[实用新型]一种超临界二氧化碳布雷顿复叠循环太阳能热发电系统

摘要

本实用新型涉及一种超临界二氧化碳布雷顿复叠循环太阳能热发电系统。包括塔式聚光集热系统、超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、储热系统和蒸汽朗肯循环发电系统；超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统作为顶层循环，蒸汽朗肯循环发电系统作为底层循环；储热系统位于底层循环；白天工作时，超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统在稳定的工况下运行，透平气轮机的尾气余热用于加热底层蒸汽循环的熔融盐进行储热；当热盐罐液位达到设计最高液位的95%时，底层蒸汽循环开启，底层系统进入边储热边发电状态；夜晚或阴天时，利用熔融盐热罐中的熔融盐在熔融盐蒸汽发生器产生蒸汽驱动底层汽轮机发电，冷却后的熔融盐回流至熔融盐冷罐中，此时顶部的布雷顿循环处于停机状态。

主权项

1.一种超临界二氧化碳布雷顿复叠循环太阳能热发电系统，包括塔式聚光集热系统（2），所述塔式聚光集热系统（2）包括塔式定日镜和吸热塔；其特征在于：还包括布雷顿循环发电系统（1）、储热系统（3）和蒸汽朗肯循环发电系统（4）；所述布雷顿循环发电系统（1）包括压气机（11）、透平气轮机（12）、第一发电机（13）、超临界二氧化碳熔盐换热器（14）的二氧化碳侧、回热器（15）、冷却器（16）、超临界二氧化碳工质泵（17）和超临界二氧化碳吸热器；布雷顿循环发电系统（1）中的工质为超临界二氧化碳工质；所述超临界二氧化碳吸热器位于吸热塔的吸热端；所述储热系统（3）包括熔融盐冷罐（31）、熔融盐热罐（32）、第二熔融盐泵（34）、第一熔融盐泵（35）、熔融盐蒸汽发生器（46）的熔融盐侧和超临界二氧化碳熔盐换热器（14）的熔融盐侧；储热系统（3）具有储能和调峰作用；所述蒸汽朗肯循环发电系统（4）包括蒸汽轮机（41）、第二发电机（42）、蒸汽冷凝器（43）、给水泵（44）、第一阀门（45）和熔融盐蒸汽发生器（46）的蒸汽侧；所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）作为顶层循环，所述蒸汽朗肯循环发电系统（4）作为底层循环；所述储热系统（3）位于底层循环；其中超临界二氧化碳实现传热功能、熔融盐实现储热功能；超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）中，透平气轮机（12）的进口温度为550～750℃、进口压力为20～35MPa，透平气轮机（12）的出口的排气温度为400～600℃、排气压力为5～15MPa；蒸汽朗肯循环发电系统（4）中，蒸汽轮机（41）的主汽温度为350～550℃、主汽压力8～13MPa，再热蒸汽温度为350～550℃、再热蒸汽压力为1～3MPa，给水温度150～300℃；熔融盐热罐（32）的工作温度为290～550℃；白天工作时，超临界二氧化碳经塔式吸热器加热后，进入透平气轮机（12）完成做功，同时透平气轮机（12）尾气余热在超临界二氧化碳熔盐换热器（14）中对熔融盐进行加热，储存在熔融盐热罐（32）中；根据熔融盐热罐（32）的熔盐储量，来确定是否启动蒸汽朗肯循环；当热盐罐液位达到设计最高液位的95%时，启动第二熔融盐泵（34），开启第二熔融盐阀（33），熔盐在熔融盐蒸汽发生器（46）中加热水产生蒸汽，推动蒸汽轮机（41）做功；夜晚或阴天时，利用熔融盐热罐（32）中的熔融盐在熔融盐蒸汽发生器（46）产生蒸汽驱动底层蒸汽轮机（41）发电，冷却后的熔融盐回流存储在熔融盐冷罐（31）中，此时顶部的布雷顿循环发电系统（1）处于停机状态。