[发明专利]一种带高温相变储能的CO2光热发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种带高温相变储能的CO₂光热发电系统，其特征在于，包括：光热发电系统、光热蓄热系统、光热蓄热发电系统；所述光热发电系统包括由搭载在聚光器上的吸热器、透平发电机组中的透平膨胀机、空冷器、一级压缩机和二级压缩机依次连接构成的第一CO₂循环回路；所述光热蓄热系统包括由搭载在聚光器上的吸热器、相变蓄热器和增压泵依次连接构成的第二CO₂循环回路；所述光热蓄热发电系统包括由相变蓄热器、透平发电机组中的透平膨胀机、空冷器、一级压缩机和二级压缩机依次连接构成的第三CO₂循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种带高温相变储能的CO₂光热发电系统，其特征在于，所述吸热器通过第一通路与所述相变蓄热器连通，还通过第二通路与所述透平膨胀机连通，第一切换阀用于切换第一通路和第二通路连通所对应的相变蓄热器和透平膨胀机。

3.根据权利要求1或2所述的一种带高温相变储能的光热CO₂发电系统，其特征在于，所述吸热器通过第三通路与所述相变蓄热器连通，还通过第四通路与所述二级压缩机连通，第二切换阀用于切换所述第三通路和第四通路连通所对应的相变蓄热器和透平膨胀机。

4.根据权利要求1所述的一种带高温相变储能的CO₂光热发电系统，其特征在于，该系统还包括第一稳压支路，所述第一稳压支路的一端与所述吸热器连通，另一端与稳压器连通。

5.根据权利要求4所述的一种带高温相变储能的CO₂光热发电系统，其特征在于，该系统还包括第二稳压支路，所述第二稳压支路的一端与储气罐连通，另一端通过两条支路管道分别与一级压缩机和吸热器连通。

6.根据权利要求1所述的一种带高温相变储能的CO₂光热发电系统，其特征在于，所述吸热器采用点聚式吸热器，配合塔式聚光系统。

7.根据权利要求1所述的一种带高温相变储能的CO₂光热发电系统，其特征在于，所述吸热器采用线聚式吸热器，配合槽式、线性菲涅尔式聚光系统。

8.根据权利要求1所述的一种带高温相变储能的光热CO₂发电系统，其特征在于，两级压缩机之间设有间冷器，由空冷器出口的冷CO₂和由一级压缩机出来的热CO₂在所述间冷器内进行热交换。

9.根据权利要求8所述的一种带高温相变储能的光热CO₂发电系统，其特征在于，所述透平膨胀机、空冷器和间冷器依次连通构成CO₂换热回路。

10.一种带高温相变储能的CO₂发电系统的控制方法，其特征在于，包括光热发电模式、光热蓄热模式、蓄热发电模式；

在光热发电模式下，将相变蓄热器和增压泵切出停运，聚光器将太阳能热量聚集到吸热器，CO₂在吸热器中被加热至预定温度后，进入透平发电机组中的透平膨胀机内进行膨胀做功，并对外输出电能，膨胀后的CO₂由空冷器中冷却，在依次通过一级压缩机、二级压缩机后被加压至超临界压力，然后再次进入吸热器；

在光热蓄热模式下，将透平发电机组中的透平膨胀机、空冷器、一级压缩机、二级压缩机切出停运，聚光器将太阳能热量聚集到吸热器，CO₂在吸热器中被加热至预定温度后，进入相变蓄热器，将相变蓄热器内的固态的融盐加热至熔融态，在通过增压泵12加压后再次进入吸热器；

在蓄热发电模式下，将聚光器和吸热器切出停运，CO₂在相变蓄热器中被加热至预定温度，进入透平发电机组中的透平膨胀机内进行膨胀做功，并对外输出电能，膨胀后的CO₂由空冷器中冷却，在依次通过一级压缩机、二级压缩机后被加压至超临界压力，然后再次进入蓄热装置。