[发明专利]一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统及方法

权利要求书

1.一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，其特征在于，包括太阳能聚光集热单元、超临界二氧化碳发电单元和卡林那循环发电单元，其中，太阳能聚光集热单元分别与超临界二氧化碳发电单元和卡林那循环发电单元连接；卡林那循环发电单元与超临界二氧化碳发电单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，其特征在于，太阳能聚光集热单元包括太阳能聚光镜场(1)、吸热器(2)、第一太阳能加热器(4)、第二太阳能加热器(11)，其中，太阳能聚光镜场(1)的热能输出端连接加热器(2)，加热器(2)的传热工质出口依次连接第一太阳能加热器(4)和第二太阳能加热器(11)，所述第二太阳热加热器(11)的传热工质出口与吸热器(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，其特征在于，所述第二太阳热加热器(11)的传热工质出口与吸热器(2)之间设置有传热工质泵(3)。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，其特征在于，超临界二氧化碳发电单元包括二氧化碳透平(5)、回热器(6)、卡林那单元换热器(7)、冷却器(8)和预热器(9)，其中，太阳能聚光集热单元与二氧化碳透平(5)的入口相连，二氧化碳透平(5)的二氧化碳出口与回热器(6)的热端入口相连，回热器(6)的热端出口与卡林那单元换热器(7)的热端入口相连，卡林那单元换热器(7)的热端出口与冷却器(8)的入口相连，冷却器(8)的出口与预热器(9)的二氧化碳入口相连，预热器(9)的二氧化碳出口与回热器(6)的冷端入口相连，回热器(6)的冷端出口与太阳能聚光集热单元相连；卡林那单元换热器(7)的冷端和与预热器(9)均与卡林那循环发电单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，其特征在于，预热器(9)的二氧化碳出口与回热器(6)的冷端入口之间设置有二氧化碳增压装置(10)。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，其特征在于，卡林那循环发电单元包括卡林那透平(12)、卡林那回热器(13)、第一混合器(14)、低压凝汽器(15)、氨分离器(17)、第二混合器(18)、高压凝汽器(19)和气液分离器(21)，其中，太阳能聚光集热单元和超临界二氧化碳发电单元均与卡林那透平(12)的入口相连，卡林那透平(12)的乏汽出口与卡林那回热器(13)的热端入口相连，卡林那回热器(13)的热端出口与第一混合器(14)的入口相连，第一混合器(14)的出口与低压凝汽器(15)的入口相连，低压凝汽器(15)的出口与氨分离器(17)的入口相连，氨分离器(17)的氨水出口分别与第二混合器(18)的入口和卡林那回热器(13)的冷端入口相连，卡林那回热器(13)的冷端出口与气液分离器(21)的入口相连，气液分离器(21)的浓氨水出口与第二混合器(18)的浓氨水入口相连，气液分离器(21)的稀氨水出口与第一混合器(14)的稀氨水入口相连，第二混合器(18)的出口与高压凝汽器(19)的入口相连，高压凝汽器(19)的出口与高压泵20的入口相连，高压泵20的出口分别与太阳能聚光集热单元和超临界二氧化碳发电单元相连；同时，高压凝汽器(19)还与超临界二氧化碳发电单元连接。

7.一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电方法，其特征在于，基于权利要求1-6中任一项所述的根据权利要求1所述的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，包括以下步骤：

利用太阳能聚光集热单元接收汇聚太阳辐射能，通过传热工质将接收的太阳辐射能量转化为高温热能，该高温热能作为热源输送给超临界二氧化碳发电单元；

超临界二氧化碳发电单元将利用高温热能加热超临界二氧化碳工质，通过透平与发电机组将接收的热能转化为电能并输出；

卡林那循环发电单元以被太阳能聚光集热单元的传热工质以及超临界二氧化碳发电单元做功后的超临界二氧化碳余热作为驱动热源，利用吸收剂对制冷剂的吸收与解吸过程进行放热和吸热，实现发电，并将产生的中温热能输送给超临界二氧化碳发电单元。