太阳能热发电综合能源利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能热发电综合能源利用系统。其包括有导热油循环连接系统，汽水循环连接系统，沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统；优点在于：利用燃气锅炉将蒸汽从370℃、10.3Mpa加热到535℃、9.3Mpa，使汽轮机热力循环效率得到提高，从而提高了传统槽式太阳能热发电效率。同时本实用新型中燃气锅炉使用的燃料为生物质燃气，是通过农村生物质发酵提纯生产的可再生能源，一方面实现了所述系统全部采用可再生能源，另一方面减少了农村秸秆直接燃烧的使用方式，减轻了大气环境压力。通过利用燃气锅炉尾气中的余热，提高了燃气锅炉热效率，同时为沼气发酵保温也实现了能量的循环利用。
【专利说明】太阳能热发电综合能源利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能热发电综合能源利用系统，尤其涉及太阳能热发电槽式热发电高温高压发电技术。
【背景技术】
[0002]太阳能热发电聚光类太阳能热发电(以下称太阳能热发电)，即利用聚光集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环持续发电的技术。
[0003]世界现有的太阳能热发电系统大致有:塔式系统、槽式系统和碟式系统三类，其中槽式系统在20世纪90年代初期实现了商业化，其他两种目前处于商业化示范阶段，有巨大的应用前景。
[0004]本系统主要涉及槽式太阳能热发电，在现有的太阳能热发电形式中，槽式热发电发展最为成熟。但是常规槽式热发电集热场最高运行温度为400 V，仅可提供371°C的过热蒸汽，低于常规火电和塔式热发电的蒸汽参数，使得槽式热发电相对于其他热发电形式效率低。
[0005]通过与其他形式的能源发电结合，可以提高太阳能槽式热发电的效率。例如，太阳能一一燃气联合循环发电形式，这种联合循环技术利用燃气轮机系统的尾气余热配合太阳能集热系统共同产生蒸汽驱动蒸汽轮机发电。联合循环系统有效较高，但天然气燃料用量比重也高，对于天然气匮乏的国家，这种联合循环发电形式不具备经济性。目前，国内外都有对此方面的研宄。由于我国属于燃煤国家，天然气资源相对匮乏，因此，在这方面的研宄还很少。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种太阳能热发电综合能源利用系统，其可以提高太阳能槽式热发电系统的热力循环效率，提高槽式热发电总体效率，提高发电量，降低上网电价，有利于槽式热发电系统在太阳能资源相对一般的地区推广。同时，本实用新型使用的燃气为生物质燃气，由秸杆和牛粪等有机物发酵提纯得到，实现了农村秸杆清洁利用，实现了工业与农业循环经济。本实用新型实用的能源全部为可再生能源，实现了节能减排的目的。
[0007]为实现以上目的，本实用新型的太阳能槽式热发电综合能源利用系统，其包括有导热油循环连接系统，汽水循环连接系统，沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统；其中，
[0008]所述导热油循环连接系统包括有如下部分:槽式聚光集热场，储热系统，太阳能蒸汽发生系统，导热油管路，集热管路，膨胀罐；所述槽式聚光集热场通过导热油管路分别与储热系统的油盐换热器和太阳能蒸汽发生系统的过热器相连，储热系统的油盐换热器通过导热油管路与槽式聚光集热场的集热管路相连，所述太阳能蒸汽发生系统的过热器与所述太阳能蒸汽发生系统的蒸汽发生器相连，所述太阳能蒸汽发生系统的蒸汽发生器与所述太阳能蒸汽发生系统的预热器相连，所述太阳能蒸汽发生系统的预热器与所述膨胀罐相连，所述膨胀罐与所述槽式聚光集热场的集热管路相连；
[0009]所述汽水循环连接系统包括有如下部分:所述太阳能蒸汽发生系统，燃气锅炉，汽轮发电机组，直接空冷系统和抽汽回热系统；
[0010]所述抽汽回热系统的高压给水器预热器与所述太阳能蒸汽发生系统的预热器相连，所述太阳能蒸汽发生系统的预热器与所述太阳能蒸汽发生系统的蒸汽发生器相连，所述太阳能蒸汽发生系统的蒸汽发生器与所述太阳能蒸汽发生系统的过热器相连，所述太阳能蒸汽发生系统的过热器与所述燃气锅炉的蒸汽加热管路相连，所述燃气锅炉的蒸汽加热管路出口与所述汽轮发电机组的主气门相连，所述汽轮发电机组的排气装置与所述直接空冷系统的进气管路相连，所述直接空冷系统的凝结水管路与所述抽汽回热系统的凝结水泵相连，所述抽汽回热系统的凝结水泵与所述抽汽回热系统的低压给水加热器相连，所述抽汽回热系统的低压给水加热器与所述抽汽回热系统的除氧器相连，所述抽汽回热系统的除氧器与所述抽汽回热系统的给水泵相连，所述抽汽回热系统的给水泵与所述抽汽回热系统的高压给水器预热器相连；
[0011]所述沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统包括有如下部分:所述沼气发酵及提纯装置和所述燃气锅炉；所述沼气发酵及提纯装置的储气罐通过管路与燃气锅炉的燃气进气口相连，燃气在所述燃气锅炉中燃烧；所述沼气发酵及提纯装置的发酵罐保温水管与所述燃气锅炉的加热管路相连，发酵罐所用保温水由燃气锅炉的烟气加热。
[0012]同时，本实用新型燃气锅炉使用的燃料不仅限于生物燃气，也可以使用通过管道供应的天然气。
[0013]本实用新型的优点在于:利用燃气锅炉将蒸汽从370°C、10.3Mpa加热到535°C、9.3Mpa，使汽轮机热力循环效率得到提高，从而提高了传统槽式太阳能热发电效率。同时本实用新型中燃气锅炉使用的燃料为生物质燃气，是通过农村生物质发酵提纯生产的可再生能源，一方面实现了所述系统全部采用可再生能源，另一方面减少了农村秸杆直接燃烧的使用方式，减轻了大气环境压力。通过利用燃气锅炉尾气中的余热，提高了燃气锅炉热效率，同时为沼气发酵保温也实现了能量的循环利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为根据本实用新型实施例的太阳能热发电综合能源利用系统的整体结构示意图。
[0015]槽式聚光集热场1，储热系统2，太阳能蒸汽发生系统3，燃气锅炉4，汽轮发电机组5，直接空冷系统6，沼气发酵及提纯装置7，抽汽回热系统8，导热油管路9，集热管路10，膨胀罐11，蒸汽加热管12。
【具体实施方式】
[0016]以下所述为本实用新型的较佳实施实例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
[0017]太阳能热发电综合能源利用系统，其包括有导热油循环连接系统，汽水循环连接系统，沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统；其中，
[0018]导热油循环连接系统包括有如下部分:槽式聚光集热场1，储热系统2，太阳能蒸汽发生系统3，导热油管路9，集热管路10，膨胀罐11，蒸汽加热管12 ;
[0019]槽式聚光集热场I通过导热油管路9分别与储热系统2的油盐换热器2.1和太阳能蒸汽发生系统3的过热器3.1相连，储热系统2的油盐换热器2.1通过导热油管路9与槽式聚光集热场I的集热管路10相连，太阳能蒸汽发生系统3的过热器3.1与太阳能蒸汽发生系统3的蒸汽发生器3.2相连，太阳能蒸汽发生系统3的蒸汽发生器3.2与太阳能蒸汽发生系统3的预热器3.3相连，太阳能蒸汽发生系统3的预热器3.3与膨胀罐11相连，膨胀罐11与槽式聚光集热场I的集热管路10相连；
[0020]汽水循环连接系统包括有如下部分:太阳能蒸汽发生系统3，燃气锅炉4，汽轮发电机组5，直接空冷系统6和抽汽回热系统8 ;抽汽回热系统8的高压给水器预热器8.1与太阳能蒸汽发生系统3的预热器3.3相连，太阳能蒸汽发生系统3的预热器3.3与太阳能蒸汽发生系统(3)的蒸汽发生器3.2相连，太阳能蒸汽发生系统3的蒸汽发生器3.2与太阳能蒸汽发生系统3的过热器3.1相连，太阳能蒸汽发生系统3的过热器3.1与燃气锅炉4的蒸汽加热管路12相连，燃气锅炉4的蒸汽加热管路出口 12.1与汽轮发电机组5的主气门5.1相连，汽轮发电机组5的排气装置5.2与直接空冷系统6的进气管路6.1相连，所述直接空冷系统6的凝结水管路6.2与抽汽回热系统8的凝结水泵8.2相连，抽汽回热系统8的凝结水泵8.2与抽汽回热系统8的低压给水加热器8.3相连，抽汽回热系统8的低压给水加热器8.3与抽汽回热系统8的除氧器8.4相连，抽汽回热系统8的除氧器8.4与抽汽回热系统8的给水泵8.5相连，抽汽回热系统8的给水泵8.5与抽汽回热系统8的高压给水器预热器8.1相连；
[0021]沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统包括有如下部分:沼气发酵及提纯装置7和燃气锅炉4 ;沼气发酵及提纯装置7的储气罐7.1通过管路与燃气锅炉4的燃气进气口4.1相连，燃气在燃气锅炉4中燃烧；沼气发酵及提纯装置7的发酵罐保温水管7.2与所述燃气锅炉4的加热管路相连，发酵罐7.3所用保温水由燃气锅炉4的烟气加热。
[0022]槽式聚光集热场I由若干个太阳能槽式聚光回路组成，聚光回路由固定数量的聚光集热器组成，传热工质一般为导热油，也可以使用熔融盐；集热场通过管路与太阳能蒸汽发生系统3连接并进行换热，换热后导热油返回到集热场1，构成一个完整的导热油循环回路。槽式聚光集热场I收集的热量传递给太阳能蒸汽发生系统3，太阳能蒸汽发生系统3产生370°C、10.3Mpa的过热蒸汽，此过热蒸汽通过生物质燃气锅炉4加热至535°C、9.3Mpa，新蒸汽进入汽轮机做功，做功后乏汽通过直接空冷系统6成为冷凝水，再由给水泵送至各级加热器和除氧器，达到给水温度后进入太阳能蒸汽发生系统3，构成了完整的汽水循环系统。储热系统在夜间或阳光不足时延长系统发电时间，储热的热量来自白天阳光充足时富余的太阳能热。
[0023]根据本实用新型的一个方面，生物燃气锅炉使用的燃料为生物质沼气发酵提纯系统生产的生物天然气，该发酵提纯系统综合秸杆化学快速预处理技术、秸杆高效发酵技术和水洗沼气提纯技术，技术成熟、先进。生物燃气甲烷含量达到96%以上。生物燃气的使用实现了本实用新型全部采用可再生能源。
[0024]根据本实用新型的一个方面，所述系统关键在于利用燃气过热锅炉进一步提高蒸汽温度，蒸汽通过布置在燃气过热锅炉上管路受热，加热蒸汽后锅炉烟气仍有余温，烟气余热用来给沼气发酵罐保温，提高燃气过热锅炉热效率。
【权利要求】
1.太阳能热发电综合能源利用系统，其特征在于，其包括有导热油循环连接系统，汽水循环连接系统，沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统；其中， 所述导热油循环连接系统包括有如下部分:槽式聚光集热场(1)，储热系统(2)，太阳能蒸汽发生系统(3)，导热油管路(9)，集热管路(10)，膨胀罐(11);所述槽式聚光集热场(I)通过导热油管路(9)分别与储热系统(2)的油盐换热器(2.1)和太阳能蒸汽发生系统(3)的过热器(3.1)相连，储热系统(2)的油盐换热器(2.1)通过导热油管路(9)与槽式聚光集热场(I)的集热管路(10)相连，所述太阳能蒸汽发生系统(3)的过热器(3.1)与所述太阳能蒸汽发生系统(3)的蒸汽发生器(3.2)相连，所述太阳能蒸汽发生系统(3)的蒸汽发生器(3.2)与所述太阳能蒸汽发生系统(3)的预热器(3.3)相连，所述太阳能蒸汽发生系统(3)的预热器(3.3)与所述膨胀罐(11)相连，所述膨胀罐(11)与所述槽式聚光集热场⑴的集热管路(10)相连； 所述汽水循环连接系统包括有如下部分:所述太阳能蒸汽发生系统(3)，燃气锅炉(4)，汽轮发电机组(5)，直接空冷系统(6)和抽汽回热系统⑶； 所述抽汽回热系统(8)的高压给水器预热器(8.1)与所述太阳能蒸汽发生系统(3)的预热器(3.3)相连，所述太阳能蒸汽发生系统(3)的预热器(3.3)与所述太阳能蒸汽发生系统(3)的蒸汽发生器(3.2)相连，所述太阳能蒸汽发生系统(3)的蒸汽发生器(3.2)与所述太阳能蒸汽发生系统(3)的过热器(3.1)相连，所述太阳能蒸汽发生系统(3)的过热器(3.1)与所述燃气锅炉(4)的蒸汽加热管路(12)相连，所述燃气锅炉(4)的蒸汽加热管路出口(12.1)与所述汽轮发电机组(5)的主气门(5.1)相连，所述汽轮发电机组(5)的排气装置(5.2)与所述直接空冷系统(6)的进气管路(6.1)相连，所述直接空冷系统(6)的凝结水管路(6.2)与所述抽汽回热系统(8)的凝结水泵(8.2)相连，所述抽汽回热系统(8)的凝结水泵(8.2)与所述抽汽回热系统(8)的低压给水加热器(8.3)相连，所述抽汽回热系统(8)的低压给水加热器(8.3)与所述抽汽回热系统(8)的除氧器(8.4)相连，所述抽汽回热系统(8)的除氧器(8.4)与所述抽汽回热系统(8)的给水泵(8.5)相连，所述抽汽回热系统⑶的给水泵(8.5)与所述抽汽回热系统⑶的高压给水器预热器(8.1)相连； 所述沼气发酵及提纯装置与燃气锅炉连接系统包括有如下部分:所述沼气发酵及提纯装置(7)和所述燃气锅炉(4);所述沼气发酵及提纯装置(7)的储气罐(7.1)通过管路与燃气锅炉(4)的燃气进气口(4.1)相连，燃气在所述燃气锅炉(4)中燃烧；所述沼气发酵及提纯装置(7)的发酵罐保温水管(7.2)与所述燃气锅炉(4)的加热管路相连，发酵罐(7.3)所用保温水由燃气锅炉(4)的烟气加热。
2.根据权利要求1所述的太阳能热发电综合能源利用系统，其特征在于，所述燃气锅炉(4)使用的燃料为生物燃气或天然气。
【文档编号】F03G6/06GK204226129SQ201420679541
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】姜艳波, 刘歆, 孟斌, 于海鹏, 司有华, 李兵静, 姜丝拉夫, 王建华, 牛守慧, 杨婧, 杜丽娟 申请人:姜艳波