一種太陽能熱發(fā)電機(jī)組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能熱發(fā)電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱發(fā)電是一種清潔的可再生能源發(fā)電技術(shù)。相比于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)可通過配置儲熱和常規(guī)能源補(bǔ)燃裝置使得電能輸出保持穩(wěn)定，提高發(fā)電質(zhì)量。在當(dāng)今能源日益短缺的情況下，太陽能熱發(fā)電是最有可能逐步替代火電、承擔(dān)基礎(chǔ)電力負(fù)荷的新能源技術(shù)。
[0003]太陽能熱發(fā)電按照技術(shù)類型劃分包括槽式、塔式、碟式和線性菲涅爾式四種技術(shù)類型。其中，塔式技術(shù)聚光比高、工作溫度高，因此其發(fā)電效率較高，成本下降潛力大。與其它技術(shù)類型的太陽能熱發(fā)電相比，塔式太陽能熱發(fā)電將是太陽能熱發(fā)電發(fā)展的重要方向。
[0004]常規(guī)的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，主要由定日鏡陣列、高塔、吸熱器、傳熱介質(zhì)、換熱器、蓄熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及汽輪發(fā)電機(jī)組等部分組成。塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中，定日鏡群以高塔為中心，呈扇形或圓周狀分布，將太陽光聚焦到位于高塔之上的吸熱器，加熱吸熱器中的傳熱介質(zhì)(工質(zhì))。常規(guī)的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的動力部分與燃煤電站類似，高溫傳熱介質(zhì)用于加熱水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)組發(fā)電，汽輪機(jī)乏汽經(jīng)冷凝器冷凝后循環(huán)使用。
[0005]塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的主要優(yōu)勢在于其聚光比高，通常在200?700之間，因此其工質(zhì)可被加熱到100tC以上。但是，在常規(guī)的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)配置下，采用汽輪機(jī)發(fā)電，工質(zhì)工作溫度較低。聚光比高所帶來的優(yōu)勢并未得到充分利用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種太陽能熱發(fā)電機(jī)組，能夠更充分地利用塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的聚光比高的優(yōu)勢。
[0007]基于上述目的本實(shí)用新型提供的種太陽能熱發(fā)電機(jī)組，包括，用于收集太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能的太陽能集熱單元；所述太陽能熱發(fā)電機(jī)組還包括:
[0008]用于將所述工質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為動能驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的燃機(jī)單元:所述燃機(jī)單元與所述太陽能集熱單元連接，包括燃?xì)廨啓C(jī)；
[0009]所述工質(zhì)為空氣。
[0010]可選的，所述太陽能熱發(fā)電機(jī)組還包括:
[0011]用于在第一設(shè)定條件下在所述空氣進(jìn)入所述太陽能熱發(fā)電機(jī)組時(shí)冷卻所述空氣的溫度、使得所述空氣進(jìn)入太陽能發(fā)電機(jī)組的工質(zhì)接收機(jī)構(gòu)時(shí)的溫度接近工質(zhì)接收機(jī)構(gòu)額定工況下所接收工質(zhì)的額定溫度工質(zhì)溫度控制單元:所述溫度控制單元與太陽能集熱單元連接。
[0012]可選的，所述工質(zhì)接收機(jī)構(gòu)為壓氣機(jī)；所述燃機(jī)單元包括用于將環(huán)境中的空氣輸入所述太陽能集熱單元的壓氣機(jī)，用于利用太陽能集熱單元輸出的空氣產(chǎn)生用于驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)的機(jī)械能以及帶動壓氣機(jī)的空氣透平，發(fā)電機(jī)；其中，
[0013]所述壓氣機(jī)與所述太陽能集熱單元和所述空氣透平連接；
[0014]所述空氣透平與所述太陽能集熱單元和所述發(fā)電機(jī)連接。
[0015]可選的，所述燃機(jī)單元還包括:用于在所述環(huán)境中的空氣輸入所述太陽能集熱單元之前、實(shí)現(xiàn)所述空氣透平排放的廢氣與所述壓氣機(jī)輸送的空氣的熱交換的換熱器；
[0016]所述換熱器設(shè)置于所述壓氣機(jī)和太陽能集熱單元之間，與壓氣機(jī)和太陽能集熱單元連接。
[0017]可選的，所述燃機(jī)單元的功率小于10麗。
[0018]可選的，所述太陽能集熱單元包括:用于吸收太陽能熱、使得能夠利用所述太陽能熱加熱工質(zhì)的太陽能吸熱器，用于將太陽能熱集中到所述太陽能吸熱器的定日鏡場，高塔；其中:
[0019]所述太陽能吸熱器設(shè)置于所述高塔頂部；
[0020]所述定日鏡場設(shè)置于所述高塔下方并圍繞所述高塔。
[0021]可選的，所述定日鏡場中的定日鏡距離所述太陽能吸熱器的最大距離小于設(shè)定值。
[0022]可選的，所述工質(zhì)溫度控制單元包括用于令制冷工質(zhì)產(chǎn)生制冷所需的冷量的吸收式冷溫水機(jī)，用于利用吸收式冷溫水機(jī)產(chǎn)生的冷量對將進(jìn)入工質(zhì)接收機(jī)構(gòu)的空氣進(jìn)行冷卻、使得所述空氣進(jìn)入工質(zhì)接收機(jī)構(gòu)時(shí)的溫度接近工質(zhì)接收機(jī)構(gòu)額定工況下接收的空氣的溫度的進(jìn)氣冷卻器；其中:
[0023]所述吸收式冷溫水機(jī)與所述進(jìn)氣冷卻器連接；
[0024]所述進(jìn)氣冷卻器設(shè)置于壓氣機(jī)的空氣入口位置處。
[0025]可選的，所述的制冷工質(zhì)為水；所述的吸收式冷溫水機(jī)具體包括:用于將吸收器內(nèi)的溴化鋰溶液增壓后送入發(fā)生器的溶液栗，用于利用燃機(jī)單元的廢氣所攜帶的熱量加熱溴化鋰稀溶液、從而析出水蒸氣的發(fā)生器，用于對所述發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)行冷凝、產(chǎn)生液體水的冷凝器，用于對從所述冷凝器輸出的液體水進(jìn)行降壓的節(jié)流閥，用于將所述節(jié)流閥輸送的、降壓后的液體水蒸發(fā)的蒸發(fā)器，以及用于吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的水蒸氣的吸收器；其中:
[0026]所述溶液栗與吸收器和發(fā)生器連接；
[0027]所述發(fā)生器與所述燃機(jī)單元連接；
[0028]所述冷凝器與所述發(fā)生器連接；
[0029]所述節(jié)流閥與所述冷凝器連接；
[0030]所述蒸發(fā)器與所述節(jié)流閥連接，其產(chǎn)生水蒸氣蒸發(fā)的同時(shí)產(chǎn)生冷量，使得制冷工質(zhì)能夠攜帶所述冷量進(jìn)入進(jìn)氣冷卻器；
[0031]所述吸收器與蒸發(fā)器連接，其吸收的水蒸氣與發(fā)生器產(chǎn)生的溴化鋰濃溶液混合，使得溴化鋰稀溶液濃度降低。
[0032]從上面所述可以看出，本實(shí)用新型提供的太陽能熱發(fā)電機(jī)組，采用空氣作為工質(zhì)，以Brayton(勃朗登)循環(huán)替代現(xiàn)有技術(shù)中太陽能發(fā)電的Rankine (朗肯)循環(huán)，突破溫度限制。根據(jù)熱力學(xué)基本原理，熱力系統(tǒng)的熱功轉(zhuǎn)換效率主要取決于高低溫?zé)嵩?。常?guī)的塔式太陽能熱電站利用水蒸氣為工質(zhì)，其工質(zhì)的循環(huán)為Rankine循環(huán)。目前，由于受到材料和技術(shù)方面的制約，超超臨界火電機(jī)組的最高工質(zhì)溫度在600°C左右。本實(shí)用新型以Brayton循環(huán)替代Rankine循環(huán)，突破溫度限制，可以有效發(fā)揮塔式太陽能高聚光比的優(yōu)勢。
[0033]其次，本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽能熱發(fā)電機(jī)組采用輸出功率較小的燃機(jī)單元，實(shí)現(xiàn)塔式太陽能熱電的分布式利用。燃機(jī)單元輸出功率的降低使得光熱電站可以模塊化的方式建設(shè)和運(yùn)行。模塊化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)快速的設(shè)計(jì)、安裝，可擴(kuò)展性強(qiáng)。各個(gè)集熱塔可分別維護(hù)，能提高整個(gè)電站的可用率。由于模塊化塔式系統(tǒng)單塔的裝機(jī)規(guī)模較小，最遠(yuǎn)的定日鏡距離集熱塔的距離很近，因而對定日鏡的控制要求較低，可以避免塔式太陽能定日鏡場的光斑發(fā)散問題，使工質(zhì)溫度的提升更有保障。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽能熱發(fā)電機(jī)組通過工質(zhì)溫度控制單元在設(shè)定條件下降低工質(zhì)進(jìn)入太陽能熱發(fā)電機(jī)組時(shí)的溫度，從而能夠提高空氣接收機(jī)構(gòu)的工作效率。在具體實(shí)施例中，所述工質(zhì)溫度控制單元利用燃機(jī)單元所排廢氣的余熱進(jìn)行制冷，提高了能源利用率。
【附圖說明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽能熱發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了給出有效的實(shí)現(xiàn)方案，本實(shí)用新型提供了下述實(shí)施例，以下結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0037]本實(shí)用新型首先提供一種太陽能熱發(fā)電機(jī)組，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括，太陽能集熱單元101:用于收集太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能；還包括:
[0038]燃機(jī)單元102:包括氣輪機(jī)，用于將所述工質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為動能驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；
[0039]所述工質(zhì)為空氣。
[0040]現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的塔式太陽能熱電站采用Rankine循環(huán)作為其動力系統(tǒng)，工質(zhì)為水蒸氣。根據(jù)熱力學(xué)基本原理，熱力系統(tǒng)的熱功轉(zhuǎn)換效率主要取決于高低溫?zé)嵩?。目前，由于受到材料和技術(shù)方面的制約，采用水蒸氣作為工質(zhì)的燃機(jī)單元的最高工質(zhì)溫度在600°C左右。本實(shí)用新型采用空氣作為工質(zhì)，在燃機(jī)單元102和太陽能集熱單元101之間形成Brayton循環(huán)，由于空氣與水蒸氣相比能夠在燃機(jī)單元中被加熱到更高的溫度，因此本