[发明专利]一种太阳能光热电站蒸汽动力循环运行方式

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光热利用技术领域，尤其涉及一种太阳能光热电站的系统运行方式。

背景技术

太阳能光热发电系统中，以水直接作为换热介质的直接蒸汽发生（DSG）技术基本原理为换热介质（水）流经集热器的过程中吸收太阳辐射转化而来的热量，升温形成水蒸气，进而驱动常规蒸汽轮机带动发电机组发电。目前国内外采取的DSG集热回路运行模式主要有三种：直通式、间接注入式以及再循环式，分别如图1-1、图1-2和图1-3所示。如图1-1所示，该模式为DSG直通式集热回路运行模式，供给水在电动循环泵103的驱动下从单列集热管路入口到出口经过预热段，蒸发段101和过热段102转化为过热蒸汽，该种模式结构较为简单、但过程难以控制。如图1-2所示，该模式为DSG间接式集热回路运行模式，供给水在电动循环泵103的驱动下从集热管路入口进入到蒸发段101、过热段102转化为过热蒸汽，在此过程中，可通过在蒸发段101或过热段102多个不同的点注入水，调节蒸发段、过热段蒸汽的温度，保证过热段102出口蒸汽的温度在正常范围内。该系统较为复杂，成本较高。如图1-3所示，该模式为DSG再循环式，供给水在电动循环泵103的驱动下，从集热管路入口进入到蒸发段101，在蒸发段101后布置循环水箱105，且在循环水箱105内布置汽水分离装置，蒸发段101内受热后的水-蒸汽进入汽水分离装置内，被分离出的饱和蒸汽进入过热段102，被进一步加热成为过热蒸汽后输出，被分离出来的多余的水在电动循环泵104的驱动下循环至集热管路的入口与预热水混合进行下一次循环，此种DSG运行模式能够保证蒸发段的吸热管路获得稳定的换热状态，运行安全可靠，系统可控性良好。但是分离产生的过量水必须进行再循环，目前再循环装置都是采用传统的电动循环泵，造价较高、耗电量及泵体冷却待来的热损失都很大，控制较复杂，大大增加了系统的成本及自用电消耗。

在太阳能光热发电系统中或常规的火力发电系统中，以水作为换热介质的储热系统或者常规汽轮机发电系统中，经过储热换热降温或汽轮机做功降温后，蒸气变为冷凝水，需要重新循环到受热区域变为蒸汽。为了能形成此闭式循环，冷凝水需要得到增压，而常规的冷凝水增压一般使用电动循环泵完成，无形中增加了发电厂的厂用电功耗。

申请号为200910026621.6的中国专利申请公开了一种风动潜水泵，风动潜水泵动力部分是根据汽轮机冲击叶轮原理，以压缩空气为介质，通过喷管进入涡轮旋转作功，泵轴随之高速转动带动泵叶轮排水。但该风动潜水泵仍需要以压缩空气为其提供动力，而压缩空气又需借助外力压缩，增加了工序的复杂性。

发明内容

为了克服上述描述的问题，本发明预提供一种结构简单，成本较低，无电功耗的一种太阳能光热电站蒸汽动力循环运行方式。

本发明公开了太阳能光热电站蒸汽动力循环运行方式，其特征在于，利用太阳能光热电站系统产生的蒸汽态传热介质为蒸汽动力循环泵提供驱动动力，实现所述太阳能光热电站系统中液态传热介质的循环。

进一步地，所述蒸汽态传热介质来源于太阳能直接蒸汽发生系统（DSG）、储热系统和汽轮机。

进一步地，所述蒸汽态传热介质包括汽液混合体、饱和蒸汽和过热蒸汽。

进一步地，所述液态传热介质为水、有机工质。其中有机工质为卤代烃、氢氯氟烃、氢氟烃、烷烃低沸点的有机物工质。

进一步地，所述太阳能直接蒸汽发生系统包括蒸发段、过热段以及两段之间的气液分离装置。

进一步地，所述蒸发段产生的全部或部分汽液混合体为蒸汽动力循环泵提供驱动动力，实施蒸发段内部液态传热介质的循环。

进一步地，所述蒸发段产生的汽液混合体，经所述气液分离装置实施气液分离，利用所分离出的全部或部分饱和蒸汽为蒸汽动力循环泵提供驱动动力，实施所述蒸发段内部液态传热介质的循环。

进一步地，所述过热段产生的全部或部分过热蒸汽为蒸汽动力循环泵提供驱动动力，实施蒸发段内部液态传热介质的循环。

进一步地，所述蒸汽动力循环泵与所述气液分离装置一体化设计，避免过多的管路连接、简化结构，减少热损失，提高效率。

进一步地，所述太阳能直接蒸汽发生系统产生的全部或部分蒸汽态传热介质作为所述储热系统存热过程的循环动力，驱动蒸汽动力循环泵实施所述储热系统相变存热的循环。