[发明专利]用于使用太阳能发电的系统

说明书

技术领域

该系统主要涉及发电，并且更具体地涉及一种用于使用太阳能发电的系统。

背景技术

发电通常是使用其它形式的能量的过程，且通常是在发电站处通过一般由热力发动机驱动的电动机械发电机进行。热力发动机可通过化学燃烧、核裂变或通过其它方式如流水的动能、风等而提供动力。此外，太阳能也可用于驱动热力发动机来发电。

使用热力发动机的发电技术通常燃烧化石燃料来发电。然而，使用化石燃料发电受到化石燃料成本高和自然资源枯竭的限制，而这又导致电的成本高。相比之下，使用太阳能发电采用的是可再生能源，但受到与设备构建相关的高成本所限制。

因此，期望研发出一种构造成使用太阳能、燃料和/或两者发电的发电设备设计。具体而言，需要一种发电设备，其在燃料价格较高时完全或部分地依靠太阳能运转，而在不能获得充足的太阳能时则完全或部分地依靠燃料运转。此外，需要一种在发电的同时实现高效率以降低发电总成本的发电设备。

发明内容

简言之，根据本技术的一个方面，提出了一种发电系统。该发电系统包括：太阳能预热器，其使用加热的太阳能流体的第一部分预热压缩的排出空气以产生加热的压缩空气；燃烧器，其可操作地联接到太阳能预热器上以从太阳能预热器接收加热的压缩空气，使用该加热的压缩空气焚烧燃料以产生热焚烧气体；第一涡轮，其可操作地联接到燃烧器上以从燃烧器接收热焚烧气体，使热焚烧气体膨胀以产生排出气体；热回收蒸汽发生器，其可操作地联接到第一涡轮上以从第一涡轮接收排出气体，通过使用排出气体加热冷凝的流体以产生蒸气；太阳能蒸发器/过热器，其可操作地联接到热回收蒸汽发生器上以从热回收蒸汽发生器接收加热的工作流体，通过使用加热的太阳能流体的第二部分加热该加热的工作流体以产生太阳能蒸气；以及第二涡轮，其构造成用以使用从热回收蒸汽发生器所接收的蒸气和从太阳能蒸发器/过热器所接收的太阳能蒸气来驱动第二发电机。

根据本技术的另一方面，提出了一种发电系统。该发电系统包括：太阳能预热器，其用于使用加热的太阳能流体的第一部分预热压缩的排出空气以产生加热的压缩空气；燃烧器，其可操作地联接到太阳能预热器上以从太阳能预热器接收加热的压缩空气，使用该加热的压缩空气焚烧燃料以产生热焚烧气体；高压涡轮，其可操作地联接到燃烧器上以从燃烧器接收热焚烧气体，使热焚烧气体膨胀以产生第一膨胀气体；再热器，其可操作地联接到高压涡轮上以从高压涡轮接收第一膨胀气体，使用第一膨胀气体燃烧燃料以产生第一加热膨胀气体；低压涡轮，其可操作地联接到高压涡轮和再热器上以使从再热器所接收的第一加热膨胀气体膨胀而产生排出气体；热回收蒸汽发生器，其连接到低压涡轮上以通过利用从低压涡轮所接收的排出气体加热冷凝的流体来产生蒸气；以及太阳能蒸发器/过热器，其可操作地联接到热回收蒸汽发生器上以从热回收蒸汽发生器接收加热的工作流体，通过使用加热的太阳能流体的第二部分加热该加热的工作流体而产生太阳能蒸气；以及第二涡轮，其用以使用从热回收蒸汽发生器所接收的蒸气和从太阳能蒸发器/过热器所接收的太阳能蒸气来驱动第二发电机。

根据本技术的又一个方面，提出了一种发电方法。该发电方法包括：通过使用加热的太阳能流体的第一部分预热压缩的排出空气来产生加热的压缩空气；通过使用加热的压缩空气燃烧燃料来产生热焚烧气体；通过在高压涡轮中使热焚烧气体膨胀来产生第一膨胀气体；通过使用第一膨胀气体燃烧燃料来产生第一加热膨胀气体；通过使第一加热膨胀气体膨胀而产生排出气体；通过利用排出气体加热冷凝的流体而产生蒸气和加热的工作流体；通过使用加热的太阳能流体的第二部分加热和蒸发加热的工作流体而产生太阳能蒸气；以及使用蒸气和太阳能蒸气驱动第二涡轮来发电。

附图说明

当参照附图研读如下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，所有附图中的相似标号表示相似的零件，在附图中：

图1为根据本技术的方面的发电系统的一个实施例的简图；

图2为根据本技术的方面的用于发电的发电系统的另一实施例的简图；以及

图3为示出根据本技术的方面的示例性发电过程的流程图。零件清单

10 发电系统

12 太阳能场和接收器

14 太阳

16 从太阳能场和接收器接收加热的太阳能流体的第一部分

18 太阳能预热器

20 传输至太阳能蒸发器/过热器

22 太阳能蒸发器/过热器

24 涡轮发动机

26 压缩机

28 第一涡轮

30 轴

32 入口