列。
所述汽轮机包括：高压缸、中压缸、低压缸，其中高压缸的入口、出口与第一余热锅炉构成循环连接，中压缸的入口分别与第一余热锅炉和第二余热锅炉连接，中压缸的出口与第二余热锅炉的出口和第二余热锅炉的出口相连后接入低压缸的入口，低压缸的出口与凝汽器相连后通过给水泵分别连接到第一余热锅炉和第二余热锅炉。
所述碟式太阳能聚光***为太阳能接收器提供热量。
所述第一压气机将空气压至给定压力，和燃料天然气一起进入燃烧室燃烧，燃烧后的烟气进入第一透平膨胀做功，带动发电机发电；做功后的烟气进入第一余热锅炉放热，第一余热锅炉排出的低温烟气一部分排出，另一部分进入第二压气机压至给定压力后进入太阳能接收器吸热，将烟气加热至一定温度后进入第二透平膨胀做功，带动第二发电机发电；第二透平中的烟气做功后进入第二余热锅炉放热后排出。
所述给水泵给循环水加压后进入第一、第二余热锅炉，第一余热锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机高压缸做功，高压缸排汽返回第一余热再热后与第二余热锅炉产生的过热蒸汽一同进入汽轮机中压缸做功，中压缸排汽与第一、第二余热锅炉低压过热器加热的蒸汽一同进入汽轮机低压缸做功，带动第三发电机发电；低压缸排汽进入凝汽器冷却后，继续循环。
本发明的有益效果：
本发明将高聚光比产生的高温太阳能热与燃气蒸汽联合循环高效集成，可有效的提高***功率，扩大发电***容量，减少燃料消耗，同时烟气再热布林顿循环使第二压气机和透平的布林顿循环摆脱环境温度的影响，保持高效运行。
附图说明
图1为本发明的烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行说明。
如图1所示。本发明提出了一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***，包括第一压气机1，燃烧室2，第一透平3，第一发电机4，第一余热锅炉5，第二压气机6，碟式太阳能聚光***8，太阳能接收器7，第二透平9，第二发电机10，第二余热锅炉11，汽轮机高、中、低压缸12,13,14，凝汽器15，给水泵16及第三发电机17。
空气进入第一压气机被压至给定压力，和燃料天然气一起进入燃烧室燃烧，燃烧后的烟气(1600℃左右)进入第一透平膨胀做功，带动发电机发电。做功后的烟气(600℃左右)进入第一余热锅炉放热，放热后的烟气(80～100℃)排出第一余热锅炉。
第一余热锅炉排出的低温烟气部分排出，剩余部分进入第二压气机压至给定压力后进入太阳能接收器吸热。太阳能接收器与碟式聚光装置相连，吸收太阳能光热将烟气加热至一定温度(900～1200℃)后进入第二透平膨胀做功，带动第二发电机发电。第二透平中的烟气做功后进入第二余热锅炉放热后排出(500℃左右)。
底循环给水经过给水泵加压后进入第一、第二余热锅炉，第一余热锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机高压缸做功，高压缸排汽返回第一余热再热后与第二余热锅炉产生的过热蒸汽一同进入汽轮机中压缸做功，
中压缸排汽与第一、第二余热锅炉低压过热器加热的蒸汽一同进入汽轮机低压缸做功，带动第三发电机发电。低压缸排汽进入凝汽器冷却后，继续循环。汽轮机高、中、低压缸与第三发电机同轴串联排列。
第二余热锅炉可以与第二余热锅炉共同驱动同一汽轮机，也可单独驱动一组小汽轮机。
下表为某二拖一燃气蒸汽联合循环机组主要参数，燃气轮机发电功率为278MW×2，汽轮机发电功率为327MW。
将其中一台燃气轮机排烟进行压缩再热后，模拟结果如下
本模拟只计算了第二压气机和第二透平部分发电量，作为定性说明，在***中相比于集成前初始***可显著提高***容量。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***，其特征在于，包括通过管道依次连接的：第一压气机、燃烧室、第一透平、第一余热锅炉、第二压气机、太阳能接收器、第二透平、第二余热锅炉；所述第一压气机、第一透平与第一发电机同轴串联排列，所述第二压气机、第二透平与第二发电机同轴串联排列；第一余热锅炉、第二余热锅炉分别与汽轮机连接，汽轮机与第三发电机同轴串联排列。
2.根据权利要求1所述***，其特征在于，所述汽轮机包括：高压缸、中压缸、低压缸，其中高压缸的入口、出口与第一余热锅炉构成循环连接，中压缸的入口分别与第一余热锅炉和第二余热锅炉连接，中压缸的出口与第二余热锅炉的出口和第二余热锅炉的出口相连后接入低压缸的入口，低压缸的出口与凝汽器相连后通过给水泵分别连接到第一余热锅炉和第二余热锅炉。
3.根据权利要求3所述***，其特征在于，所述碟式太阳能聚光***为太阳能接收器提供热量。
4.根据权利要求3所述***，其特征在于，所述第一压气机将空气压至给定压力，和燃料天然气一起进入燃烧室燃烧，燃烧后的烟气进入第一透平膨胀做功，带动发电机发电；做功后的烟气进入第一余热锅炉放热，第一余热锅炉排出的低温烟气一部分排出，另一部分进入第二压气机压至给定压力后进入太阳能接收器吸热，将烟气加热至一定温度后进入第二透平膨胀做功，带动第二发电机发电；第二透平中的烟气做功后进入第二余热锅炉放热后排出。
5.根据权利要求3或4所述***，其特征在于，所述给水泵给循环水加压后进入第一、第二余热锅炉，第一余热锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机高压缸做功，高压缸排汽返回第一余热再热后与第二余热锅炉产生的过热蒸汽一同进入汽轮机中压缸做功，中压缸排汽与第一、第二余热锅炉低压过热器加热的蒸汽一同进入汽轮机低压缸做功，带动第三发电机发电；低压缸排汽进入凝汽器冷却后，继续循环。
CN201810521074.8A 2018-05-28 2018-05-28 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电*** Active CN108843406B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810521074.8A CN108843406B (zh) 2018-05-28 2018-05-28 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810521074.8A CN108843406B (zh) 2018-05-28 2018-05-28 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108843406A true CN108843406A (zh) 2018-11-20
CN108843406B CN108843406B (zh) 2020-10-16

Family

ID=64213609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810521074.8A Active CN108843406B (zh) 2018-05-28 2018-05-28 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108843406B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109356679A (zh) * 2018-11-30 2019-02-19 西安交通大学 一种核能蒸汽-布雷顿联合循环发电***
CN110762504A (zh) * 2019-11-08 2020-02-07 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种垃圾余热锅炉位置蒸汽换热器***
CN112611010A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 华北电力大学 一种多热源热电联产机组发电负荷灵活调节***及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202209812U (zh) * 2011-06-30 2012-05-02 内蒙古电力勘测设计院 光热太阳能辅助的冷、热、电三联供***
CN103470461A (zh) * 2013-10-10 2013-12-25 国电龙源电力技术工程有限责任公司 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电***
CN203532174U (zh) * 2013-10-10 2014-04-09 国电龙源电力技术工程有限责任公司 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电***
CN205501337U (zh) * 2016-04-15 2016-08-24 中冶华天工程技术有限公司 基于高炉炼铁的分布式能源***
CN109869786A (zh) * 2019-02-02 2019-06-11 华电电力科学研究院有限公司 一种用于联合循环机组电力调峰的抽汽供热集成***及其运行方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202209812U (zh) * 2011-06-30 2012-05-02 内蒙古电力勘测设计院 光热太阳能辅助的冷、热、电三联供***
CN103470461A (zh) * 2013-10-10 2013-12-25 国电龙源电力技术工程有限责任公司 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电***
CN203532174U (zh) * 2013-10-10 2014-04-09 国电龙源电力技术工程有限责任公司 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电***
CN205501337U (zh) * 2016-04-15 2016-08-24 中冶华天工程技术有限公司 基于高炉炼铁的分布式能源***
CN109869786A (zh) * 2019-02-02 2019-06-11 华电电力科学研究院有限公司 一种用于联合循环机组电力调峰的抽汽供热集成***及其运行方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109356679A (zh) * 2018-11-30 2019-02-19 西安交通大学 一种核能蒸汽-布雷顿联合循环发电***
CN109356679B (zh) * 2018-11-30 2020-04-10 西安交通大学 一种核能蒸汽-布雷顿联合循环发电***
CN110762504A (zh) * 2019-11-08 2020-02-07 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种垃圾余热锅炉位置蒸汽换热器***
CN112611010A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 华北电力大学 一种多热源热电联产机组发电负荷灵活调节***及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108843406B (zh) 2020-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016110124A1 (zh) 一种燃气蒸汽联合循环集中供热装置及供热方法
CN101270675A (zh) 太阳能和燃煤机组混合的热发电***
CN103470461B (zh) 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电***
CN105804872B (zh) 基于太阳能和余热回收的蒸汽回注式燃气轮机发电方法和装置
CN108843406A (zh) 一种烟气再热式碟式光热与燃气蒸汽联合循环发电***
CN106121822A (zh) 一种煤气化分布式能源***及其运行方法
CN108843418A (zh) 一种双压高效燃气超临界二氧化碳联合循环发电***
CN108953083B (zh) 一种基于槽式太阳能燃气联合循环分布式发电***及方法
CN203532174U (zh) 碟式太阳能-燃气蒸汽联合循环发电***
Koc et al. First and second law-based thermal optimisation of the Kalina cycle integrated into an existing burner-based cogeneration system using waste chips as fuel
KR100814940B1 (ko) 순산소연소기를 구비한 화력발전플랜트
CN108708835A (zh) 一种冷却燃机进口空气的新型太阳能热互补联合循环发电***
JP3905967B2 (ja) 発電・給湯システム
CN108590989A (zh) 塔式太阳能集热与燃气-蒸汽联合循环集成的互补***
RU2006129783A (ru) Способ повышения кпд и мощности двухконтурной атомной станции и устройство для его осуществления (варианты)
CN108709216A (zh) 一种燃气蒸汽联合循环与脱碳***联合供热***
CN112412562A (zh) 热光伏与外燃式燃气蒸汽联合循环耦合的光热梯级发电***及方法
RU2409746C2 (ru) Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и регенеративной газовой турбиной
CN208347846U (zh) 一种斯特林—朗肯联合循环技术的综合利用***
CN208380648U (zh) 一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电***
CN103075213B (zh) 复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置
RU168003U1 (ru) Бинарная парогазовая установка
RU2003102313A (ru) Способ эксплуатации атомной паротурбинной установки и установка для его осуществления
JP3017937B2 (ja) 水素燃焼タービンプラント
RU2648478C2 (ru) Способ работы маневренной регенеративной парогазовой теплоэлектроцентрали и устройство для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant