[发明专利]一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统

摘要

本发明公开了一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统，包括太阳能集热器、中低温储热系统、超临界布雷顿循环系统及中低温有机朗肯循环系统；所述超临界布雷顿循环系统包括布雷顿循环多级透平发电系统、布雷顿循环回热器、预冷器及压缩机；所述中低温有机朗肯循环系统包括有机朗肯循环加热器、有机朗肯循环透平、有机朗肯循环回热器、冷凝器及有机工质泵。本发明的太阳能集热温度及热效率较高，并且能够有效的解决太阳能时间分布不均的问题，同时蓄热温度较低。

主权项

1.一种超临界布雷顿与有机朗肯联合循环太阳能发电系统，其特征在于，包括太阳能集热器(1)、中低温储热系统、超临界布雷顿循环系统及中低温有机朗肯循环系统；所述超临界布雷顿循环系统包括布雷顿循环多级透平发电系统(2)、布雷顿循环回热器(3)、预冷器(4)及压缩机(5)，压缩机(5)的超临界工质出口与布雷顿循环回热器(3)吸热侧的入口相连通，布雷顿循环回热器(3)吸热侧的出口与太阳能集热器(1)的工质入口相连通，太阳能集热器(1)的工质出口经布雷顿循环多级透平发电系统(2)与布雷顿循环回热器(3)放热侧的入口相连通，布雷顿循环回热器(3)放热侧的出口与预冷器(4)的超临界工质入口相连通，预冷器(4)的超临界工质出口与压缩机(5)的超临界工质入口相连通；所述中低温有机朗肯循环系统包括有机朗肯循环加热器(12)、有机朗肯循环透平(13)、有机朗肯循环回热器(14)、冷凝器(15)及有机工质泵(16)，有机朗肯循环加热器(12)的导热油出口及导热油入口通过中低温储热系统分别与预冷器(4)的导热油入口及导热油出口相连通，有机朗肯循环加热器(12)的有机工质出口经有机朗肯循环透平(13)与有机朗肯循环回热器(14)放热侧的入口相连通，有机朗肯循环回热器(14)放热侧的出口经冷凝器(15)及有机工质泵(16)与有机朗肯循环回热器(14)吸热侧的入口相连通，有机朗肯循环回热器(14)吸热侧的出口与有机朗肯循环加热器(12)的有机工质入口连通；所述中低温储热系统包括中低温蓄热器(7)、第一三通阀(6)、第二三通阀(8)、第三三通阀(9)、第四三通阀(11)及导热油泵(10)；所述预冷器(4)的导热油出口与第一三通阀(6)的第一个开口相连通，第一三通阀(6)的第二个开口及第三个开口分别与中低温蓄热器(7)的一个开口及有机朗肯循环加热器(12)的导热油入口相连通，有机朗肯循环加热器(12)的导热油出口与第四三通阀(11)的第一个开口相连通，第四三通阀(11)的第二个开口及第三个开口分别与第三三通阀(9)的第一个开口及导热油泵(10)的入口相连通，第三三通阀(9)的第二个开口及第三个开口分别与中低温蓄热器(7)的另一个开口及第二三通阀(8)的第一个开口相连通，第二三通阀(8)的第二个开口及第三个开口分别与导热油泵(10)的出口及所述预冷器(4)的导热油入口连通；具体工作过程为：太阳能集热器(1)将太阳辐射的光能转换为高温热能，超临界工质在太阳能集热器(1)中被加热为高温高压超临界工质，高温高压超临界工质通过布雷顿循环多级透平发电系统(2)做功，做功后的超临界工质进入布雷顿循环回热器(3)的一侧放热，然后进入预冷器(4)中将废热传递给中低温蓄热系统中的导热油，经过预冷后的超临界工质进入压缩机(5)加压，高压超临界工质进入布雷顿循环回热器(3)的另一侧吸热，最后再次进入太阳能集热器(1)，完成整个布雷顿循环；在超临界布雷顿循环系统运行的同时通过中低温蓄热系统进行蓄热，然后在有机朗肯循环系统运行时中低温蓄热系统进行放热，其中，蓄热时，中低温蓄热系统与预冷器(4)保持联通，导热油在导热油泵(10)的输送下依次通过第二三通阀(8)、预冷器(4)、第一三通阀(6)、中低温蓄热器(7)、第三三通阀(9)及第四三通阀(11)，使热量通过导热油传递给中低温蓄热器(7)中的蓄热材料储存；放热时，使中低温蓄热系统与有机朗肯循环加热器(12)保持联通，导热油在导热油泵(10)的输送下，依次通过第二三通阀(8)、第三三通阀(9)、中低温蓄热器(7)、第一三通阀(6)、有机朗肯循环加热器(12)和第四三通阀(11)；热量先由中低温蓄热器(7)中的蓄热材料传递给导热油，再由导热油加热有机工质；被加热后的有机工质进入有机朗肯循环透平(13)做功，做功后的有机工质进入有机朗肯循环回热器(14)的一侧放热，然后再进入冷凝器(15)中被冷却为液态，液态有机工质被有机工质泵(16)加压后送入有机朗肯循环回热器(14)的另一侧吸热，然后再进入有机朗肯循环加热器(12)中吸热，完成整个有机朗肯循环。