[实用新型]一种耦合压缩空气储能的太阳能水轮发电储热集成装置

说明书

本实用新型公开了一种耦合压缩空气储能的太阳能水轮发电储热集成装置，包括储热换热器、储气换热器、密封容器及燃气轮机发电机组；现行太阳能水轮发电设备中的储热换热一体化装置即储热换热器存在较大热损且低温储热及太阳能集热装置内的余热无法充分利用；本实用新型涉及耦合压缩空气储能的太阳能水轮发电储热集成技术，谷电时段通过太阳能集热装置及储热换热器预热低压压缩空气，由燃气轮机压气机绝热压缩成高温高压压缩空气存入储气换热器内并由第二吸热管换热生成过热蒸汽输出，峰电时段由涡轮机将换热后的高压压缩空气透平发电；通过集成能提高现有太阳能水轮发电的储热热效与发电效率，以及压缩空气储能的经济性。

技术领域

本专利涉及一种耦合压缩空气储能的太阳能水轮发电的储热集成技术。

背景技术

如公开号CN109441743A所示的一种太阳能水轮发电设备，其利用太阳能光热原理与水轮发电原理利用清洁能源进行发电，但其在光照条件不足或是夜晚时，储热装置温度变化加大会出现给气压力不稳定的问题，而且由于现行太阳能水轮发电采用细沙混凝土等物理材料显热储热，成本低安全可靠是其优点，因与外部环境温差大存在较大热损及存在近四分之一的低温热量无法使用并限制了太阳能集热器内余热的使用是其缺点亟待克服，同时现行太阳能水轮发电采用储热换热一体化技术，换热的效率受储热介质温度制约亟待改进；此外压缩空气储能存在难以直接储存高温高压压缩空气且并网发电调峰受电网调度制约，储能利用率及经济性受限的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种耦合压缩空气储能的太阳能水轮发电储热集成装置。

一种耦合压缩空气储能的太阳能水轮发电储热集成装置，包括储热换热器、储气换热器、密封容器和燃气轮机发电机组；所述的储热换热器包括储热容器，所述的储气换热器包括压力容器，所述的储热容器和压力容器均位于密封容器的内部并上下分布，密封容器的内壁与储热容器的外壁及压力容器的外壁之间形成预热池；所述的密封容器内设有第一吸热管和第二吸热管；所述的第一吸热管呈弯折状盘旋设于储热容器内，所述的第二吸热管呈弯折状盘旋设于压力容器内；第一、第二吸热管的入口端均通过尾气循环管道与尾气循环装置相连，第一、第二吸热管的出口端均通过高压给气管道与高压给水装置相连；所述的燃气轮机发电机组包括燃气轮机压气机和涡轮机，所述燃气轮机压气机的进气端口通过吸气管与预热池相连，排气端口依次通过排气管、进气管并与压力容器相连；所述涡轮机的进气端口通过出气管与压力容器相连，排气端口通过透平废气进管与预热池相连。

优选地，还包括传热管，所述的传热管呈弯折状盘旋于储热换热器内，传热管的入口与太阳能集热装置的出口相连，传热管的出口通过传热回管与太阳能集热装置的入口相连。

优选地，所述的传热回管上还连有热力除氧机，所述的热力除氧机通过减压阀与传热回管相连。

各部件说明：

1)储热换热器：为公开号CN109441743A所示的一种太阳能水轮发电设备中的储热换热一体化装置，其主要作用为由压缩空气将太阳能集热装置内的热能传递给储热换热器内的储热介质完成储热并在第一吸热管中直接换热生成高压给水所需的过热蒸汽。

2)储气换热器：其主要作用为储存经燃气轮机压气机排出的高温高压压缩空气并在第二吸热管中直接换热生成高压给水所需的过热蒸汽。

3)密封容器：其主要作用为储存经太阳能集热装置及储热换热器预热的低压压缩空气并吸纳储热换热器及储气换热器因向外热传递而发生的损热。

4)燃气轮机发电机组：因需将预热后的低压压缩空气绝热压缩成高温高压压缩空气，故需耐高温压气机，普通压缩机包括空压机无法实现而燃气轮机压气机则可实现；因燃气轮机压气机与涡轮机不同时工作，故燃气轮机压气机与涡轮机彼此独立工作，不共用转轴；其主要作用为：一方面由燃气轮机压气机制取高温高压压缩空气，另一方面由涡轮机将换热后的高压压缩空气透平发电。

有益效果：