利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统的制作方法

1.本实用新型涉及光热领域、储能领域以及余热发电领域，更具体的说，是涉及一种利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统。


背景技术：

2.目前，国内工业领域产生的余热，基本上已经通过余热发电工艺进行回收，提高了工厂的能源利用效率，但余热电站所产生的电能，尚不能满足工厂的用电需求。同时目前世界上大多数余热电站的汽轮发电机的发电能力，普遍尚有20％以上的发电裕量，可以通过改善余热锅炉的换热特性来进一步提升发电能力。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统，利用太阳能光热工艺，通过熔盐储热及换热系统转化为稳定的热源，进一步来加热余热锅炉省煤器出口的热水，提高进入余热锅炉汽包的水温，由此提升余热锅炉的产汽能力，或进一步来加热余热电站的主蒸汽，提升主蒸汽的参数，由此提升目前余热电站的发电能力；这样一方面降低工厂的购电量，一方面降低工厂二氧化碳的排放量。
4.本实用新型的目的可通过以下技术方案实现。
5.本实用新型利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统，包括光热发电系统、熔盐储热及换热系统、余热发电系统；
6.所述熔盐储热及换热系统由熔盐储罐构成，所述熔盐储罐的熔盐进口通过热熔盐管路连接至光热发电系统出口，所述熔盐储罐的熔盐出口通过冷熔盐管路连接至光热发电系统进口；
7.所述余热发电系统包括余热锅炉、汽轮发电机组、除氧器、凝汽器，所述余热锅炉的省煤器出水口通过管路连接至熔盐储罐的进水口，所述余热锅炉的汽包进水口通过管路连接至熔盐储罐的出水口，所述余热锅炉的蒸汽出口通过管路连接至汽轮发电机组的蒸汽进口，所述余热锅炉的进水口通过管路连接至除氧器的出水口，所述余热锅炉的省煤器出水口和汽包进水口之间通过管路连接有旁通阀；所述除氧器的除氧加热蒸汽进口通过管路连接至汽轮发电机组的除氧抽气口，所述除氧器的凝结水进口通过管路连接至凝汽器的凝结水出口，所述凝汽器的进气口通过管路连接至汽轮发电机组的汽轮机排气口。
8.所述光热发电系统包括镜场，所述镜场由矩阵排列的太阳能光热板构成，每列太阳能光热板均穿设有光热集热管，每条所述光热集热管的出口均通过热熔盐管路连接至熔盐储罐的熔盐进口，每条所述光热集热管的进口均通过冷熔盐管路连接至熔盐储罐的熔盐出口。
9.所述冷熔盐管路上设置有熔盐泵。
10.所述除氧器的出水口和余热锅炉的进水口之间连接的管路上设置有给水泵；所述
除氧器的凝结水进口和凝汽器的凝结水出口之间连接的管路上设置有凝结水泵。
11.本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现。
12.本实用新型利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统，包括熔盐储热及换热系统、光热发电系统、余热发电系统；
13.所述熔盐储热及换热系统由熔盐储罐构成，所述熔盐储罐的熔盐进口通过热熔盐管路连接至光热发电系统出口，所述熔盐储罐的熔盐出口通过冷熔盐管路连接至光热发电系统进口；
14.所述余热发电系统包括余热锅炉、汽轮发电机组、除氧器、凝汽器，所述余热锅炉的蒸汽出口通过管路连接至熔盐储罐的蒸汽进口，所述熔盐储罐的蒸汽出口通过管路连接至汽轮发电机组的蒸汽进口，所述余热锅炉的进水口通过管路连接至除氧器的出水口；所述除氧器的除氧加热蒸汽进口通过管路连接至汽轮发电机组的除氧抽气口，所述除氧器的凝结水进口通过管路连接至凝汽器的凝结水出口，所述凝汽器的进气口通过管路连接至汽轮发电机组的汽轮机排气口。
15.所述光热发电系统包括镜场，所述镜场由矩阵排列的太阳能光热板构成，每列太阳能光热板均穿设有光热集热管，每条所述光热集热管出口均通过热熔盐管路连接至熔盐储罐进口，每条所述光热集热管进口均通过冷熔盐管路连接至熔盐储罐出口。
16.所述冷熔盐管路上设置有熔盐泵。
17.所述除氧器的出水口和余热锅炉的进水口之间连接的管路上设置有给水泵；所述除氧器的凝结水进口和凝汽器的凝结水出口之间连接的管路上设置有凝结水泵。
18.与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：
19.本实用新型将光热发电工艺结合熔盐储能技术，利用熔盐显热加热来自余热锅炉省煤器出口的热水，提升省煤器出口水温，使余热锅炉产生更多的蒸汽进入汽轮发电机组做功，产生更多的电能。本实用新型结合光热发电工艺以及熔盐储能工艺，将现有余热锅炉的换热特性进一步提升，从而提高整个余热电站的发电能力。
20.本实用新型将光热发电工艺结合熔盐储能技术，利用熔盐显热加热来自余热锅炉的主蒸汽，提升主蒸汽的过热度，参数更高的主蒸汽进入现有的汽轮发电机组进行做功，产生更多的电能。本实用新型结合光热发电工艺以及熔盐储能工艺，将现有余热电站的主蒸汽参数进一步提升，从而提高整个余热电站的发电能力。
21.本实用新型可以利用光热发电工艺产生清洁能源，利用熔盐储热及换热系统实现热量的稳定输出，同时又利用现有的工业余热电站尚未被利用的发电能力，提升现有资产的利用效率。最终既可以降低企业自电网的购电量，获得电力收益，又可以通过光热利用工艺降低企业的二氧化碳排放量，获得二氧化碳减排收益。
附图说明
22.图1是实施例1的系统示意图。
23.图2是实施例2的系统示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
25.实施例1
26.如图1所示，本实用新型利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统，主要包括熔盐储热及换热系统、光热发电系统、余热发电系统。
27.所述熔盐储热及换热系统由熔盐储罐构成，所述熔盐储罐可以设置为管程和壳程的结构，以便两种介质间进行换热。所述熔盐储罐的熔盐进口通过热熔盐管路连接至光热发电系统出口，所述熔盐储罐的熔盐出口通过冷熔盐管路连接至光热发电系统进口。合理选择熔盐的成分，使熔盐的工作性质与余热锅炉的运行参数相匹配，并降低熔盐熔点，避免非正常工作状态下产生凝固。
28.所述光热发电系统包括镜场，所述镜场由矩阵排列的太阳能光热板构成，每列太阳能光热板均穿设有光热集热管，每条所述光热集热管的出口均通过热熔盐管路连接至熔盐储罐的熔盐进口，每条所述光热集热管的进口均通过冷熔盐管路连接至熔盐储罐的熔盐出口。其中，所述冷熔盐管路上设置有熔盐泵。
29.所述余热发电系统主要包括余热锅炉、汽轮发电机组、除氧器、凝汽器。所述余热锅炉的省煤器出水口通过管路连接至熔盐储罐的进水口，且该管路上课设置旁通阀，所述余热锅炉的汽包进水口通过管路连接至熔盐储罐的出水口，且该管路上可设置旁通阀，所述余热锅炉的省煤器出水口和汽包进水口之间通过管路连接有旁通阀。所述余热锅炉的蒸汽出口通过管路连接至汽轮发电机组的蒸汽进口，所述余热锅炉的进水口通过管路连接至除氧器的出水口。所述除氧器的除氧加热蒸汽进口通过管路连接至汽轮发电机组的除氧抽气口，所述除氧器的凝结水进口通过管路连接至凝汽器的凝结水出口，所述凝汽器的进气口通过管路连接至汽轮发电机组的汽轮机排气口。
30.其中，所述除氧器的出水口和余热锅炉的进水口之间连接的管路上设置有给水泵。所述除氧器的凝结水进口和凝汽器的凝结水出口之间连接的管路上设置有凝结水泵。
31.本实用新型将太阳能利用与余热利用作为整套系统的热源，通过熔盐储热将太阳能热源转化为稳定的输出热源，产生的蒸汽共同推动现有余热发电系统的汽轮发电机组，转化为电能。
32.本实用新型具体工作流程：利用光热集热管，将太阳能转化为熔盐的热能，通过熔盐泵提供的动力，将加热后的熔盐储存于熔盐储罐中。
33.同时，将来自余热锅炉省煤器出水口的热水，引入熔盐储罐中，通过与热熔盐的换热，进一步提高水温，加热后的热水进入余热锅炉的汽包，进一步产生蒸汽，随后进入汽轮发电机组进行做功发电。另外，该系统中通过控制旁通阀组，可以实现熔盐储热及换热系统、光热发电系统的并入与解列。
34.在汽轮机里做功后的排汽进入凝汽器，经循环冷却水冷却后，在凝汽器中冷凝为凝结水，经凝结水泵送至除氧器除氧后参与下次循环。
35.本实用新型将光热发电和熔盐储能技术，与余热发电工艺进行有效耦合，利用光热发电的能力、熔盐系统的储能能力，并结合现有余热锅炉的运行特点，实现传统余热电站的绿色升级。
36.实施例2
37.如图2所示，本实用新型利用光热及熔盐储能技术提升余热电站发电能力的系统，主要包括熔盐储热及换热系统、光热发电系统、余热发电系统。
38.所述熔盐储热及换热系统由熔盐储罐构成，所述熔盐储罐可以设置为管程和壳程的结构，以便两种介质间进行换热。所述熔盐储罐的熔盐进口通过热熔盐管路连接至光热发电系统出口，所述熔盐储罐的熔盐出口通过冷熔盐管路连接至光热发电系统进口。合理选择熔盐的成分，使熔盐的工作性质与余热发电系统的主蒸汽参数相匹配，并降低熔盐熔点，避免非正常工作状态下产生凝固。
39.所述光热发电系统包括镜场，所述镜场由矩阵排列的太阳能光热板构成，每列太阳能光热板均穿设有光热集热管，每条所述光热集热管出口均通过热熔盐管路连接至熔盐储罐进口，每条所述光热集热管进口均通过冷熔盐管路连接至熔盐储罐出口。其中，所述冷熔盐管路上设置有熔盐泵。
40.所述余热发电系统包括余热锅炉、汽轮发电机组、除氧器、凝汽器，所述余热锅炉的蒸汽出口通过管路连接至熔盐储罐的蒸汽进口，所述熔盐储罐的蒸汽出口通过管路连接至汽轮发电机组的蒸汽进口，所述余热锅炉的进水口通过管路连接至除氧器的出水口。所述除氧器的除氧加热蒸汽进口通过管路连接至汽轮发电机组的除氧抽气口，所述除氧器的凝结水进口通过管路连接至凝汽器的凝结水出口，所述凝汽器的进气口通过管路连接至汽轮发电机组的汽轮机排气口。
41.其中，所述除氧器的出水口和余热锅炉的进水口之间连接的管路上设置有给水泵。所述除氧器的凝结水进口和凝汽器的凝结水出口之间连接的管路上设置有凝结水泵。
42.本实用新型将太阳能利用与余热利用作为整套系统的热源，通过熔盐储热将太阳能热源转化为稳定的输出热源，产生的蒸汽共同推动现有余热发电系统的汽轮发电机组，转化为电能。
43.本实用新型具体工作流程：利用光热集热管，将太阳能转化为熔盐的热能，通过熔盐泵提供的动力，将加热后的熔盐储存于熔盐储罐中。
44.同时，将来自余热锅炉的主蒸汽，引入熔盐储罐中，通过与热熔盐的换热，进一步提高主蒸汽的温度，加热后的过热主蒸汽进入现有的汽轮发电机组进行做功发电。做功后的排汽进入凝汽器，经循环冷却水冷却后，在凝汽器中冷凝为凝结水，经凝结水泵送至除氧器除氧后参与下次循环。
45.本实用新型将光热发电和熔盐储能技术，与余热发电工艺进行有效耦合，利用光热发电的能力、熔盐系统的储能能力，并结合现有余热发电工艺尚未被充分利用的发电能力，实现传统余热电站的绿色升级。
46.尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。