[发明专利]一种布列顿-有机朗肯型太阳能热发电方法及装置

权利要求书

1.一种布列顿-有机朗肯型太阳能热发电方法，其特征在于：

该方法通过布列顿和有机朗肯联合循环方式，采用阻燃气体作为闭式布列顿循环的工质，阻燃气体经压气机增压后，进入太阳能聚热装置的腔体式接收器，吸收热量产生高温气体，驱动气轮机拖动发电机发电，从而将太阳能转换为电能；从气轮机排出的气体，经回热器降温后，再经压气机增压后送入太阳能聚热装置的腔体式接收器，从而形成闭式布列顿循环回路；

布列顿循环中气轮机排出的气体作为热源，通过回热器加热有机朗肯循环的工质，产生过热或饱和的有机工质蒸汽，驱动有机工质汽轮机拖动有机工质发电机发电，从有机工质汽轮机排出的蒸汽经凝汽器凝结成液态有机工质，再经有机工质循环泵增压后送入回热器，从而形成有机朗肯循环回路；

所述的布列顿循环和有机朗肯循环通过回热器组成复叠式太阳能热发电系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述的阻燃工质包括氮气、二氧化碳、氩气、氦气中的一种或多种组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

设有双级蓄热子系统：所述的双级蓄热子系统包括高温蓄热器、低温蓄热器，从太阳能聚热装置的腔体式接收器出来的高温气体，经高温蓄热器将高温气体的部分显热储存起来，经过高温蓄热器储存显热后的阻燃气体，再经低温蓄热器蓄热降温后排出；

所述的从低温蓄热器排出的阻燃气体经引入压气机的入口，或经回热器降温后再引入压气机的入口；

所述的双级蓄热子系统在太阳辐射能量充足时储存热量，在太阳辐射能量不足时，布列顿循环中压气机增压后的阻燃气体，经低温蓄热器、高温蓄热器加热后，产生的高温气体，驱动气轮机拖动发电机发电。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的高温蓄热器中包含高温蓄热工质，该高温蓄热工质包括熔盐、金属蓄热材料或耐高温的混凝土蓄热材料；

所述的低温蓄热器中包含低温蓄热工质，该低温蓄热工质包括导热油、高压饱和水或相变工质。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

设有有机工质汽轮机轴封防泄漏气体回路：从布列顿循环中压气机出口引出的阻燃气体，经轴封气体管路引入轴封，从而有效防止有机工质的泄漏。

6.一种布列顿-有机朗肯型太阳能热发电装置，其特征在于：

该装置通过布列顿和有机朗肯联合循环方式，采用阻燃气体作为闭式布列顿循环的工质，低温阻燃气体(64)经压气机(65)增压后，进入太阳能聚热装置的腔体式接收器(59)，吸收热量产生高温气体(61)，驱动气轮机(62)拖动发电机(74)发电，从而将太阳能转换为电能；从气轮机(62)排出的气体，经回热器(63)降温后形成低温阻燃气体(64)，再经压气机(65)增压后送入太阳能聚热装置的腔体式接收器(59)，从而形成闭式布列顿循环回路；

布列顿循环中气轮机(62)排出的气体作为热源，通过回热器(63)加热有机朗肯循环的工质，产生过热或饱和的有机工质蒸汽(67)，驱动有机工质汽轮机(68)拖动有机工质发电机(70)发电，从有机工质汽轮机(68)排出的蒸汽经凝汽器(69)凝结成液态有机工质，再经有机工质循环泵(66)增压后送入回热器(63)，从而形成有机朗肯循环回路；

所述的阻燃工质包括氮气、二氧化碳、氩气、氦气中的一种或多种组成的混合物。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：

设有双级蓄热子系统，所述的双级蓄热子系统包括高温蓄热器(71)、低温蓄热器(72)，从太阳能聚热装置的腔体式接收器(59)出来的高温气体(61)，经高温蓄热器(71)将高温气体的部分显热储存起来，经过高温蓄热器(71)储存显热后的阻燃气体，再经低温蓄热器蓄(72)热降温后排出；

从低温蓄热器(72)排出的返流气体(73)引入压气机(65)的入口，或经回热器(63)降温后再引入压气机(65)的入口；

所述的双级蓄热子系统在太阳辐射能量充足时储存热量，在太阳辐射能量不足时，布列顿循环中压气机增压后的阻燃气体，经低温蓄热器(72)、高温蓄热器(71)加热后，产生的高温气体(61)，驱动气轮机(62)拖动发电机(74)发电。