[发明专利]一种超临界二氧化碳布雷顿联合循环太阳能发电系统

说明书

本发明公开了一种超临界二氧化碳布雷顿联合循环太阳能发电系统，涉及发电技术领域，所述联合循环太阳能发电系统中，塔式太阳能集热系统的出口与储热系统的第一入口连通；储热系统的第一出口与超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的入口连通；超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的出口与朗肯循环发电系统的入口连通；朗肯循环发电系统的出口与储热系统的第二入口连通；储热系统的第二出口与塔式太阳能集热系统的入口连通；储热系统用于储存塔式太阳能集热系统收集的太阳能，以驱动超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统和朗肯循环发电系统运行。本发明能增加热储罐和冷储罐之间的温差，从而有效提高储热系统的最大储热量、系统发电量和太阳能利用率。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别是涉及一种超临界二氧化碳布雷顿联合循环太阳能发电系统。

背景技术

目前，各国开始调整能源结构，降低对化石燃料的依赖，提高可再生能源的占比和利用率。太阳能是地球上资源量最大、分布最广泛的清洁能源。在众多太阳能发电技术中，塔式太阳能发电技术效率高、单机容量大，工作温度高。

当温度超过700℃时，蒸汽腐蚀金属的问题严重，因此传统蒸汽朗肯循环无法体现塔式太阳能发电技术的优势。二氧化碳作为一种惰性气体，拥有良好的热稳定性。当循环最高温度高于600℃时，超临界二氧化碳布雷顿循环的热效率将高于蒸汽朗肯循环，并随着最高温度的升高，超临界二氧化碳布雷顿循环的优势更加明显。

为了系统平稳运行，一般塔式太阳能发电系统配有储热装置。目前新型储热工质的最高工作温度高于800℃，可以用来加热超临界二氧化碳。但带储热的超临界二氧化碳布雷顿循环太阳能发电系统也面临一些问题。超临界二氧化碳布雷顿循环的吸热入口温度过高(过热工质高于450℃，再热工质高于500℃)，导致冷储罐中储热工质温度过高，冷储罐和热储罐之间的温差较小。在等量储热工质条件下，采用超临界二氧化碳布雷顿循环的最大储热量远远小于采用蒸汽朗肯循环的最大储热量，造成系统发电时长缩短，发电量减少以及太阳能利用率低。综上所述，针对超临界二氧化碳布雷顿循环太阳能发电系统，增加热储罐和冷储罐之间的温差、增大储热系统的最大储热量势在必行。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种超临界二氧化碳布雷顿联合循环太阳能发电系统，以增加热储罐和冷储罐之间的温差，从而有效提高储热系统的最大储热量、系统发电量和太阳能利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超临界二氧化碳布雷顿联合循环太阳能发电系统，包括：塔式太阳能集热系统、储热系统、超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统和朗肯循环发电系统；

所述塔式太阳能集热系统的出口与所述储热系统的第一入口连通；所述储热系统的第一出口与所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的入口连通；所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的出口与所述朗肯循环发电系统的入口连通；所述朗肯循环发电系统的出口与所述储热系统的第二入口连通；所述储热系统的第二出口与所述塔式太阳能集热系统的入口连通；所述储热系统用于储存所述塔式太阳能集热系统收集的太阳能，以驱动所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统和所述朗肯循环发电系统运行。

可选地，所述储热系统，具体包括：热储罐和冷储罐；

所述热储罐的入口与所述塔式太阳能集热系统的出口连通；所述热储罐的出口与所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的入口连通；

所述冷储罐的入口与所述朗肯循环发电系统的出口连通；所述冷储罐的出口与所述塔式太阳能集热系统的入口连通。

可选地，所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，具体包括：

第一过热器、第二过热器、第一再热器、第二再热器、第一透平、第二透平和回热再压缩系统；