一種太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能光熱利用技術領域，尤其涉及一種太陽能光熱電站的系統運行方式。
【背景技術】
[0002]太陽能光熱發電系統中，以水直接作為換熱介質的直接蒸汽發生(DSG)技術基本原理為換熱介質(水)流經集熱器的過程中吸收太陽輻射轉化而來的熱量，升溫形成水蒸氣，進而驅動常規蒸汽輪機帶動發電機組發電。目前國內外采取的DSG集熱回路運行模式主要有三種:直通式、間接注入式以及再循環式，分別如圖1-1、圖1-2和圖1-3所示。如圖1-1所示，該模式為DSG直通式集熱回路運行模式，供給水在電動循環栗103的驅動下從單列集熱管路入口到出口經過預熱段，蒸發段101和過熱段102轉化為過熱蒸汽，該種模式結構較為簡單、但過程難以控制。如圖1-2所示，該模式為DSG間接式集熱回路運行模式，供給水在電動循環栗103的驅動下從集熱管路入口進入到蒸發段101、過熱段102轉化為過熱蒸汽，在此過程中，可通過在蒸發段101或過熱段102多個不同的點注入水，調節蒸發段、過熱段蒸汽的溫度，保證過熱段102出口蒸汽的溫度在正常范圍內。該系統較為復雜，成本較高。如圖1-3所示，該模式為DSG再循環式，供給水在電動循環栗103的驅動下，從集熱管路入口進入到蒸發段101，在蒸發段101后布置循環水箱105，且在循環水箱105內布置汽水分離裝置，蒸發段101內受熱后的水-蒸汽進入汽水分離裝置內，被分離出的飽和蒸汽進入過熱段102，被進一步加熱成為過熱蒸汽后輸出，被分離出來的多余的水在電動循環栗104的驅動下循環至集熱管路的入口與預熱水混合進行下一次循環，此種DSG運行模式能夠保證蒸發段的吸熱管路獲得穩定的換熱狀態，運行安全可靠，系統可控性良好。但是分離產生的過量水必須進行再循環，目前再循環裝置都是采用傳統的電動循環栗，造價較高、耗電量及栗體冷卻待來的熱損失都很大，控制較復雜，大大增加了系統的成本及自用電消耗。
[0003]在太陽能光熱發電系統中或常規的火力發電系統中，以水作為換熱介質的儲熱系統或者常規汽輪機發電系統中，經過儲熱換熱降溫或汽輪機做功降溫后，蒸氣變為冷凝水，需要重新循環到受熱區域變為蒸汽。為了能形成此閉式循環，冷凝水需要得到增壓，而常規的冷凝水增壓一般使用電動循環栗完成，無形中增加了發電廠的廠用電功耗。
[0004]申請號為200910026621.6的中國專利申請公開了一種風動潛水栗，風動潛水栗動力部分是根據汽輪機沖擊葉輪原理，以壓縮空氣為介質，通過噴管進入渦輪旋轉作功，栗軸隨之高速轉動帶動栗葉輪排水。但該風動潛水栗仍需要以壓縮空氣為其提供動力，而壓縮空氣又需借助外力壓縮，增加了工序的復雜性。
【發明內容】
[0005]為了克服上述描述的問題，本發明預提供一種結構簡單，成本較低，無電功耗的一種太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式。
[0006]本發明公開了太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式，其特征在于，利用太陽能光熱電站系統產生的蒸汽態傳熱介質為蒸汽動力循環栗提供驅動動力，實現所述太陽能光熱電站系統中液態傳熱介質的循環。
[0007]進一步地，所述蒸汽態傳熱介質來源于太陽能直接蒸汽發生系統(DSG)、儲熱系統和汽輪機。
[0008]進一步地，所述蒸汽態傳熱介質包括汽液混合體、飽和蒸汽和過熱蒸汽。
[0009]進一步地，所述液態傳熱介質為水、有機工質。其中有機工質為鹵代烴、氫氯氟烴、氫氟烴、烷烴低沸點的有機物工質。
[0010]進一步地，所述太陽能直接蒸汽發生系統包括蒸發段、過熱段以及兩段之間的氣液分離裝置。
[0011]進一步地，所述蒸發段產生的全部或部分汽液混合體為蒸汽動力循環栗提供驅動動力，實施蒸發段內部液態傳熱介質的循環。
[0012]進一步地，所述蒸發段產生的汽液混合體，經所述氣液分離裝置實施氣液分離，利用所分離出的全部或部分飽和蒸汽為蒸汽動力循環栗提供驅動動力，實施所述蒸發段內部液態傳熱介質的循環。
[0013]進一步地，所述過熱段產生的全部或部分過熱蒸汽為蒸汽動力循環栗提供驅動動力，實施蒸發段內部液態傳熱介質的循環。
[0014]進一步地，所述蒸汽動力循環栗與所述氣液分離裝置一體化設計，避免過多的管路連接、簡化結構，減少熱損失，提高效率。
[0015]進一步地，所述太陽能直接蒸汽發生系統產生的全部或部分蒸汽態傳熱介質作為所述儲熱系統存熱過程的循環動力，驅動蒸汽動力循環栗實施所述儲熱系統相變存熱的循環。
[0016]進一步地，所述儲熱系統相變取熱循環產生的全部或部分蒸汽態傳熱介質作為所述儲熱系統取熱利用過程的循環動力，驅動蒸汽動力循環栗實施儲熱系統相變取熱的循環。
[0017]進一步地，所述汽輪機抽氣蒸汽為汽輪機系統液態傳熱介質的循環提供動力，實施汽輪機負壓冷凝液態傳熱介質的增壓循環。
[0018]本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式利用太陽能光熱電站系統的蒸汽態傳熱介質作為驅動動力，實施該太陽能光熱電站系統的熱力循環，此裝置及運行方式不需任何外部能量，少量的蒸汽壓力降低即可提供足夠的循環動力，不向外部散失任何能量，高效節能。同時，循環動力的大小與直接蒸汽發生裝置的得熱量有一定對應關系，得熱量越大循環流量也越大，系統具備一定自適應能力，不需外部控制，簡單穩定可靠。這些特點克服了現有技術中采用電動循環栗造價高、耗電多、控制復雜、熱損失較大等缺點，大幅減少了光熱系統用電，降低了光熱電站系統中直接蒸汽發生系統、蒸汽儲熱運行和汽輪機冷凝液態傳熱介質循環中的電量功耗的成本，具有很高的實用價值。
【附圖說明】
[0019]圖1-1是直通式的DSG集熱回路的結構示意圖。
圖1-2是間接注入式的DSG集熱回路的結構示意圖。
圖1-3是再循環式的DSG集熱回路的結構示意圖。 圖2-1是本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式對應的直接蒸汽發生系統循環示意圖。
[0020]圖2-2是本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式對應的直接蒸汽發生系統循環的另一個結構示意圖。
[0021]圖3-1是本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式對應的儲熱系統相變存熱水循環示意圖。
[0022]圖3-2是本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式對應的儲熱系統相變取熱水循環示意圖。
[0023]圖4是本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式對應的汽輪機系統水循環的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]圖2-1是本發明的太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式對應的直接蒸汽發生系統循環示意圖。該實施例主要涉及太陽能光熱電站蒸汽動力循環運行方式中太陽能直接蒸汽發生系統的結構及其水循環過程，如圖2-1所示，該太陽能直接蒸汽發生系統包括蒸發段201、過熱段202以及兩段之間的氣液分離裝置203;此外，該太陽能直接蒸汽發生系統還包括由水箱208、注水栗209、和調節閥210構成的外部注入系統；氣液分離裝置203和蒸汽動力循環栗以及循環管道構成了該太陽能直接蒸汽發生系統的內部循環系統。所述蒸發段201產生的水-蒸汽傳熱介質經所述氣液分離裝置203實施氣液分離，所分離的水由于自身重力保存在氣液分離裝置203內，所分離的飽和蒸汽由氣液分離裝置的出氣口排出，并利用部分或全部的飽和蒸汽為蒸汽動力循環栗提供動力，實施蒸發段201內部的補水循環。該太陽能直接蒸汽發生系統的水循環具體過程為:所述蒸發段201出口的水-蒸汽運行至所述氣液分離裝置203的分離結構實施氣液分離，所分離的飽和蒸汽運行至所述蒸汽動力循環栗的進氣口 204，利用這部分飽和蒸汽為所述蒸汽動力循環栗提供驅動動力，蒸汽動力循環栗葉片轉動，葉片帶動轉子轉動，轉子驅動同軸連接的葉輪，葉輪轉動后將氣液分離裝置203內的水從進水口 206吸入，從出水口 207栗出蒸汽動力循環栗的外部并進入蒸發段201內接收熱量，實施蒸發段201內部補水循環；從蒸汽動力循環栗的出氣口 205出來的蒸汽運行至過熱段202實施蒸汽過熱。所述氣液分離裝置203內布置有液位檢測器(未視出)，太陽能直接蒸汽發生系統根據液位檢測器的數據，通過調節閥210、注水栗209將水箱208內的水輸送至蒸發段201，調整注水量，實施太陽能直接蒸汽發生系統的蒸發段20