[发明专利]多模式槽式太阳能布雷顿热发电装置

权利要求书

1.所述多模式槽式太阳能布雷顿热发电装置包括抛物槽聚光阵列、线聚焦强化集热管，动力工质，熔盐储热传热工质，传输管线，汽化罐，燃烧室，补气窗口或空气进口，布雷顿热发电装置，压气泵，水泵，换热器，补热器，聚光阵列和发电控制装置；储热装置，冷凝换热器，空气冷却装置，储气罐，生物质气发生装置，汽水分离装置，有机郎肯发电装置，溴化锂空调机组，其主要特征在于：抛物槽聚光阵列中的线聚焦强化集热管通过传输管线连接布雷顿热发电装置的涡轮机进气口；涡轮机出气口连接换热器进口，换热器出口连接补热器进口，补热器出口连接冷凝换热器进口，冷凝换热器出口直接连接压气泵，或经汽水分离装置连接压气泵；汽水分离装置气体出口连接压气泵进口；压气泵输出端连接补热器补热端进口，补热端出口连接抛物槽聚光阵列线聚焦强化集热管进口；在抛物槽聚光阵列中配置线聚焦强化集热管、汽化罐；汽化罐冷凝水输入端连接水泵输出端，水泵输入端连接汽水分离装置输出端，汽水分离装置输入端连接冷凝换热器；冷凝水输入汽化罐后经雾化器雾化，与抛物槽聚光阵列经压气泵输出的高温动力工质气体在汽化罐内混合，混合气输入下一级抛物槽聚光阵列；高温混合气体在抛物槽聚光阵列中不断加热升温后在燃烧室与生物质燃气共同进入涡轮机内膨胀做功发电，同时带动压气泵将冷凝的动力工质加压，经补热器升温后再次进入抛物槽聚光阵列，完成布雷顿循环动力发电；燃烧室连接储气罐，储气罐连接生物质气发生装置；生物质气在燃烧室与高温混合气体混合燃烧；经冷凝换热器冷凝排出的乏气组分主要是二氧化碳气和水的混合体，通过汽水分离装置分离出的气体也即动力工质气体重新进入压气泵再循环；分离的冷凝水则经水泵送入换热器升温，之后连接气化罐雾化器喷口再行雾化；储热装置设置在抛物槽聚光阵列传输管线进出口两端，在光照充足时分流动力工质进入储热装置换热储能；光照不足时动力工质流经储热装置以延长发电时间；在无光照或光照不足时启动生物质气互补程序，生物质气在燃烧室与高温混合气体混合燃烧；高温燃气经涡轮机膨胀做功并完成化学重整后排出，排出的高温混合乏气进入储热装置换热储能，从储热装置排出的气体经换热器进入冷凝器冷凝分离；经涡轮机膨胀做功和化学重整的气体组分主要是二氧化碳气和纯水；纯水继续循环使用，二氧化碳气重回循环系统，多余的二氧化碳气收集再利用；储热装置为熔盐储热装置、或陶瓷蜂窝储热装置；为降低成本本发明均为单罐设置；冷凝换热器冷凝端进出口分别连接有机郎肯热发电装置或溴化锂空调机组的热交换器进出口，或由溴化锂空调机组完全替代冷凝换热器作为冷凝换热终端；

1)所述布雷顿动力发电装置包括涡轮机、换热器、补热器、压气泵、发电机、冷凝换热器、补气窗口或空气进口；动力工质；

2)所述冷凝换热器可由空气冷却装置替代，不采用水冷设备；

3)所述动力工质为空气、或二氧化碳气、或氮气、或一氧化氮气、或氦气、或烷烃类气体；或生物质气化气、沼气；或天然气、可燃冰气或液化石油气；或醇类燃料如甲醇、乙醇、二甲醚；或燃油如柴汽油、煤油、重油；

4)所述汽化罐包括承压罐体、雾化器及其喷嘴连接抛物槽式聚光阵列线聚焦强化集热管的动力工质进出端口；雾化器将液态水雾气以便在汽化罐内迅速生成饱和蒸汽；饱和蒸汽在汽化罐和线聚焦强化集热管内与高温动力工质气体充分混合不断加温成过热蒸汽；

5)所述补气窗口是为确保生物质气充分燃烧而设置的，补气窗口以补空气、或氧气、或助燃剂为主要功能；

6)所述储热装置是指熔盐储热装置、或陶瓷蜂窝储热装置，均采用单罐储热技术；其中熔盐储热装置包括罐体、储热换热器、换热管、熔盐、固体储热介质及容器、传输管道；其中储热换热器置于罐体内，采用耐腐蚀、耐高温合金金属，或特种陶瓷制作；储热换热器的换热管为高温合金金属或特种陶瓷管；换热管为波节管、或管外侧带翅片的强化换热管；固体储热介质及容器是为减少熔盐使用量，提高储热效率设置；固体储热介质选择石英、或玻璃、或陶瓷、或石墨，和熔盐共同组成储热介质；固体储热容器采用特种陶瓷制作，为圆柱箱体，长方箱体，环形箱体，固体储热容器外壁设熔盐液体流通孔洞，孔洞直径以小于固体储热介质为限；固体储热容器与换热管交错布置；陶瓷蜂窝储热装置包括罐体、陶瓷蜂窝蓄热体，换热管；换热管一端为进口另一端为出口；陶瓷蜂窝蓄热体主要由特种陶瓷、普瓷、堇青石、莫莱石、刚玉莫来石、氧化铝、钛酸铝、锂辉石、磷酸锆钠、锆英石、锆铬刚玉材质制作；陶瓷蜂窝蓄热体与换热管交错排列；陶瓷蜂窝储热装置内可填充熔盐；储热装置连接抛物槽聚光阵列和燃气排出管道的进出口即可共用，也可在储热装置内分别设立进出口和换热管道。储热装置连接抛物槽聚光阵列和燃气排出管道的进出口即可共用，也可在储热装置内分别设立进出口和换热排气管道。