[发明专利]基于超临界CO2

说明书

一种基于超临界CO₂的槽式集热装置及应用，该基于超临界CO₂的槽式集热装置包括槽式集热单元、换热单元、回热单元、冷却单元和压缩单元；其中槽式集热单元出口与换热单元进口连接，从换热单元流出的工质经过回热单元后到达冷却单元，冷却单元出口与压缩单元进口相连，从压缩单元流出的工质在回热单元加热后进入槽式集热单元完成循环。本发明提供的这种基于超临界CO₂的槽式集热装置采用超临界CO₂工质，该工质物性稳定，可将集热温度大幅提升，能满足不同负荷热用户的需求。

技术领域

本发明属于可再生能源合理利用的领域，特别涉及一种基于超临界CO₂的槽式集热装置及应用。

背景技术

随着当今社会的发展，聚光式太阳能热发电系统可分三大类，分别为：槽式系统，塔式系统和碟式系统。历经多年的研究，槽式太阳能热电站是较经济的太阳能发电方式，并且槽式太阳能热发电已经实现了商业化运行，是目前较为成熟的太阳能热发电技术。

太阳能集热器是太阳能系统的核心部件，通过换热介质实现热量的吸收与传递。槽式太阳能热发电系统是通过抛物面槽式聚光镜面将太阳光汇聚在焦线上，在焦线上安装管状吸热器吸收聚焦后的太阳辐射能。槽式集热系统出了可以应用于大规模发电外，以槽式集热还可产出100-350℃的蒸汽或热水，从而广泛适用于采暖、空调、纺织、印染、造纸、橡胶、海水淡化、食品加工、木材烘干以及其他工农业生产与生活领域。

然而，槽式集热器本身受传热工质热稳定性的制约，其集热温度较低，并且传统槽式集热器系统中的工质容易产生低温冻结的现象，所以集热系统在不工作时需要保温，采用天然气补燃的方法，保温过程消耗的能量大约占整个集热量的9％，使得槽式集热系统效率低下，集热成本高，从而制约槽式集热系统的大规模商业化应用。可见，提高槽式集热器集热温度，降低辅助能耗具有重要价值，为此，本发明提出了一种基于超临界CO₂的槽式集热装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种基于超临界CO₂的槽式集热装置及应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种基于超临界CO₂的槽式集热装置，包括：

槽式集热单元，用于将太阳能转化为热能；

换热单元，用于将槽式集热单元内的热量传递给热用户；

回热单元，用于将热量传递给经过压缩单元加压后的传热工质；

冷却单元，用于降低超临界CO₂工质温度；以及

压缩单元，用于提高传热工质压力，克服传热工质循环阻力；

其中，槽式集热单元出口与换热单元进口连接，从换热单元流出的工质经过回热单元后到达冷却单元，冷却单元出口与压缩单元进口相连，从压缩单元流出的工质在回热单元加热后进入槽式集热单元完成循环。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的槽式集热装置在太阳能高温热利用领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的基于超临界CO₂的槽式集热装置及应用相对于现有技术至少具有以下优势之一：

1、本发明提供的这种基于超临界CO₂的槽式集热装置采用超临界CO₂工质，该工质物性稳定，可将集热温度大幅提升，能满足不同负荷热用户的供热需求；

2、本发明中的低热流密度的太阳辐射能通过聚集转化为高热流密度的辐射能，实现光热转化的目的，系统具有低温不冻结、集热系统不需保温等优势，适用于集热温度高的换热过程，实现了太阳辐射能的合理利用。