[发明专利]一种提高热能转换效率的发电系统

权利要求书

1.一种提高热能转换效率的发电系统，包括加热循环系统和热能转换系统，其中，加热循环系统为以太阳能为热源的加热蓄热循环系统或以天然气或煤粉为热源燃料的加热循环系统，热能转换系统包括加热循环系统、膨胀机（10）、回热换热器（11）、冷却器（12）、压缩机（13）和发电机（15），加热循环系统的出口和膨胀机（10）的入口连接，膨胀机（10）的出口和回热换热器（11）的高温端入口连接，回热换热器（11）的低温端出口通过冷却器（12）和压缩机（13）的入口连接，压缩机（13）的出口和回热换热器（11）的低温端入口连接，回热换热器（11）的高温端出口和加热循环系统的入口连接；其特征在于：所述以太阳能为热源的加热蓄热循环系统包括加热器（4）、蓄热器（7）和高温变频循环风机（5），蓄热器（7）自上而下分为高温区、中温区和低温区，加热器（4）的出口和高温区的入口连接，低温区出口通过切断阀（6）和高温变频循环风机（5）的入口连接，高温变频循环风机（5）的出口和加热器（4）的入口连接，蓄热器（7）的中温区和高温区分别通过蓄热器出口调节阀a（8）和蓄热器出口调节阀b（9）和膨胀机（10）的入口连接，回热换热器（11）的高温端出口和蓄热器（7）的低温区连接；以太阳能为热源，太阳能通过反射镜和反射塔反射至加热塔，通过调节高温变频循环风机（5）的循环流量，控制加热温度800~1000℃，当温度800℃以上时，24小时内可通过蓄热器（7）发电，系统热效率可以达到45%以上；没有太阳能时，通过切断阀（6）关闭加热循环系统；利用蓄热器（7）储存的热能继续连续发电；通过关闭蓄热器出口调节阀a（8）、蓄热器出口调节阀b（9），控制热能转换系统停止运行；

发电系统采用稳定的气体作为介质，气体介质经过压缩机（13）加压，再经过回热换热器（11）回收膨胀机（10）排气热量，再进入蓄热器（7）吸收热源热量，升温到指定温度，经过膨胀机（10）膨胀对外输出机械能，气体介质降温，通过回热换热器（11）放出热量，再通过冷却器（12）进一步降温，然后，进入压缩机（13）开始下一个循环；所述蓄热器（7）采用石头或其他蓄热体蓄热，蓄热器的高温区的温度/压力为800~900℃/1.8~2.5MPa，中温区的温度/压力为700~800℃/1.8~2.5MPa，低温区的温度/压力为600~700℃/1.8~2.5MPa。

2.根据权利要求1所述的一种提高热能转换效率的发电系统，其特征在于：所述以天然气或煤粉为热源燃料的加热循环系统包括燃料管路、空气管路、变频助燃风机（18）、变频引风机（19）和加热炉（23），其中加热炉（23）内设有加热器（4），加热炉（23）底部设有若干蓄热式烧嘴（24），空气管路通过空气烟气切换阀（21）和变频助燃风机（18）、变频引风机（19）连接，燃料管路通过燃料调节阀（22）、燃料切换阀（20）和蓄热式烧嘴（24）连接。

3.根据权利要求2所述的一种提高热能转换效率的发电系统，其特征在于：以热源燃料为热源，加热炉给加热器提供热源，变频助燃风机（18）提供燃烧所需空气，变频引风机（19）将烟气排出系统外，蓄热式烧嘴（24）交替燃烧和排烟，加热炉（23）炉温为1200~1250℃，排烟温度在120℃以内，当热源温度1200℃时，系统热效率可以达到65%；

发电系统采用稳定的气体作为介质，气体介质经过压缩机（13）加压，再经过回热换热器（11）回收膨胀机（10）排气热量，再进入热源加热器（4）吸收热源热量，升温到指定温度，经过膨胀机（10）膨胀对外输出机械能，气体介质降温，通过回热换热器（11）放出热量，再通过冷却器（12）进一步降温，然后，进入压缩机（13）开始下一个循环。

4.根据权利要求1所述的一种提高热能转换效率的发电系统，其特征在于：所述以太阳能为热源的发电系统中膨胀机（10）的进口端的温度/压力为800~900℃/1.8~2.5MPa，膨胀机（10）的出口端的温度/压力为640~700℃/0.92~1.25MPa；以热源燃料为热源的发电系统中膨胀机（10）的进口端的温度/压力为800~1500℃/1.8~2.5MPa，膨胀机（10）的出口端的温度/压力为640~800℃/0.92~1.25MPa。