[发明专利]节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统

权利要求书

1.一种节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，该系统以氨水为工质，实现传统朗肯底循环工质水的替代，减小太阳能热发电系统的用水量，包括塔式太阳能预热空气的集热系统、燃气轮机发电系统、卡林那循环驱动换热器和卡林那循环发电系统，塔式太阳能预热空气的集热系统与回热器及燃烧室相连接，燃气轮机发电系统通过管道和换热器与卡林那循环发电系统相连接，其中：

塔式太阳能预热空气的集热系统，用于接收并会聚太阳辐照能量，将接收的太阳辐照能量转化为热能传递给压缩空气，然后输出给太阳能与燃料互补驱动的燃气轮机系统；

燃气轮机发电系统，用于接收太阳能集热系统和燃料燃烧产生的热能，将其转化为电能；

以氨水混合物为工质的卡林那循环发电系统，用于接收分级压缩机的间冷热和燃气轮机排气的余热，将其转化为电能。

2.根据权利要求1所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述塔式太阳能预热空气的集热系统由三个聚光比不同的塔系列实现压缩空气的分级加热，包括定日镜阵列、高塔和压力空腔式接收器；其中压力空腔式接收器位于高塔上，定日镜阵列以高塔为中心，呈圆周状分布，将太阳光聚焦到压力空腔式接收器上，集中加热流经吸热器的压缩空气。

3.根据权利要求1所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述燃气轮机发电系统包括分级空气压缩机、间冷器、燃烧室、燃气轮机、回热器、发电机和控制系统，其中分级空气压缩机压缩从环境来的空气，回热器预热压缩空气，燃烧室接收压缩空气与化石燃料混合燃烧产生高温烟气，在燃气轮机中膨胀做功，从而驱动分级空气压缩机和发电机发电。

4.根据权利要求3所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述空气压缩机采用分级压缩，两级压缩之间的间冷热用于驱动卡林那底循环。

5.根据权利要求1所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述卡林那循环驱动换热器由两个换热器构成，一个位于回热器后，用燃气轮机排气驱动；一个位于第一级压缩机与间冷器之间，用第一级压缩机出口的空气驱动。

6.根据权利要求1所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述卡林那循环发电系统，包括透平、回热器、气液分离器、混合器、分离器、低压凝汽器、低压泵、高压凝汽器和高压泵，处于饱和液体状态的工作液体通过高压泵升压，在卡林那循环驱动换热器中吸热成为过热蒸气，送至透平作功，乏汽经回热器冷却后，与气液分离器底部流出的稀氨水在混合器中混合，在低压凝汽器中冷凝，并在低压升压泵中升压，送至分离器，一股经回热器加热，并在蒸馏器中分离成为浓氨水和稀氨水；另一股进入混合器与蒸馏器顶部流出的气态浓氨水混合形成工作溶液，经高压凝汽器冷凝成为饱和工作溶液。

7.根据权利要求6所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述卡林那循环发电系统由双热源驱动，蒸馏冷凝子系统DCSS代替了冷凝器，工质以干饱和蒸汽状态进人DCSS并冷凝，冷凝过程中释放的热作为气液分离器的驱动热。

8.根据权利要求1所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述太阳能与替代燃料互补过程不需要设置太阳能蓄能装置，替代燃料是天然气。

9.根据权利要求1所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述联合循环由太阳能与化石燃料互补驱动压缩空气布雷顿循环与卡林那循环构成。

10.根据权利要求9所述的节水型太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统，其特征在于，所述卡林那底循环以氨水混合物为工质，该氨水混合物在余热锅炉中吸收经回热器降温后的烟气余热，激发成过热气进入透平做功。