化石燃料鍋爐與新建太陽能鍋爐並列運行的太陽能發電方式的製作方法

2023-07-31 08:33:11

專利名稱：化石燃料鍋爐與新建太陽能鍋爐並列運行的太陽能發電方式的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能直流鍋爐，將其與傳統化石燃料鍋爐並列運行從而達到節 省化石燃料的目的。
背景技術：
加強可再生能源開發利用，是應對日益嚴重的能源和環境問題的必由之路，也是 人類社會實現可持續發展的必由之路。為了應對氣候變化，中國電力系統即將承擔向低碳 經濟轉型。我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區年日照時數大於 2000小時。據不完全統計，僅在1981-1991年10年期間，全世界就組建了 500kW以上的太陽 能熱發電系統20多座。如今，在採用Rankine循環的技術中，按照集熱溫度的高低，太陽能 熱發電系統大致可以分為槽式系統、塔式系統和碟式系統三大基本類型。但太陽能發電的最大不足是不能夠連續運行，在夜間或日照不足的情況下將停止 運行，為了彌補這一不足本發明提出了將太陽能發電與傳統化石燃料發電相結合的設想。 既達到了節省化石燃料的目的又彌補了太陽能發電不能連續運行的不足。

發明內容
本發明提出了拋物面槽形太陽能集熱器構成的蒸發段+塔式集熱器的蒸汽過熱 段+塔式集熱器的再熱段的太陽能直流鍋爐模型。並在此模型的基礎上，提出了採用太陽 能直流鍋爐+高溫高壓、亞臨界或超臨界化石燃料鍋爐並列運行，共同使用同一汽輪機的 發電模式。見摘要附圖
，附圖中各部件說明如下SB太陽能鍋爐。S1、S2-作為太陽能鍋爐 過熱器和再熱器受熱面的塔式集中太陽能收集器，S3-太陽能鍋爐一級旁路，S4-太陽能鍋 爐汽水分離器，S5、S6-太陽能鍋爐蒸發段和省煤器的換熱器，S7-太陽能鍋爐給水控制閥， S8、Sll-作為太陽能鍋爐蒸發受熱面和省煤器熱源的拋物線槽形太陽能集中收集器，S9、 SlO-太陽能收集器蓄熱介質循環泵，S12-啟動疏水再循環流量調節閥，S13-啟動疏水再循 環泵，S14-疏水和分離器水位調節閥(去凝汽器)。FB化石燃料常規鍋爐。Fl-過熱器，F2-再熱器，F3-蒸發段，F4-省煤器，F5-給 水調節門T常規汽輪機。Tl，T2，T3-汽輪機高中低壓缸，T4-太陽能鍋爐進汽閥T5-汽機 高壓主汽閥，T6-FB 一級旁路，T7-FB 二級旁路，T8-，T9-SB再熱器到高加的旁路，TlO-SB 再熱器到除氧器的旁路，Tll-高加，T12-給水泵，T13-除氧器，T14-低加，T15-凝結水泵， T16-凝汽器混合太陽循環必須包括整個系統深入的瞬態問題分析，包括太陽能汽源。最後的 動態模型將是一個有能力在穩定和短暫的條件下預測蒸汽壓力和溫度變化的集成系統。本發明提出的運行模型及控制策略如下(a)化石燃料鍋爐與汽輪機組成單元制，在太陽能鍋爐解列後按原機組運行，化石燃料鍋爐和太陽能鍋爐按母管制連接，熱力系統前圖。設備及系統名稱見附圖下說明。(b)太陽能鍋爐的鍋內介質與通常系統一樣為汽和水。鍋爐的蒸發受熱面和省煤 器的加熱採用中溫太陽能收集裝置，裝置將換熱介質油加熱並在換熱其中與朗肯循環的水 汽介質換熱。形成汽水混合物進入汽水分離器。汽水分離器在啟動和直流運行階段不同但 與通常直流鍋爐沒有兩樣。從分離器引出的蒸氣進入高溫太陽能收集集中裝置過熱，形成 過熱蒸汽供汽輪機。(c)鍋爐設啟動裝置，採用帶循環泵的低負荷啟動裝置，並設一到凝汽器的旁路在 啟動時控制啟動容器的水位。(d)太陽能鍋爐用負荷控制出口溫度，負荷由太陽能鍋爐得主給水門控制，機組負 荷所需給水量或蒸汽量由化石燃料鍋爐給水門控制，滿足機組負荷需求。而省煤氣和蒸發 段出口溫度由調節某些中溫太陽能集中器的聚焦進行。(e)太陽能鍋爐的集中反射鏡又專門裝置跟蹤太陽位置，以取得最大效率。
具體實施例方式太陽能鍋爐容量100MW，在在役的亞臨界或高溫高壓機組上結合，但要選擇剩餘壽 命與太陽能鍋爐壽命相當的。設計與裝備生產，首臺在國內各大鍋爐廠招標，鍋爐廠從國際上選擇以合作夥伴， 引進中溫與高溫集熱器技術及10%產品，其餘在技術供應商指導下國產化。引進核心基本 設計技術，國內設計院承擔其他設計任務。經營方式電廠改造完成後，交原電廠以租賃太陽能鍋爐方式運行。電廠留存太 陽能鍋爐維修及運行費，負責太陽能鍋爐的運行與檢修。投資形成固定資產歸投資方所有。 可以看成是電廠租賃太陽能鍋爐，租賃費用為太陽能發電量收入_維修費_相當於原燃煤 發電量的上網電價收入-太陽能發電設備新增運行人員工資及福利。調度方式每天太陽升起時啟動太陽能鍋爐，啟動前期通過旁路將低壓蒸氣通往 除氧器，當壓力逐漸升高至高加汽源壓力時，旁路自動切至高加起源，直到太陽能鍋爐主汽 參數合格後，與原化石燃料鍋爐並汽，實現太陽能鍋爐與原化石燃料鍋爐並列運行。此時調 度方式為太陽能鍋爐根據天氣、氣候及時刻能發多少用多少。
權利要求
拋物面槽形太陽能集熱器構成的蒸發段+塔式集熱器的蒸汽過熱段+塔式集熱器的再熱段的太陽能直流鍋爐模型。
2.在基於權利要求1所屬的太陽能直流鍋爐模型的基礎上，採用太陽能直流鍋爐+高 溫高壓、亞臨界或超臨界化石燃料鍋爐並列運行，共同使用同一汽輪機的發電模式。
3.化石燃料鍋爐與新建太陽能鍋爐並列運行模型與控制策略。
全文摘要
本發明提出了一種太陽能生產蒸汽發電技術與目前發電使用朗肯循環的結合的新型發電模式。從而實現增加功率或減少化石燃料耗用量、緩解大多數可再生能源技術的間歇性、保持可調度性並幫助他們滿足可再生能源對大型的化石燃料電廠的投資要求。針對目前現有的槽式及塔式太陽能技術並結合我國的實際情況，提出了高溫高壓太陽能直流鍋爐+高溫高壓、亞臨界或超臨界化石燃料鍋爐並列運行，共同使用同一汽輪機的利用模式。這一形式，可以是在在役電廠機組上改造，也可以在新建電廠中實行。太陽能鍋爐模型為拋物面槽形太陽能集熱器構成的蒸發段+塔式集熱器的蒸汽過熱段+塔式集熱器的再熱段，生成高壓並且溫度到545℃的過熱蒸汽。
文檔編號F24J2/00GK101832538SQ20101013018
公開日2010年9月15日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者呂亮, 王明仁 申請人:國電龍源電力技術工程有限責任公司