一种地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统技术方案

一种地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，属可再生能源利用技术领域，目的是降低发电耗煤量，减少环境污染。其技术方案是：它包括加热器和并联辅助系统，所述并联辅助系统由地热加热系统与抛物面槽式太阳能集热器场并联而成，并联辅助系统的工质出口经并联辅助系统蒸汽出口阀接加热器的蒸汽入口，其工质入口经并联辅助系统疏水入口阀接加热器的疏水出口。本实用新型专利技术利用地热能和太阳能加热给水，减少了本级加热器汽轮机侧抽汽量，在维持机组发电量不变的情况下，使煤耗量明显减少，有效降低了二氧化碳的排放量，解决了单一燃煤电厂的高污染问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能有效利用地热能和太阳能提高燃煤发电效率，实现低碳排放的新型辅助加热器系统，属可再生能源利用

技术介绍
目前，我国发电厂以火力发电为主，这种发电方式所用燃料主要是煤炭，其缺点是煤耗高，能源利用率低，二氧化碳等有害气体排放量大，环境污染严重。据初步统计，我国火电厂二氧化碳的排放量达到总排放量的近60%左右，因此，如何实现节能减排是火力发电厂目前所面临的一个富有挑战性的重大课题。地热资源具有开发费用低、无污染等优势。据原地矿部统计，我国地热资源十分丰富，其探明的藏南、滇西、川西以及台湾省的地热资源尤为丰富，且多为150°C以上的高温地热资源，但目前我国地热的开发和利用仍处于初级阶段，地热在能源结构中所占的比例不足0.5%，因此开发潜力巨大。另外，我国太阳能资源也非常丰富，具有安全可靠、使用寿命长、运行费用低，维护简单、无噪声、无需燃料、无污染等优点，太阳能利用技术日趋成熟。在各类太阳能集热器中，抛物面槽式太阳能集热器属于一种中温集热器，它可以将工质温度加热到400°C，利用这种集热器收集太阳能进行发电是目前唯一实现商业化运营的太阳能热发电方式。但是单纯的太阳能集热发电系统需要大量的抛物面槽式太阳能集热器，占地面积巨大，投资较高。由于太阳能资源丰富的地区与地热能资源丰富的地区重叠分布，因此通过整合地热能和太阳能的低碳排放优势和传统的火力发电的技术优势，将地热能和太阳能的利用联合引入传统燃煤电厂系统中，势必能有效地改善并提高系统发电的经济性和环保性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足、提供一种地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，以降低燃煤发电系统的煤耗、减少环境污染。本技术所述问题是以下述技术方案实现的:一种地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，构成中包括加热器和并联辅助系统，所述并联辅助系统由地热加热系统与抛物面槽式太阳能集热器场并联而成，并联辅助系统的工质出口经并联辅助系统蒸汽出口阀接加热器的蒸汽入口，其工质入口经并联辅助系统疏水入口阀接加热器的疏水出口。上述地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，所述地热加热系统包括热交换器、地热井和回灌井，所述热交换器的吸热工质入口经地热加热系统入口阀与并联辅助系统疏水入口阀的出口连接，其吸热工质出口经地热加热系统出口阀与并联辅助系统蒸汽出口阀的入口连接，热交换器的高温流体入口经进水阀接地热井内热水，其高温流体出口经排水阀与回灌井连接；在进水阀的入口与排水阀的出口之间设置有旁路阀。上述地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，所述抛物面槽式太阳能集热器场由多个抛物面槽式太阳能集热器串、并联连接而成，其入口设置有集热器场入口阀，出口设置有集热器场出口阀。本专利技术在传统燃煤电厂加热器系统的基础上增加了由地热加热系统与抛物面槽式太阳能集热器场并联构成的辅助系统，并联辅助系统将加热器的部分疏水加热至具有本级加热器汽机侧抽汽参数的蒸汽后送回加热器，这些蒸汽代替全部或部分汽轮机侧抽汽在加热器中放出热量，加热来自上一级加热器的给水。该系统充分利用了地热能和太阳能丰富和无污染的优势，调整了能源结构，提高能源利用效率。地热加热系统、抛物面槽式太阳能集热器场的进出口都设有阀门，在设备出现故障时可以起到解裂故障装置的作用，以防影响系统的正常运行。本专利技术利用地热能和太阳能加热给水，减少了本级加热器汽轮机侧抽汽量，在维持机组发电量不变的情况下，使煤耗量明显减少，有效降低了二氧化碳的排放量，解决了单一燃煤电厂的高污染问题。以下结合附图对本技术进一步说明。附图说明图1是本专利技术的系统连接图。图2是抛物面槽式太阳能集热器场的结构示意图。图3是抛物面槽式太阳能集热器的结构示意图。图中各标号:1、加热器；2、上一级加热器；3、下一级加热器；4、加热器抽汽蒸汽阀；5、加热器疏水阀；6、并联辅助系统疏水入口阀；7、集热器场入口阀；8、抛物面槽式太阳能集热器场；9、集热器场出口阀；10、地热加热系统入口阀；11、热交换器；12、地热加热系统出口阀；13、地热井；14、回灌井；15、进水阀；16、排水阀；17、旁路阀；18、并联辅助系统蒸汽出口阀；19、抛物面槽式太阳能集热器；20、换热管；21、抛物面槽式聚热器。具体实施方式参看图1，本专利技术提供了一种地热能和太阳能辅助燃煤电厂的加热器系统。该系统由加热器1、并联辅助系统以及各种相关管道和阀门组成，其中并联辅助系统由抛物面槽式太阳能集热器场8与地热加热系统并联组成。参看图2、3，抛物面槽式太阳能集热器场8由多个抛物面槽式太阳能集热器19经串、并联连接方式组合而成，抛物面槽式太阳能集热器19由抛物面槽式太阳能集热器换热管20和抛物面槽式聚光器21组成，换热管20中有工质流动，抛物面槽式聚光器21将太阳能辐射热量反射汇集到换热管20上，加热其中流动的工质，其最高集热温度可达400°C。本专利技术所采用的抛物面槽式太阳能集热器可选用美国Solargenix公司的SGX-1或DS-1，Lus 公司的 LS-1、LS-2 或 LS-3。参看图1，系统流程为:加热器I的疏水由加热器疏水出口 b流出，经并联辅助系统疏水入口阀6进入并联辅助系统，疏水在并联辅助系统中吸热，当疏水被加热成具有本级汽轮机侧抽汽参数的蒸汽后，蒸汽通过并联辅助系统蒸汽出口阀18进入加热器I进行放热，加热来自上一级加热器2的给水，给水吸热后升温升压进入下一级加热器3，而放热后冷凝的一部分疏水通过加热器I的疏水管路再进入并联辅助系统进行循环，其余疏水通过加热器疏水阀5进入上一级加热器的疏水入口。由抛物面槽式太阳能集热器场8和地热加热系统构成的并联辅助系统的流程是:加热器疏水由加热器疏水管路通过并联辅助系统疏水入口阀6，然后分成两条支路:一条支路的疏水经集热器场入口阀7进入抛物面槽式太阳能集热器场8中进行吸热(通过抛物面槽式太阳能集热器将太阳能辐射反射到换热管20上，疏水在换热管20中流动，吸收太阳能的辐射热量使疏水温度和压力升高)，升温升压后的疏水经集热器场出口阀9流出；另一条支路的疏水经过地热加热系统入口阀10进入地热加热系统的热交换器11中进行吸热(地热加热系统的热交换器11中的换热管道外有来自地热井中的高温流体，这些流体逆流进入地热加热系统的热交换器11与换热管道内的疏水换热，使疏水的温度和压力升高)，升温升压后的疏水经地热加热系统出口阀12流出。当两支路的疏水都被加热成具有本级加热器汽轮机侧抽汽参数的蒸汽时，两部分蒸汽汇合后通过并联辅助系统蒸汽出口阀18进入加热器I中加热给水。集热器场入口阀7、集热器场出口阀9和地热加热系统进口阀10、地热加热系统出口阀12分别布置在抛物面槽式太阳能集热器场8和地热加热系统的两端，起到事故状态下解裂抛物面槽式太阳能集热器场8和地热加热系统的作用。地热加热系统输送管道内热水的流程是:从地热井13抽取的高温地热水经进水阀15进入热交换器11 (管道内外的疏水和地热水为逆流状态)，地热水的热量传递给疏水，地热水减温后通过排水阀16，回流到回灌井14 ;旁路阀17并联在进水阀15、排水阀16两侧，起到事故状态下解裂地热加热系统输送管道的作用。当天气晴好太阳能足够充足时，关闭加热器抽汽蒸汽阀4，关闭连接上一级加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，其特征是，它包括加热器（1）和并联辅助系统，所述并联辅助系统由地热加热系统与抛物面槽式太阳能集热器场（8）并联而成，并联辅助系统的工质出口经并联辅助系统蒸汽出口阀（18）接加热器（1）的蒸汽入口，其工质入口经并联辅助系统疏水入口阀（6）接加热器（1）的疏水出口。

【技术特征摘要】
1.一种地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，其特征是，它包括加热器(I)和并联辅助系统，所述并联辅助系统由地热加热系统与抛物面槽式太阳能集热器场(8)并联而成，并联辅助系统的工质出口经并联辅助系统蒸汽出口阀(18)接加热器(I)的蒸汽入口，其工质入口经并联辅助系统疏水入口阀(6)接加热器(I)的疏水出口。2.根据权利要求1所述地热能与太阳能辅助的燃煤电厂加热器系统，其特征是，所述地热加热系统包括热交换器(11)、地热井(13)和回灌井(14)，所述热交换器(11)的吸热工质入口经地热加热系统入口阀(10 )与并联辅助系统疏水入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩中合，王继选，李恒凡，刘小贞，吴智泉，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：实用新型
国别省市：