[发明专利]一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统

说明书

本发明公开了一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统，包括太阳能集热器、中低温储热系统、超临界布雷顿循环系统及中低温有机朗肯循环系统；所述超临界布雷顿循环系统包括布雷顿循环多级透平发电系统、布雷顿循环回热器、预冷器及压缩机；所述中低温有机朗肯循环系统包括有机朗肯循环加热器、有机朗肯循环透平、有机朗肯循环回热器、冷凝器及有机工质泵。本发明的太阳能集热温度及热效率较高，并且能够有效的解决太阳能时间分布不均的问题，同时蓄热温度较低。

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电系统，具体涉及一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统。

背景技术

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，由于太阳能光热发电在高温集热时理论热效率高，并且理论上可以采用较为廉价的蓄热储能来解决太阳能时间分布不均的问题，使得光热发电越发受到重视。

光热发电需要将光能转换为热能，再通过热力循环实现热电转换，目前在众多热力循环当中，超临界布雷顿循环是一种最有优势的循环形式。新型超临界工质(二氧化碳、氦气和氧化二氮等)具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。

太阳能的利用还需要解决时间分布不均的问题，常用的方法是蓄热。但热力循环希望通过提高循环最高温度来提高热效率，而随着最高温度的提高蓄热温度也不断提高，这给蓄热材料、蓄热系统容器、保温措施等都带来了更大的困难。若能够在保持热力循环较高温度的同时，降低蓄热温度则可以降低系统设计和运行的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统，该系统的太阳能集热温度及热效率较高，并且能够有效的解决太阳能时间分布不均的问题，同时蓄热温度较低。

为达到上述目的，本发明所述的超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统包括太阳能集热器、中低温储热系统、超临界布雷顿循环系统及中低温有机朗肯循环系统；

所述超临界布雷顿循环系统包括布雷顿循环多级透平发电系统、布雷顿循环回热器、预冷器及压缩机，压缩机的超临界工质出口与布雷顿循环回热器吸热侧的入口相连通，布雷顿循环回热器吸热侧的出口与太阳能集热器的工质入口相连通，太阳能集热器的工质出口经布雷顿循环多级透平发电系统与布雷顿循环回热器放热侧的入口相连通，布雷顿循环回热器放热侧的出口与预冷器的超临界工质入口相连通，预冷器的超临界工质出口与压缩机的超临界工质入口相连通；

所述中低温有机朗肯循环系统包括有机朗肯循环加热器、有机朗肯循环透平、有机朗肯循环回热器、冷凝器及有机工质泵，有机朗肯循环加热器的导热油出口及导热油入口通过中低温储热系统分别与预冷器的导热油入口及导热油出口相连通，有机朗肯循环加热器的有机工质出口经有机朗肯循环透平与有机朗肯循环回热器放热侧的入口相连通，有机朗肯循环回热器放热侧的出口经冷凝器及有机工质泵与有机朗肯循环回热器吸热侧的入口相连通，有机朗肯循环回热器吸热侧的出口与有机朗肯循环加热器的有机工质入口连通。

所述中低温储热系统包括中低温蓄热器、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀及导热油泵；

所述预冷器的导热油出口与第一三通阀的第一个开口相连通，第一三通阀的第二个开口及第三个开口分别与中低温蓄热器的一个开口及有机朗肯循环加热器的导热油入口相连通，有机朗肯循环加热器的导热油出口与第四三通阀的第一个开口相连通，第四三通阀的第二个开口及第三个开口分别与第三三通阀的第一个开口及导热油泵的入口相连通，第三三通阀的第二个开口及第三个开口分别与中低温蓄热器的另一个开口及第二三通阀的第一个开口相连通，第二三通阀的第二个开口及第三个开口分别与导热油泵的出口及所述预冷器的导热油入口连通。

本发明具有以下有益效果：