[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

说明书

本发明提供的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统及方法，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；该结构实现了热能梯级利用，提高了能源利用效率。

技术领域

本发明属于超临界二氧化碳发电技术领域，尤其涉及一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统及方法。

背景技术

能源和环境是人类社会发展面临的两大难题，不断提高发电机组效率是电力行业研究的永恒主题和目标。目前太阳能热发电系统较常用的动力循环包括以水为工质的朗肯循环和以空气为工质的布雷顿循环，系统效率受到一定限制。

为了突破传统动力系统的瓶颈，一些新概念先进动力系统受到学术界和工业界越来越多的关注，以超临界二氧化碳为代表的超临界工质具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。

由于超临界二氧化碳循环回热器的回热量较大，合理利用存在一定困难；而且，由于进入被太阳能加热的传热工质已经在回热器中预热，传热工质在驱动超临界二氧化碳循环后温度仍然较高，需要进一步利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统及方法，解决了现有的以超临界二氧化碳为工质的发电系统中存在的上述不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种太阳能超临界二氧化碳双重循环发电系统，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。

优选地，太阳能聚光集热单元包括太阳能聚光镜场、吸热器、第一太阳能加热器、第二太阳能加热器，其中，太阳能聚光镜场的热能输出端连接吸热器，吸热器的传热工质出口依次连接第一太阳能加热器和第二太阳能加热器，所述第二太阳热加热器的传热工质出口与吸热器连接。

优选地，所述第二太阳热加热器的传热工质出口与吸热器之间设置有传热工质泵。

优选地，超临界二氧化碳发电单元包括二氧化碳透平、回热器、卡林那单元换热器、冷却器和预热器，其中，太阳能聚光集热单元与二氧化碳透平的入口相连，二氧化碳透平的二氧化碳出口与回热器的热端入口相连，回热器的热端出口与卡林那单元换热器的热端入口相连，卡林那单元换热器的热端出口与冷却器的入口相连，冷却器的出口与预热器的二氧化碳入口相连，预热器的二氧化碳出口与回热器的冷端入口相连，回热器的冷端出口与太阳能聚光集热单元相连；卡林那单元换热器的冷端和与预热器均与卡林那循环发电单元连接。

优选地，预热器的二氧化碳出口与回热器的冷端入口之间设置有二氧化碳增压装置。