本发明专利技术公开了一种太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统及实现方法，所述的组合系统包括热电生产模块、热电供热采暖模块、太阳能热模块和热能存储模块。本发明专利技术在非采暖季太阳能热模块加热热电生产模块的凝结水参与发电，减少热电生产模块的煤耗，从而减少排放；在采暖季通过热能存储模块与热电供热采暖模块耦合直接将热量供给热用户管网，减少了能量形式的转换环节从而提高了太阳能的利用率。太阳能热模块所需的热能储存装置与热电生产模块电量低谷调峰所需的热能储存装置共用，比单一热电生产模块采用电量低谷热能储存装置单位投资小，增强了太阳能热利用的稳定性，同时还大大提升了热电供热采暖模块的灵活性及热电生产模块的调峰能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能热领域、热电联产领域和热能储存领域，特别是太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合技术。
技术介绍
目前，太阳能热发电在我国正处于示范应用阶段。其技术路线是：通过太阳能热采集系统将水加热成高温高压蒸汽，再带动汽轮机组发电。由于太阳能的不稳定性，太阳能热发电系统通常设置储热罐，以保证发电的稳定。热电联产是同时向用户供给电能和热能的生产方式，或是同时生产蒸汽和电力的先进能源利用形式，是提高能源利用率，节约能源的有效途径，具有减少污染、净化环境、提高供热质量、促进经济发展等优点。热电厂热储能是在电供大于求、电热需求相矛盾的情形下刚刚兴起的储能方式。一般的储热流程是：采暖季，在电网负荷低谷时间段，将部分发电做功的蒸汽抽出来，其热能通过储罐储存，减少发电，待电网负荷高峰段，将储存的热能提取送到采暖供热系统，以增加或平衡供热。非采暖季，低谷不储热。太阳能热发电在现阶段突出的问题是工程造价高，太阳能热转换效率低；而热电厂单一的低谷储热也存在工程造价高的问题，同时还存在采暖季供热不足的问题。如何能通过太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合使太阳能热利用效益最大化，同时又提高热电厂在采暖季的供热量，是能源
正在大力研究的课题。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要提供一种太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统及实现方法，既能解决太阳能热发电工程的投资成本高、热转换效率低的问题；又能解决热电联产机组采暖季供热潜力不足和低谷储热工程造价高的问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统，包括热电生产模块、热电供热采暖模块、太阳能热模块和热能存储模块；所述的热电生产模块包括汽轮机、发电机、凝汽器、冷水塔、凝结水泵、化学精处理设备、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和锅炉；所述的汽轮机与发电机连接，汽轮机的乏汽排出管经凝汽器、凝结水泵、化学精处理设备、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和锅炉连接到汽轮机的蒸汽输入管，构成热电生产回路；所述的凝汽器与冷水塔连接；所述的热电供热采暖模块包括热网加热器、热网循环泵和热用户管网；所述的汽轮机的中压缸或高压缸抽汽管经热网加热器、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和锅炉连接到汽轮机的蒸汽输入管，构成热电供热回路；所述的热网加热器的采暖供水口经热用户管网、热网循环泵连接到热网加热器的采暖回水口，构成热电采暖回路；所述的太阳能热模块包括太阳能热介质循环泵、换热器C和太阳能吸热镜，所述的太阳能吸热镜的热介质出口经太阳能热介质循环泵和换热器C连接到太阳能吸热镜的热介质入口；构成太阳能热供热回路；所述的热能存储模块包括冷媒储罐、热媒储罐、换热器A、换热器B、换热器C、换热器D、热媒泵A、热媒泵B、冷媒泵A和冷媒泵B；所述的冷媒储罐经冷媒泵B和换热器C连接到热媒储罐，构成太阳能热存储管路；所述的冷媒储罐经冷媒泵A和换热器D连接到热媒储罐，构成热电生产模块的热存储管路；所述的汽轮机的中压缸或高压缸抽汽管经换热器D、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和锅炉连接到汽轮机的蒸汽输入管，构成热电生产模块的热存储回路；所述的热媒储罐经热媒泵B和换热器B连接到冷媒储罐，构成热电生产模块的凝结水加热管路；所述的换热器B与低压加热器连接，构成热电生产模块的凝结水加热回路；所述的热媒储罐经热媒泵A和换热器A连接到冷媒储罐，构成热电供热采暖模块的加热管路；所述的换热器A与热网加热器连接，构成热电供热采暖模块的加热管路。进一步地，所述的锅炉为燃煤锅炉或燃气锅炉。进一步地，所述的太阳能吸热镜为槽式太阳能吸热镜或菲涅尔式太阳能吸热镜。进一步地，所述的热介质为防冻液或导热油。进一步地，所述的冷媒、热媒为溶盐或防冻液或水。太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统的实现方法，包括如下步骤：A、非供暖季发电A1、太阳能热模块通过太阳能吸热镜吸收太阳能加热介质，再由太阳能热介质循环泵将加热后的热介质通过换热器C进行换热；冷媒泵B将冷媒储罐中的冷媒经过换热器C将太阳能热模块的热能存储至热媒储罐；实现太阳能与热能转化和储存；A2、热媒泵B将热媒储罐中的热媒经过换热器B加热热电生产模块中的凝结水后进入冷媒储罐；将全部或部分原本进入低压加热器的凝结水取走并进入换热器B与热媒进行换热，然后再回到低压加热器的凝结水出口，进而减少低压加热器的抽汽量，增加汽轮机低压缸做功蒸汽；实现太阳能参与热电生产模块的发电；B、供暖季发电和供热B1、太阳能热模块按步骤A1运行；B2、热媒泵A将热媒储罐中的热媒经过换热器A加热热电供热采暖模块中的热网循环水后进入冷媒储罐；实现太阳能热模块参与对热电供热采暖模块供热；B3、从汽轮机高压或中压缸抽汽管抽出的蒸汽经热网加热器加热热电供热采暖模块中的热网循环水后进入低压加热器的凝结水入口；实现热电生产模块和太阳能热模块同时对热电供热采暖模块供热；B4、在电网低谷段，从汽轮机高压或中压缸抽汽管抽出的蒸汽经换热器D加热热能存储模块中的冷媒后进入低压加热器的凝结水入口；冷媒泵C将冷媒储罐中的冷媒经过换热器D将热电生产模块加热后的热媒存储至热媒储罐；实现热电生产模块和太阳能热模块共同供热的同时，实现电网低谷段储热；B5、在电网高峰段，减少进入热网加热器的蒸汽，即减少热电生产模块对热电供热采暖模块的供热量，同时增加热能存储模块对热电供热采暖模块的供热量，实现电网高峰段增加发电和平衡供热；B6、在供热高峰段，不调整进入热网加热器的蒸汽，增加热能存储模块对热电供热采暖模块的供热量，实现供热高峰段的稳定发电和增加供热。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的太阳能热模块与热电生产模块按不同季节分采暖季和非采暖季耦合：非采暖季太阳能热模块加热电生产模块的凝结水参与发电，减少热电生产模块的煤耗，从而减少排放；采暖季通过热能存储模块与热电供热采暖模块耦合直接将热量供给热用户管网，减少了能量形式的转换环节，从而提高了太阳能的利用率。此外，由于太阳能热模块与热电生产模块上述的耦合方式，太阳能热模块在低温段和中温初段工作其热能转化率较高，使得太阳能热利用率最大化，同时还提高了热电生产模块的供热潜力。2、本专利技术的太阳能热模块与热电生产模块耦合比单一太阳能热发电造价大大降低。同时太阳能热模块所需的热能储存装置与热电生产模块电量低谷调峰所需的热能储存装置共用，比单一热电生产模块采用电量低谷热能储存装置单位投资小，有利于太阳能热技术和热能储存技术的推广应用，同时还大大提升了热电生产模块的调峰能力。3、本专利技术的热电生产模块电网低谷储热与太阳能热模块共用同一储罐，减少了工程造价，提高了热电生产模块的运行灵活性，适应电网调度要求。同时提高了供热潜力和对热需求的适应性。4、本专利技术的热媒储罐的热媒热量来源有太阳能热模块的热能和热电生产模块抽汽的热能，热用户管网的热源有热电生产模块中的凝结水和热能存储模块中的太阳能加热的热水。因此可以根据实际需要，实现能量的多种转化，提高了能量转化的灵活性，具有非常好的应用价值。5、本专利技术的太阳能热模块与热电生产模块的耦合发电供热大大提高了企业经济效益和社会效益。附图说明图1是本专利技术的组成示意图。图中：1—汽轮机，2—发电机，3—本文档来自技高网...
【技术保护点】
太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统，其特征在于：包括热电生产模块(100)、热电供热采暖模块(200)、太阳能热模块(300)和热能存储模块(400)；所述的热电生产模块(100)包括汽轮机(1)、发电机(2)、凝汽器(3)、冷水塔(4)、凝结水泵(5)、化学精处理设备(6)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)；所述的汽轮机(1)与发电机(2)连接，汽轮机(1)的乏汽排出管经凝汽器(3)、凝结水泵(5)、化学精处理设备(6)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)连接到汽轮机(1)的蒸汽输入管，构成热电生产回路；所述的凝汽器(3)与冷水塔(4)连接；所述的热电供热采暖模块(200)包括热网加热器(12)、热网循环泵(20)和热用户管网(26)；所述的汽轮机(1)的中压缸或高压缸抽汽管经热网加热器(12)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)连接到汽轮机(1)的蒸汽输入管，构成热电供热回路；所述的热网加热器(12)的采暖供水口经热用户管网(26)、热网循环泵(20)连接到热网加热器(12)的采暖回水口，构成热电采暖回路；所述的太阳能热模块(300)包括太阳能热介质循环泵(25)、换热器C(15)和太阳能吸热镜(19)，所述的太阳能吸热镜(19)的热介质出口经太阳能热介质循环泵(25)和换热器C(15)连接到太阳能吸热镜(19)的热介质入口；构成太阳能热供热回路；所述的热能存储模块(400)包括冷媒储罐(17)、热媒储罐(18)、换热器A(13)、换热器B(14)、换热器C(15)、换热器D(16)、热媒泵A(21)、热媒泵B(22)、冷媒泵A(23)和冷媒泵B(24)；所述的冷媒储罐(17)经冷媒泵B(24)和换热器C(15)连接到热媒储罐(18)，构成太阳能热存储管路；所述的冷媒储罐(17)经冷媒泵A(23)和换热器D(16)连接到热媒储罐(18)，构成热电生产模块(100)的热存储管路；所述的汽轮机(1)的中压缸或高压缸抽汽管经换热器D(16)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)连接到汽轮机(1)的蒸汽输入管，构成热电生产模块(100)的热存储回路；所述的热媒储罐(18)经热媒泵B(22)和换热器B(14)连接到冷媒储罐(17)，构成热电生产模块(100)的凝结水加热管路；所述的换热器B(14)与低压加热器(11)连接，构成热电生产模块(100)的凝结水加热回路；所述的热媒储罐(18)经热媒泵A(21)和换热器A(13)连接到冷媒储罐(17)，构成热电供热采暖模块(200)的加热管路；所述的换热器A(13)与热网加热器(12)连接，构成热电供热采暖模块(200)的加热管路。...
【技术特征摘要】
1.太阳能热与热电厂耦合发电和热储能组合系统，其特征在于：包括热电生产模块(100)、热电供热采暖模块(200)、太阳能热模块(300)和热能存储模块(400)；所述的热电生产模块(100)包括汽轮机(1)、发电机(2)、凝汽器(3)、冷水塔(4)、凝结水泵(5)、化学精处理设备(6)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)；所述的汽轮机(1)与发电机(2)连接，汽轮机(1)的乏汽排出管经凝汽器(3)、凝结水泵(5)、化学精处理设备(6)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)连接到汽轮机(1)的蒸汽输入管，构成热电生产回路；所述的凝汽器(3)与冷水塔(4)连接；所述的热电供热采暖模块(200)包括热网加热器(12)、热网循环泵(20)和热用户管网(26)；所述的汽轮机(1)的中压缸或高压缸抽汽管经热网加热器(12)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)连接到汽轮机(1)的蒸汽输入管，构成热电供热回路；所述的热网加热器(12)的采暖供水口经热用户管网(26)、热网循环泵(20)连接到热网加热器(12)的采暖回水口，构成热电采暖回路；所述的太阳能热模块(300)包括太阳能热介质循环泵(25)、换热器C(15)和太阳能吸热镜(19)，所述的太阳能吸热镜(19)的热介质出口经太阳能热介质循环泵(25)和换热器C(15)连接到太阳能吸热镜(19)的热介质入口；构成太阳能热供热回路；所述的热能存储模块(400)包括冷媒储罐(17)、热媒储罐(18)、换热器A(13)、换热器B(14)、换热器C(15)、换热器D(16)、热媒泵A(21)、热媒泵B(22)、冷媒泵A(23)和冷媒泵B(24)；所述的冷媒储罐(17)经冷媒泵B(24)和换热器C(15)连接到热媒储罐(18)，构成太阳能热存储管路；所述的冷媒储罐(17)经冷媒泵A(23)和换热器D(16)连接到热媒储罐(18)，构成热电生产模块(100)的热存储管路；所述的汽轮机(1)的中压缸或高压缸抽汽管经换热器D(16)、低压加热器(11)、除氧器(10)、给水泵(8)、高压加热器(9)和锅炉(7)连接到汽轮机(1)的蒸汽输入管，构成热电生产模块(100)的热存储回路；所述的热媒储罐(18)经热媒泵B(22)和换热器B(14)连接到冷媒储罐(17)，构成热电生产模块(100)的凝结水加热管路；所述的换热器B(14)与低压加热器(11)连接，构成热电生产模块(100)的凝结水加热回路；所述的热媒储罐(18)经热媒泵A(21)和换热器A(13)连接到冷媒储罐(17)，构成热电供热采暖模块(200)的加热管路；所述的换热器A(13)与热网加热器(12)连接，构成热电供热采暖模块(200)的加热管路。2.根据权利要求1所述的太阳能热与热电厂耦合...
【专利技术属性】
技术研发人员：王连生，杜宏伟，李大超，高英伟，周箭，
申请(专利权)人：王连生，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。