[实用新型]一种改良的布雷顿光热发电系统

说明书

本实用新型提供“一种改良的布雷顿光热发电系统”，其包括可将太阳能聚集至集热装置的定日镜、可将储热介质集热转变成高温储热介质的集热装置、可储存低温储热介质的低温罐、可储存高温储热介质的高温热池、可将所述高温储热介质与动力工质进行换热得到高温动力工质的换热器、涡轮发电机组；所述集热装置、高温热池、换热器和低温罐通过输盐管道依次串联，形成介质流动的循环回路，使所述集热装置内的高温储热介质从所述管道进入高温热池；高温热池内的介质再进入换热器实现高温介质与工质之间的能量转换；所述换热器与所述涡轮发电机组连接，可使所述高温动力工质进入所述涡轮发电机组提供动力发电。

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热发电技术领域，特别是涉及一种改良的布雷顿光热发电系统。

背景技术

目前现有的发电技术有多种，传统的火力发电是通过燃烧，把化石中储存的能量，转化为热能，再转化为电能。我国火电发电量占全国发电总量的80％以上，火电行业的高能耗、高污染现状使得我国节能减排任务的完成，火电行业成为一个重要突破方向。

而太阳能、风能等可再生能源作为应对能源安全和气候变化双重挑战的重要手段，越来越受到人们的重视，各国大力发展以太阳能、风能为基础的新能源。其中利用太阳能发电就是清洁新能源发展的一个重要方向。

太阳能发电是利用清洁能源太阳作为能量来源完成电力的提供，二氧化碳等污染排放大大减少，对环境相对清洁友好。常见的太阳能的利用方式有很多种，包括利用太阳能光伏发电、太阳能光热发电、中低温太阳能热利用和太阳能热动力利用等。

利用太阳能光伏发电可靠性高，其系统的安装和维护也比较方便，它具有很多优点。其中光伏发电输出为直流电，经逆变器转换为交流电后再实现上网，储电成本高，电池一致性差，能源输出形式单一。受自然资源条件影响较大，具有波动性和间歇性，随机性大，其调节控制困难，比较适合做分布式能源发电供应，大规模并网运行会给电网的安全稳定运行带来显著影响。

与光伏发电相比，太阳能光热发电是利用太阳辐射能做热源，再驱动热机循环系统实现发电。太阳能光热发电可配置大规模储热系统，克服了太阳能具有波动性和间歇性的缺点，可储能、可调峰，实现连续发电。更适合建大型电站项目，可通过规模效应实现成本迅速下降，因而可以作为基础电力实现对火电的替代。最早的槽式电站至今已有30多年运营史。

根据收集太阳能聚光方式的不同，太阳能热发电技术分为槽式、塔式、碟式、线性菲涅尔四种形式。根据动力工质以及所采用的动力模式可以区分为朗肯循环(蒸汽朗肯循环动力、有机郎肯循环动力)、布雷顿循环和斯特林循环3种形式。三种循环中斯特林循环热机热能转换效率较高，但技术上不如朗肯循环和布雷顿循环成熟，且斯特林发动机昂贵。

太阳能蒸汽朗肯循环热发电是通过数量众多的反射镜，将太阳的直射光聚焦采集，通过加热熔融盐或者其他工作介质，将太阳能转化为热能，然后利用与传统的热力循环一样的过程，即形成高压高温的水蒸气来推动汽轮机发电机组工作，最终将热能转化成为电能。

液态熔盐由于热容量大；低粘度、流动性好；低蒸汽压；较宽的工作温度范围；成为太阳能传蓄热应用中良好的热工介质。高温熔融盐储能以它独特的性能优势，成为太阳能蒸汽朗肯循环热发电储能的首选，是太阳能光热发电的核心技术，是实现全天候24小时连续发电的根本基础。

和燃煤热发电相比除了热源获取方式和热能存储不同外，其余几乎完全相同，正因为如此，我国基于燃煤电站在系统设计、装备制造等方面具有的较强的市场竞争力，为太阳能热发电的发展奠定了基础。太阳能蒸汽朗肯循环热发电的优点是技术成熟，工况温度高，压力大，能获得较高的热电转换效率。但因采用汽轮机组发电模式，水消耗量大，因此对地理环境、气候条件提出较高要求。目前创新技术改水冷为空气冷却，尽可能减少对水的消耗。但是带来的问题是增大了系统自耗电，同时热电效率也有所降低。