[发明专利]太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统

权利要求书

1.一种太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，超临界二氧化碳在该系统中循环，其特征在于，包括：

太阳能吸热器，涡轮单元和布雷顿循环单元，所述太阳能吸热器和所述布雷顿循环单元分别与所述涡轮单元通过管路相连；

还包括与所述太阳能吸热器和所述涡轮单元之间的管路呈并联或串联连接的储罐，用于储存金属碳酸盐和金属氧化物；

在所述布雷顿循环单元中还设置有储气罐，用于储存超临界二氧化碳；

当光照条件充足时，循环超临界二氧化碳在所述太阳能吸热器中吸收热量；同时，传热介质在所述太阳能吸热器中吸收热量并传递给所述储罐中的金属碳酸盐,金属碳酸盐发生分解反应，储存热量，产生超临界二氧化碳，与循环超临界二氧化碳一同进入所述涡轮单元对外做功；做功后的超临界二氧化碳经所述布雷顿循环单元，一部分储存于所述储气罐中，另一部分返回所述太阳能吸热器中吸收热量、循环做功；

当光照条件不佳或者无光照时，将所述太阳能吸热器隔离，在所述储气罐中储存的超临界二氧化碳与循环超临界二氧化碳一同经所述布雷顿循环单元，进入所述储罐，与金属氧化物发生化合反应，释放热量，加热超临界二氧化碳，进入所述涡轮单元对外做功；

所述太阳能吸热器中的吸热介质为超临界二氧化碳，所述超临界二氧化碳同为传热介质和做功介质。

2.根据权利要求1所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述布雷顿循环单元为简单布雷顿循环单元、再压缩布雷顿循环单元、再压缩部分冷却布雷顿循环单元或再压缩中间冷却布雷顿循环单元中的任一种。

3.根据权利要求1所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于，所述布雷顿循环单元包括：高温回热器、低温回热器、主压缩机、再压缩机和冷却器；

经涡轮单元对外做功后的超临界二氧化碳经过所述高温回热器、所述低温回热器后，分为两股，一股经过所述冷却器冷却、所述主压缩机加压和所述低温回热器加热后，与另一股经过所述再压缩机加压的超临界二氧化碳一同进入所述高温回热器加热，然后进入所述太阳能吸热器吸收热量后，循环做功。

4.根据权利要求3所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于：所述储气罐设置于所述低温回热器与所述冷却器之间。

5.根据权利要求1所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于：所述涡轮单元包括低压涡轮机、高压涡轮机和设置于所述低压涡轮机和所述高压涡轮机之间的太阳能储热罐，所述太阳能储热罐用于储存太阳能热量；

进入所述涡轮单元的超临界二氧化碳，先进入所述高压涡轮机对外做功，然后在所述太阳能储热罐中吸收热量，再进入所述低压涡轮机对外做功。

6.根据权利要求1所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于：所述太阳能吸热器的聚焦系统包括塔式聚光系统、碟式聚光系统、槽式聚光系统或线性菲涅尔式聚光系统中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于：所述储罐为固定床、鼓泡床、流化床、多孔介质或蜂窝陶瓷中的任一种。

8.根据权利要求7所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于：所述储罐为多孔介质或蜂窝陶瓷时，以金属氧化物或碳化硅为基体，金属碳酸盐负载在所述多孔介质或所述蜂窝陶瓷的表面。

9.根据权利要求1所述的太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其特征在于：所述金属碳酸盐包括锂、钠、钾、铷、铯、钫、铍、镁、钙、锶、钡或镭的碳酸盐中的一种或多种；或者包括对锂、钠、钾、铷、铯、钫、铍、镁、钙、锶、钡或镭的碳酸盐进行改性的多元混合物。