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1994 年4月投入贸易运转

热力发电厂 第3章 燃气-蒸汽结合轮回原子能地热及太阳能发电_刀兵/核科学_工程科技_专业材料。若有侵权请联系我删除文档文档均来自收集,

第三章 燃气-蒸汽结合轮回、原子能、 地热及太阳能发电 本章次要讲述燃气-蒸汽结合轮回发电、核电、地热发 电等新型动力轮回的次要特点,根基热力系统及其正在国内 外的成长简况和正在我国的使用环境及成长前景。 第三章 燃气-蒸汽结合轮回、原子能、 地热及太阳能发电 燃气-蒸汽结合轮回 原子能发电厂 地热发电 太阳能热力发电 第一节 本 章 提 要 第二节 第三节 第四节 第一节 燃气-蒸汽结合轮回 一 燃气-蒸汽结合轮回的特点及其类 型 ? ? 燃气轮机组次要由压气机、燃烧室 和燃气轮机三大设备构成。 取常规火电厂的汽轮机组比拟,其 次要长处:体积小、分量轻、金属 及其它材料耗量少、制价较低;占 地少,安拆周期短,维修简单;冷 却用水少,能快速启动和带负荷。 次要错误谬误:需燃用价昂的天然气、 石油等轻质燃料;压气机花费功率 大,单机功率较小;放热温度高。 ? 图3-0 燃气-蒸汽结合轮回流程图 燃气-蒸汽结合轮回,次要特点为: ◆ 提高热经济性,热效率可达40%~45% ◆ 减轻公害 ◆ 顺应缺水地域或水源较坚苦的坑口电坐 ◆ 旧电厂 二 燃气–蒸汽结合轮回的类型 ? 按照燃气轮回排气放热量被蒸汽轮回全数或部门操纵的不怜悯况,根 据蒸锅炉炉布局型式的特征,次要分为以下四类:(如图3-2所示) ● 余热汽锅结合轮回 ● ● ● 补燃余热汽锅结合轮回 帮燃汽锅结合轮回 正压汽锅结合轮回 5 4 2 3 1 C GT 10 8 9 7 ST 10 2 6 1 3 11 10 10 4 5 6 8 9 (b) 7 (a) 10 2 10 1 3 8 1 3 8 9 ( c) 7 12 (d) 9 4 5 6 10 4 5 6 10 7 图3-1 燃气–蒸气结合的轮回 (a) 余热汽锅型;(b) 补燃余热汽锅型;(c) 帮燃汽锅型;(d) 正压汽锅型 1—压气机; 2—燃烧室;3—燃气轮机;4—蒸锅炉炉;5—汽轮机 ;6—凝汽器; 7—凝结水泵;8—除氧器;9—给水泵;10—发电机;11—补燃室;12—省煤器 1. 余热汽锅型 ? 余热汽锅现实是个热互换器,容量取参数取决于燃气轮机的排气量和温 度 ? 汽轮机容量约为燃气轮容量的1/3 ? 仍需用轻质燃料 2. 补燃余热汽锅型 ? 补入部门燃料,响应汽机容量加大 ? 汽机仍不克不及零丁运转 ? 启动时间比余热型汽锅长 ? 冷却用水量比余热型汽锅大 3. 帮燃汽锅型 ? 燃气轮机的排气引入通俗汽锅做帮燃空气之用 ? 帮燃汽锅可燃用任何燃料 ? 既可结合运转,汽轮机也可零丁运转 ? 冷却用水量比常规电坐的稍少 4. 正压汽锅结合轮回 ? 以压气机代替送风机 ? 正压汽锅和燃气轮机的燃烧室合二为一 ? 正压汽锅 体积小,耗金属量少,投资小 ? 仍不克不及用固体燃料 c (三)燃气–蒸汽结合轮回的热效率 ? t ? 结合轮回的热效率 ? 暗示为零丁的燃气轮回热效率,取零丁的蒸汽循 t 环热效率的函数: c S Q Q ( 1 h ) C G S d a t h 1 = 1 = 1( -1 h ) ( 1 h ) t = t t Q Q 3 4 1 2 3 2 3 T 4 2 1 b a d c 燃 气 蒸 汽 联 合 循 环 的 – T-S 图 S 1 S a S 4 S c S (四) 余热汽锅型燃气—蒸汽结合轮回的从设备设置装备摆设 1. 燃气轮机的选择 ? 单机容量小、年操纵小时数低的燃气轮机,能够采用单轮回,经 手艺经济比力后确定能否预留加拆余热汽锅和汽轮机场地; ? 当采用结合轮回机组,且燃机取蒸汽轮机同期扶植时,宜优先采 用同轴安插体例,具体工程可连系工程扶植特点确定采用同轴或 多轴安插; ? 当燃用沉油、低热值煤气和轻油双燃料、原油取柴油夹杂油或年 操纵小时较高时,应选用沉型燃气轮机。 2. 余热汽锅的选择应遵下列: ? ? 燃气—蒸汽结合轮回宜采用一台燃气轮机配一台余热汽锅,不设备用; 余热汽锅应按照蒸汽轮回的要乞降烟气特征进行设想,应能顺应燃气 轮机快速启动的特点; ? 余热汽锅炉型采用强制轮回或天然轮回,应按照工程环境经手艺经济 比力后确定。 3. 蒸汽轮机的选择应恪守下列: ? 结合轮回机组每个单位应只设置一台蒸汽轮机,即由一台或多台燃气轮机 取一台蒸汽轮机构成一个单位; ? 蒸汽轮机的进汽量宜取响应的余热汽锅最大蒸发量之和相婚配;蒸汽轮回 采用单压、双压或三压,无再热或有再热应经手艺经济比力确定;蒸汽轮 机取余热汽锅之间的参数婚配,准绳上可参照旧规火电厂的相关; ? 对多台燃气轮机取一台蒸汽轮机构成一个单位的结合轮回机组,其每个单 元从蒸汽系统应采用母管制;对单轴安插的结合轮回机组从蒸汽系统应采 用单位制; ? 结合轮回机组热力系统中,可只设除氧器。 国外的结合轮回成长简况: ? 余热汽锅结合轮回安拆不下100多台 ? 燃机进气温度可达1430℃,压气机的升压比达30,结合轮回热效率可达 45%-55% ? 2003年全世界新增蒸汽轮机容量, 燃气—蒸汽结合轮回安拆容量,二者 几乎相等 ? 目前结合轮回已达1000MW级容量 六 我国的结合轮回 ? 我国从六十年代以来,从各 国从引进到便宜燃机,其发 电容量已达7200MW。 ? 七十年代初,我国起头研制 结合轮回,总容量跨越 1000MW。 ? 张家港华兴电厂1号结合轮回 发电安拆395MW已投运 ? 我国的结合轮回正向更大的容量品级成长,地区上已起头 向内地拓展。 ? 上海化工区热电联供项目一号30万千瓦结合轮回机组,正在 6月16日投运,每年还可削减二氧化硫排放3600吨 二、燃煤的结合轮回 我国是世界上最大的煤炭出产国 和消费国,2005年全国煤炭产 量冲破22亿吨,煤炭消费占我 国一次能源消费的69%,比世 界程度高42个百分点。跟着我 国国平易近经济的增加,能源将持 续添加,但一次能源仍以煤为 从。 年 代 总量, Mtce 1990 1309.99 2000 1775.54 2010 2308.15 2020 2777.87 煤炭 各 品 种 比 例 % 石油 天然 气 其 它 74.25 18.97 2.01 4.77 71.23 19.26 2.65 6.86 68.53 19.81 3.89 7.71 63.91 19.88 6.23 9.98 表3-1 (一) 流化床燃煤结合轮回(FBC-CC) ? 增压流化床汽锅(PFBC): ? PFBC-CC是增压流化床结合轮回(Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle)的英文缩写词,采用增压流化床和燃气 轮机取代燃煤汽锅,煤和脱硫剂正在压力下燃烧、脱硫发生高温燃气, 经除尘后引至燃气轮机做功,燃机排气经省煤器余热操纵后排入烟囱, 增压流化床汽锅发生的过热蒸汽引至汽轮机,带动发电机发电。 次要特点: ◆ 布局简单 ◆ 干净烧煤 ◆ 热效率高 ◆ 安拆紧凑 贾汪PFBC-CC中试电坐 4 ? 贾汪电厂现有的中参数12MW凝 汽式机组为根本,新拆一台60 t/h增压流化 PFBC汽锅,燃机 发电功率为3MW,构成15MW PFBC-CC中试电坐,属第一代 PFBC-CC,其准绳性热力系统如 图示 1 3 5 6 7 15 13 16 8 10 2 空气 9 10 排烟 12 11 灰 渣 14 干燥煤用热烟气 图3-4 我国贾汪15MW PFBC-CC中试电坐准绳性 热力系统 1—烟气轮机;2—压气机;3—高温除尘器;4— PFBC;5—汽包;6—汽轮机; 7—空气冷却器;8—高温省煤器;9—低温省煤 器;10—高压加热器;11—除氧器; 12—低压加热器;13—凝汽器;14—凝结水泵; 15—排污扩容器;16—排污冷却器 第二代PFBC-CC ? 第二代的PFBC-CC系统的次要特征是先将煤正在气化炉中气化,有两 品种型: ? 一种是气化炉采用增压的部门化炉,汽锅采用增压流化床汽锅(PFB)。 ? 另一种是气化炉同样采用增压的部门气化炉,而汽锅采用常压轮回流 化床汽锅(CFB) 系统如图3-5所示 煤气 19 蒸汽 9 CFB排烟 8 5 半焦 6 4 7 10 煤 灰渣 空气 15 脱硫剂 3 1 空气 2 13 14 17 18 燃机排气 灰渣 12 11 用于原煤干燥 16 1轴流压缩机;2燃气轮机;3前置燃烧室;4中温过滤器;5空冷煤气冷却器;6增压部门气化炉; 7 CFB汽锅;8汽轮机;9发电机;10凝汽器;11轴封加热器;12低压加热器;13除氧器; 14高压加热器;15灰渣冷却器;16前置省煤器;17高温省煤器;18低温省煤器;19高温除尘器 图3-5 第二代PFBC-CCF发电系统简图 (二) 全体煤气化燃气蒸汽结合轮回IGCC IGCC采用常规的燃机、余热汽锅、汽机共同气化炉和烟气净化安拆。 1、 IGCC的特点 : ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 易于大型化 充实操纵资本 耗水量少 优秀环保机能 热效率高 能够通过合理地选择气化炉型式和气化工艺档次的煤种 有益于推进我国某些先辈工业和手艺的成长机和煤气化设备的制制 业等 对于大量利用天然气的燃气—蒸汽结合轮回安拆的国度来说,当天 然气资本干涸或价钱高贵时,IGCC恰是这些结合轮回电坐的最 佳方案 表3-5 分歧发电体例的手艺经济比力 燃煤火电机组 项 目 目前 2010年 常规 300~1300 带F 300~1300 80~350 500 200~600 1000 PFBC-CC IGCC-CC 电坐规模, MW 目前 供电效率, % 2010年 36~38 34.5~36.5 36~39 45~50 (第二代) 40~46 50~54 50~70 1~5 17~32 2 50~95 95 1400~1700 用 水 量 比,% SO2 NOx 粉尘 固态废料 CO2 单价:美元/kW 100 100 100 100 100 100 1160 100 6~12 18~90 2~5 120~200 107 1400 70~80 5~10 17~48 2~4 95~600 98 1300~1400 环保机能 (排放量比) 2、美国的Cool Water IGCC电坐 ? 美国于1981年起头扶植世界上首台120MW IGCC安拆,称冷水工程 电厂,于1984年建成投运以来,被誉为“世界上最干净的燃煤电厂”。 表3-6 Cool Water 电坐各项污染物排放比力 IB/106BTU 名称 NOx SO2 灰 美环保局 排放尺度 0.6 0.6~1.2 0.03 冷水电厂 的排放 0.059 0.034 0.0013 常规燃煤电厂 排放 0.3 0.2 0.03 世界上已建成并运转的250MW及以上的IGCC电坐环境见表 国度 荷兰 本班牙 美国 美国 电厂 投运时间 气化炉型 气化炉容量 Buggenum 1994 Shell 2000t/d Puertollano 1997 Prenflo* 2600t/d Tampa 1996 GE 2000t/d Wabash River 1995 Conocophillips EGas 2500t/d 气化炉台数 燃料 煤气净化体例 燃机型号 燃机功率MW 汽机功率MW 净功率MW 净发电效率% 1 煤 湿式 西门子V94.2 156 128 253 43.2 原属荷兰电力局 SEP的一个子公司 Demkolec,现归 NUON电力公司所 有 1 煤/石油焦 干湿式除灰+湿式脱 硫 西门子V94.3 190 145 300 45 由欧盟参取组织和实 施的示范项目,业从 是Elcogas,由 ENDESA、EDF、 ENDL等多家公司共 同投资 1 煤/石油焦 湿式+10%干式示范 GE-7FA 192 121 250 42 1989年DOE洁净煤 手艺示范项目 CCTDP第3轮招际 选定的项目,总投 资6.07亿美元,美国 能源部赞帮1.51亿, 其余由Tampa电力 公司承担。 2 一运一备 烟煤/石油焦 干式除灰+湿式脱 硫 GE-7FA 198 104 262 40 1991年美国能源部 DOE洁净煤手艺示 范项目CCTDP第4 轮投标选定的项目, 总投资4.38亿美元, DOE和参取方各承 担50% 注 3、我国的IGCC-CC: ? 我国已核准正在烟台建第一个IGCC示范电坐,规划为2×400MWIGCC机组。 ? 250MW级IGCC示范电坐及绿色煤电手艺国度尝试室落户天津滨海新区, 工程已于2007年开工扶植,2009年建成投产 。 ? 我国现已具有较多配 300 MW级容量IGCC机组的气化炉设想及扶植经 验,以及配200 MW级及以下容量IGCC机组气化炉设想、扶植、运转等 业绩,已领会并根基控制了Texaco、Shell 等气化手艺,国内气化技 术开辟已取得严沉进展,具备包罗气化炉本体等次要气化设备能够正在 国内加工制制, 设备国产化率可达90%以上的能力。IGCC 发电各个分 项手艺已相当成熟,其环节手艺正在于全体化。 三、热电煤气三联产燃气—蒸汽结合轮回取多功能热电厂 ? 煤中挥发份和部门固定碳受热后气化,发生煤气供平易近用;焦碳燃烧后 发生蒸汽,用于热电联产;热电煤气三联产是煤的化学能和燃烧热能 分析操纵的较好体例。 ? 我国已研制75t/h热、电、煤气三联产安拆既可进行三联产运转,循 环流化床也可运转,并已于1995年4月投运。让一球什么意思, ? 中国节能投资公司正正在实施扶植多功能热电厂 图3-9 三联产燃气–蒸汽结合发电简图 1-煤; 2-再轮回煤气; 3-气化炉; 4-冷却器; 5-净化器;6-燃 烧室;7-燃气轮机;8-排气; 9-轮回物料; 10-半焦;11-热空气; 12-压缩机; 13-空气; 14-排烟;15-燃烧汽锅; 16-水; 17-蒸 汽; 18-水泵; 19-汽轮机; 20-凝汽器 第二节 原子能发电厂 (一) 核电坐的一般工做道理: ? 核电坐一回系统以反映堆为焦点,核燃料正在反映堆中进行可控链式 裂变反映,将裂变发生的大量热量带出反映堆的物质称为冷却剂(水或 气体),再通过蒸汽发生器将热量传给水,水被加热成蒸汽供汽轮机拖 动发电机改变为电能。冷却剂释热后,通过冷却剂轮回从泵送回反映 堆去吸热,不竭地将反映堆中核裂变热能指导出来,其压力靠稳 压器维持不变。 ? 二回系统是从蒸汽发生器引出 5-7MPa 的饱和蒸汽,用于驱动汽轮发 电机,做功后蒸汽通过凝汽器、回热系统正在前往蒸汽发生器,取常规 火电厂根基不异。 ? 本课侧沉会商核电二回系统,图3-5为核电坐出产流程示企图。 图3-10 压水堆核电坐出产流程示企图 冷却水 汽水分手 再热器 核岛 常规岛 (二)核反映堆的堆型: 堆 型 燃料 慢化剂 轻水 轻水 沉水 沉水 石墨 冷却剂 轻水 轻水 轻水 轻水 CO2 压水堆PWR 轻水堆LWR 浓缩铀 浓缩铀 天然铀 天然铀 浓缩铀钚 天然铀 滚水堆BWR 沉水冷却型 热 中 子 堆 沉水堆HWR 轻水冷却型 一代 石墨–气 冷堆: 天然铀气冷 堆 二代 三代 改良型气冷 堆 高温气冷堆 低浓缩铀 浓缩铀、钛 浓缩铀,钚 石墨 石墨 无 CO2 氦 钠 快中子增殖堆 (三)核电的优越性: 化石燃料资本无限,核能资本丰硕 核能是平安洁净的能源 核电经济上合算,出格是缺煤少油地域 1. 2. 3. (四)核电厂二回系统及其热力设备的特点: 1. 工质为低压饱和蒸汽,工质流量和容积流量都大得多 项 目 火电汽轮机 核电汽轮机 p0/t0 MPa/℃ 从 汽 干度 % 比容 m3/kg 流量 t/h 压力 kPa 16.18/550 过热 0.02105 945 5070.0 5.345/268.1 99.5 0.03656 2015 490.33 排 汽 干度 % 比容,m3/kg 从 汽 排 汽 Prh?i/trh?i MPa /℃ 93 25.46 1 1 3.462/328 90.54 26.00 3.764 1.873 0.817/171.3 体积流量相对值 高压缸排汽 湿度 % 高压缸 kJ/kg 中压缸 kJ/kg 高压缸 中压缸 低压缸 过 热 382.7 1317.2 9 11 2×2×6 2 8189.4 87.73 265.9 799.68 2×9 ––– 2×2×7 14 10760 无效比焓降 级 数 湿蒸汽区级数 汽机热耗率 kJ/kg 2. 核电饱和蒸汽轮机的布局特点 ① ② ③ ④ 新汽为饱和蒸汽或微湿蒸汽,必需先行汽水分手。 高压缸排蒸汽湿度较大,必需再加热 再热器的特点是用新蒸汽或抽汽来做为加热蒸汽。 正在湿蒸汽区域的各级叶栅,应采纳响应的去湿办法。 3. 核电汽轮机安拆热力系统的特点 ① 需有蒸汽母管 ② ③ ④ 需用零件旁系统。 给水系统也为母管式单位制系统。 须有持续放射性监测安拆 (五) 核电坐的次要热经济目标 ? 压水堆核电厂机组热耗率,一般为q=10000-11000 kJ/(kW?h) ? 一、二回的管道效率别离 ? I p ? II p ? ? QD = ( hh -f ) + D ( hh ) s g s gs g w b l b l-f w kJ/h ? 式中Dsg、hsg为蒸汽发生器出口的蒸汽流量,kg/h,蒸汽比焓,kJ/kg ? 图赐教材3-13 ? 一回反映堆热功率QR 为 : Q a A ( ts R= h- t c a) W ? 式中 –冷却剂取燃料元件包壳之间的平均对流放热系数,W/(m2.℃) ? ? A–燃料元件总的放热面积,m2 ? t sh —燃料元件包壳外概况的平均温度。℃ ? t ca冷却剂平均温度,℃ ? 一、二回管道效率 ? 核电厂毛效率 : I ? 1 hp =Q 1 /Q II ?P ?Q 0 /Q sg ? I I I I I I h = h h h h h h h hh = h h h h a s R s g p pt r i m g R s g p pe QR ? Pe ? as ? n 核电厂净效率 ? as n ? ? ( 1 ? ?a p ) a s? as ? 压水堆核电坐的发电效率 ? as 一般为35.5%-38.5%;供电效率 一般为31.5%-34.5% ,核电坐的厂用电率 ? ap 一般为6%-7% . n ? as 反映堆核燃料耗损率 bas为: 3 3 3 6 0 0 创 1 0 3 6 0 0 1 0 0 . 0 5 4 b = = = g / ( M W ? h ) a s 1 0 q h 6 . 8 ? 1 0 h h n ua s a s a s 1kg核燃料的发烧量qnu 为6.8×1010kJ/kg。 二、国外核电事业 ? (一)国外核电概况 ? 1938年科学家起首发觉了铀的核裂变现象,1942年英国建成第一 座核反映堆,1954年正在原苏联建成世界上第一座核电坐,它以低浓缩 铀为燃料,石墨为减速剂,容量为5MW,揭开了核电成长的汗青。接 着美国研制成轻水反映堆,英、法研制了气冷反映堆,研制了 沉水反映堆,并别离建成适用的核电坐。 ? 2006年全球核电分布图如图3-6所示。 ? 第二代特征是尺度化、系列化 ? 第三代是具有防止缓和解严沉变乱办法, 经济上能取天然气机组相竞 争的核电机组。 ? 是更经济、更平安性、废料量少少、并具有防核扩散能力的核 能操纵系统。 2006年全球核电分布环境 国外核电成长的预测 此后核电的成长将以改良核电平安性为从,并正在经济上更具 有合作性 成长标的目的: ◆ 快中子增值反映堆型 ◆ 核聚变反映堆型 三、我国的核电事业: (一)我国的生齿需要成长核电事业 1. 2. 我国能源资本分布很不服均 我国经济发财地域需求核电 3. 4. 将来全国煤炭供不该乞降环保要求 全国电力需求要成长核电 (二) 我国的核电扶植 ? 我国核电成长起步于上世纪80 年代中期,核电设想工做从上世纪70 年代就已起头,颠末了300MW、600MW 和1000MW三个品级压水堆核电 机组扶植,已具有较强的设备国产化能力。300MW国产化率达80 %以 上,年出产能力可达2套机组,并可出口创汇,600 MW 经勤奋国产化 率可达70 %,年出产能力也可达2 套机组,1000 MW正在“十一五”期 间国产化率经勤奋可达50 %。国内现有3个核,包罗秦山5台、大 亚湾4台、田湾2台,共11台机组。 我国正正在运转核电厂概况 注释:PWR:压水堆;HWR:沉水堆;LWR:轻水堆 1、秦山300MW核电坐 ? 浙江秦山300MW核电坐是我国自 行设想和建制的第一座工业示 范性压水堆核电坐. 于1991年 12月并网发电调试成功,1994 年4月投入贸易运转,运转环境 优良,环保监测值合适国度限 值。 ? 国产300MW核电,已出口 2、5MW低温供热堆 ? 我国已于1989年4月建成5MW低温核供热堆,共5万余平方米建建物采 暖。 ? 我国200MW 低温核供热堆已构成具有完全自从学问产权的手艺系统, 处于商用示范堆扶植并进而实现财产化的阶段。我国正在核供热范畴已 跨入世界先辈程度。 ? 我国核裂变尝试安拆历时8年耗资2亿,于2006年9月28日正在合肥, EAST尝试安拆初次放电 ,是我国第一代核聚变尝试安拆。 图3-12 高温气冷堆示范工程 (四) 我国核电的预测 ◆ AP1000做为西屋公司开辟的第三代先辈压水堆核电手艺,是目前惟 一获得美国核管会最终设想核准的新一代商用核电手艺。中国第三 代核反映堆的示范项目打算2013年投入运营,估计到2020年成为国 内核电坐的支流手艺。 ◆ 2020年,核电拆机容量4000万千瓦。比沉从现正在的不到2%提高到4%, 核电年发电量达到2600~2800亿千瓦时。 ◆ AP1000手艺引进已拟定国产化径: ◆ 第一步,外方为从中方参取设想; ◆ 第二步,以中方为从进行设想,外方供给手艺征询; ◆ 第三步,设想和建制自从品牌的大型压水堆核电坐。据悉,第五台 核电机组的建培养将实现AP1000的设想方针。 第三节 地热发电 一、地热资本 ? 中国地处欧亚板块的东南边缘,是 地热资本丰硕的国度之一。 ? 据原地矿部统计,地热资本的近景 储量为1553.5×108t尺度煤,猜测 储量为116.6×108t尺度煤,探明储 量为31.6×108t尺度煤。 图3-13 我国的地热资本 二、地热发电 (一) 蒸汽型地热发电 ? 蒸汽型地热发电是把蒸汽中的干蒸汽曲 接引入汽轮发电机组。干蒸汽地热资本 十分无限,多存于较深的地层,使用有 汽水分手器 减压器 分 离 器 汽轮机 发电机 凝汽器 冷 水 去冷却塔 限。 (二) 热水型地热发电 ? ? 1. 闪蒸式地热发电(扩容法) 地热井 回灌井 (如左图所示) 2. 双轮回式地热发电(两头介质法) 图3-15 闪蒸式地热发电系统 2 双轮回式地热发电 双轮回式地热发电:能够采用井下 换热的方式,即将换热器做成 适合置于地热井中的形式(例 如采用U形管或同轴管),低沸 点介质正在管内流动,正在井下吸 热,发生高压蒸汽,通过汽轮 机发电 长处: ① 无排水污染的问题; ② 有益于地热资本; ③ 无过量开采影响地面沉降忧; 换热器 汽轮机 冷凝器 发电机 冷水 去冷却塔 泵 地热井 排放或入回灌进井 ④ 可减轻地热水的侵蚀问题。 图3-16 双轮回地热发电系统 (二)国表里埠热发电 ? 1904年,意大利正在拉德瑞罗地热田成立了世界上第一台地热发电机组。 2002岁尾,世界上有21个国度操纵地热发电,总拆机容量达 8438MW,出产电力约50000GWh,此中以美国、菲律宾、意大利、 墨西哥、印度尼西亚、日本、等国较多。 ? 估量全世界另有地热发电资本潜力97061MW。 地热资本 ? 1977年10月羊八井地热田建起了 第一台1000kW的地热发电试验机 组。1985年电坐总拆机容量已达 10000kW。 ? 我国从70年代初起头研究地热发 电,广东丰顺邓屋386kW,江西宜 春温汤50kW等。 地热发电示企图 第四节 太阳能热力发电 太阳能发电能两种根基路子: 一:热发电:是把太阳辐射能变 为热能,然后将热能再改变为电 能。 二:是光伏发电:通过光电器件, 将太阳能间接变换为电能。 热发电两品种型 1、将堆积的热能按常规的方式 (取一般热机一样)先改变为机 械能,再由发电机改变为电能, 这种发电类型称为太阳能热力发 电。 2、是将太阳能改变的热能间接 变为电能,如操纵Seebeck效应 发电,称为太阳能温差发电。 图3-19 太阳能发电示企图 目前采用的太阳能发电系统有分离型、集中型和两头型三种 (一)分离型发电系统 储热安拆 ? 将抛物柱面聚光镜等形成的许 多个集热器安插正在场地上,再 将这些集热器加以、并联, 水源 反射镜 水蒸汽 吸热管 随太阳位 置而动弹 从而收集必然温度和数量的热 能,按这种体例构成的系统称 为分离型发电系统。 ? 功率较小,聚光比约50摆布 图3-17 槽型抛物面镜集热系统 (二)集中型发电系统 ? 集中型发电系统帮特征是:正在宽广场地的核心附近设有高峻的竖塔,塔顶上 面拆有吸热器(太阳汽锅)。以竖塔为核心,正在其四周安插大量的平面镜, 太阳辐射经平面镜反射,全数集中到塔顶吸热器改变为热能,被加热的工质 传送到塔下的发电安拆,从而改变为电能 。如图3-18所示 聚光比大于分离型,热输送效率比分离型高。 接收塔 ? 蒸汽轮机 入射阳光 接收器 发电机 平面反射镜 冷却塔 平面反射镜 冷凝器 泵 (a) 太阳能接收器 (b) 太阳能热力发电系统 图3-18 塔式聚光系统示企图 (三)两头型发电系统 ? 道理:来白面积为曲面启齿面积几倍甚至几十倍的多个平面镜的反射 光,再入射到曲面镜上,由曲面镜进一步聚光并正在集热管上构成焦线。 ? 长处:聚光比为100摆布。取分离则发电系统比拟,这种体例恰当地 提高了聚光比。所以可以或许堆积局温热能。 ? 错误谬误:需要两次反射 图拜见3-18 二、太阳能热力发电的国表里成长环境 ? 塔式太阳能热力发电的研究起头于 20 世纪70 年代,至90年代中期, 一些国度接踵建制了多座示范电坐, 研究次要标的目的转向电坐模子、大型 定日镜(平面反射镜)和高效储能 系统。 国度“十一五”科技攻关项目打算 正在我国投资60.27亿,5年建成第一 座兆瓦级塔式太阳能热力发电试验 示范电坐(引自《发电设备2007年 3期》)。 目前的研究标的目的是: 高切确太阳 光系统,经济且高效的蓄热材 料,具有高反射率的延展膜反射材 料和适合戈壁缺水地域利用的闭循 环发电安拆。 图3-19 太阳能热力发电 ? ? 表3-13 国表里部门塔式太阳能热力发电坐的相关参数 电坐名称 国别 发电 容量 MW 0.5 1 1 10 1 1 2.5 5 1 10 0.07 32 40 20 33 20 200 53.7 100 7.2 定日 镜数 目块 93 182 807 1818 300 定日 镜尺 寸 m2 29.3 52.2 3 16 39.3 40 塔高 m 系 统 效 率 % 传热 流体 储热 介质 占地面 积 m2 投运 年份 设想 日照 强度 kW/m 2 年日 照时 数h 300 0 300 0 220 0 350 0 300 0 SSPS-CRS Eurelios Sunshine Solar One CESA-I MSEE/CaB THEMIS SPP-5 TSA Solar Two 70kW示范 电坐 西班牙 意大利 日本 美国 西班牙 美国 法国 俄罗斯 西班牙 美国 中国 43 55 69 90 60 5.3 5 13. 5 11.3 液态钠 蒸汽 蒸汽 蒸汽 蒸汽 熔硝酸盐 Ti-Tec盐 蒸汽 空气 熔硝酸盐 钠 熔盐、水 熔盐、水 油、岩石 熔硝酸盐 熔硝酸盐 Ti-Tec盐 水、蒸汽 陶瓷 熔硝酸盐 300× 300 150× 100 150× 180 579× 672 10000 00 1981 1981 1981 1982 1983 1984 0.92 1.0 0.75 0.9 0.7 70000 00 1984 1986 1993 1986 1.04 240 0 0.9 350 0 26667 2005

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