一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统
本发明公开了一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，涉及到新能源电力系统领域。本发明通过热源井将光热发电系统产生的低温熔盐的热量及天然气应急发电系统的高温烟气的热量产生高温流体，高温流体与定压冷水分布在压差膜组件的两侧，利用高低温差驱动高温侧的蒸汽由高温侧穿过压差膜向低温侧流动，在低温侧冷凝进而提高定压冷水的压力，从而驱动涡轮发电机进行发电，再将涡轮发电机产生的电量用于制冷；即使太阳能资源极端情况时，也可以通过天然气应急发电产生电量进行供电。实现了孤网环境下的稳定且低成本高效的供冷、供热和供电的联供系统，本发明系统组件简单、性能稳定、能源利用效率高并且成本低。
发明专利
CN202311473300.7
2023-11-07
CN117514454A
2024-02-06
F02B63/04(2006.01)
中国电建集团城市规划设计研究院有限公司
谢晶晶;任腊春;尚欣欣
510000 广东省广州市南沙区黄阁镇蕉西路136号101、102、103、201、202、203、301、302、401、402、501、502、601、602房
成都顶峰专利事务所(普通合伙)
耿立平
广东;44
1.一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于：包括光热发电系统(1)、天然气应急发电系统(4)和压差发电系统； 所述光热发电系统(1)包括光热发电机组(2)和低温熔盐储罐，所述天然气应急发电系统(4)包括天然气发电机组和高温烟气管道(5)； 所述压差发电系统包括热源井(6)、压差膜组件、低温循环泵(12)和涡轮发电机(16)； 所述光热发电机组(2)产生的电能与天然气发电机组产生的电能并网后直接用于供电； 所述低温熔盐储罐的热能与高温烟气管道(5)的热能并入热源井(6)，所述低温循环泵(12)用于输送定压冷水，所述热源井(6)的热量通过与水热量交换产生高温流体，所述热源井(6)输出的高温流体与低温循环泵(12)输送的定压冷水分别输入压差膜组件的两侧，所述压差膜组件输出低温流体和受压冷水，所述低温流体直接用于供热； 所述压差膜组件的输出端连接有涡轮发电机(16)，所述受压冷水输出到涡轮发电机(16)从而驱动涡轮发电机(16)发电，所述涡轮发电机(16)用于供电制冷装置(18)制冷从而实现供冷； 所述涡轮发电机(16)输出的受压冷水通过水循环管道(19)输入到热源井(6)并吸收热能形成高温流体。 2.根据权利要求1所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述压差膜组件包括第一压差膜元件(8)和第二压差膜元件(10)，所述热源井(6)的高温流体通过第一蒸汽管道(7)与第一压差膜元件(8)一侧的输入端连接，所述低温循环泵(12)输送的定压冷水通过定压冷水管道(13)与第一压差膜元件(8)另一侧的输入端连接； 所述第一压差膜元件(8)一侧的输出端通过第二蒸汽管道(9)与第二压差膜元件(10)一侧的输入端连接，所述第一压差膜元件(8)另一侧的输出端通过第一受压冷水管道(14)与第二压差膜元件(10)另一侧的输入端连接，所述第二压差膜元件(10)一侧的输出端通过第三蒸汽管道(11)与供热系统连接，所述第二压差膜组件(10)另一侧的输出端通过第二受压冷水管道(15)与涡轮发电机(16)连接。 3.根据权利要求1所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述光热发电系统(1)包括聚光场单元、熔盐管道、高温熔盐储罐、低温熔盐储罐和光热发电机组(2)，所述光热发电机组(2)包括蒸汽发电机； 所述聚光场单元用于吸收太阳的热能并与熔盐管道热量交换，使得熔盐管道内的吸热熔盐融化成熔融态，融化后的熔盐输送至高温熔盐储罐内，所述高温熔盐储罐内的熔融态熔盐通过换热器与水热量交换将水加热成水蒸气并输送光热发电机组(2)进行发电，所述高温熔盐储罐内的高温熔盐与水热量交换后成为低温熔盐并储存至低温熔盐储罐，所述低温熔盐储罐通过低温熔盐管道(3)与热源井(6)连接。 4.根据权利要求3所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述低温熔盐管道(3)内的熔盐温度为290℃。 5.根据权利要求1所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述涡轮发电机(16)与电制冷装置(18)之间还设置有配电间(17)，所述配电间(17)用于储存涡轮发电机(16)产生的电能并将电能向使用端进行配送， 所述配电间(17)的电能使用端包括电制冷装置(18)。 6.根据权利要求2所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述第一压差膜元件(8)和第二压差膜元件(10)均包括压差膜。 7.根据权利要求6所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述第一压差膜元件(8)的压差膜两侧的介质分别为第一蒸汽管道(7)输入的高温流体以及定压冷水管道(13)输入的定压冷水。 8.根据权利要求6所述的一种离网的光热天然气热源压差发电耦合系统，其特征在于，所述第二压差膜元件(10)的压差膜两侧的介质分别为第二蒸汽管道(9)输入的高温流体以及第一受压冷水管道(14)输入的受压冷水。