[发明专利]一种提高热能转换效率的发电系统

说明书

一种提高热能转换效率的发电系统，属于热能转换发电系统技术领域，可解决现有发电系统因热能浪费导致热效率低的问题，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、回热换热器、冷却器、压缩机和发电机，加热循环系统的出口和膨胀机的入口连接，膨胀机的出口和回热换热器的高温端入口连接，回热换热器的低温端出口通过冷却器和压缩机的入口连接，压缩机的出口和回热换热器的低温端入口连接，回热换热器的高温端出口和加热循环系统的入口连接。本发明提高了发电系统热效率。

技术领域

本发明属于热能转换发电系统技术领域，具体涉及一种提高热能转换效率的发电系统。

背景技术

目前，现有理论认为布莱顿循环的压比越高热转换效率越高，实际上，最高也不超过35%，大都只有25%左右。原因是气体压缩机消耗的能量太多，即压缩机的等温效率太低。现在使用的压缩机在压比为2.0左右时压缩级数一般不超过2级。

火力发电厂普遍采用朗肯循环。朗肯循环没有压缩机，但是因汽化潜热无法利用，热效率也不高，超临界也才50%，系统造价高，其它大都只有35%左右。内燃机采用间歇式工作方式，压比远低于膨胀比，热效率可以达到46%。但是无法大型化。

总的来说，热能利用率普遍低于50%，相当于大部分热能浪费了。因此，如何研发一种提高热能转换效率的发电系统，解决热能浪费导致热效率低的技术问题，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明针对现有发电系统因热能浪费导致热效率低的问题，提供一种提高热能转换效率的发电系统。

本发明采用如下技术方案：

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、回热换热器、冷却器、压缩机和发电机，加热循环系统的出口和膨胀机的入口连接，膨胀机的出口和回热换热器的高温端入口连接，回热换热器的低温端出口通过冷却器和压缩机的入口连接，压缩机的出口和回热换热器的低温端入口连接，回热换热器的高温端出口和加热循环系统的入口连接。

所述以太阳能为热源的加热蓄热循环系统包括加热器、蓄热器和高温变频循环风机，蓄热器自上而下分为高温区、中温区和低温区，加热器的出口和高温区的入口连接，低温区出口通过切断阀和高温变频循环风机的入口连接，高温变频循环风机的出口和加热器的入口连接，蓄热器的中温区和高温区分别通过蓄热器出口调节阀a和蓄热器出口调节阀b和膨胀机的入口连接，回热换热器的高温端出口和蓄热器的低温区连接，蓄热器出口调节阀a和蓄热器出口调节阀b控制高低温介质流量比例，可以保证膨胀机入口气体温度、压力稳定。

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、变频引风机和加热炉，其中加热炉内设有加热器，加热炉底部设有若干蓄热式烧嘴，空气管路通过空气烟气切换阀和变频助燃风机、变频引风机连接，燃料管路通过燃料调节阀、燃料切换阀和蓄热式烧嘴连接。

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，通过切断阀关闭加热循环系统；利用蓄热器储存的热能继续连续发电；通过关闭蓄热器出口调节阀a、蓄热器出口调节阀b，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加压，再经过回热换热器回收膨胀机排气热量，再进入蓄热器吸收热源热量，升温到指定温度，经过膨胀机膨胀对外输出机械能，气体介质降温，通过回热换热器放出热量，再通过冷却器进一步降温，然后，进入压缩机开始下一个循环。