[發(fā)明專利]一種布列頓-有機朗肯型太陽能熱發(fā)電方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510213233.4
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104832229A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟寧;王海波;魏然
• 申請（專利權(quán)）人: 南京瑞柯徠姆環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: F01K23/02
• 分類號: F01K23/02;F02C1/05;F02C1/10;F01K25/08
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1.一種布列頓-有機朗肯型太陽能熱發(fā)電方法，其特征在于：

該方法通過布列頓和有機朗肯聯(lián)合循環(huán)方式，采用阻燃氣體作為閉式布列頓循環(huán)的工質(zhì)，阻燃氣體經(jīng)壓氣機增壓后，進入太陽能聚熱裝置的腔體式接收器，吸收熱量產(chǎn)生高溫氣體，驅(qū)動氣輪機拖動發(fā)電機發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能；從氣輪機排出的氣體，經(jīng)回熱器降溫后，再經(jīng)壓氣機增壓后送入太陽能聚熱裝置的腔體式接收器，從而形成閉式布列頓循環(huán)回路；

布列頓循環(huán)中氣輪機排出的氣體作為熱源，通過回熱器加熱有機朗肯循環(huán)的工質(zhì)，產(chǎn)生過熱或飽和的有機工質(zhì)蒸汽，驅(qū)動有機工質(zhì)汽輪機拖動有機工質(zhì)發(fā)電機發(fā)電，從有機工質(zhì)汽輪機排出的蒸汽經(jīng)凝汽器凝結(jié)成液態(tài)有機工質(zhì)，再經(jīng)有機工質(zhì)循環(huán)泵增壓后送入回熱器，從而形成有機朗肯循環(huán)回路；

所述的布列頓循環(huán)和有機朗肯循環(huán)通過回熱器組成復(fù)疊式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

所述的阻燃工質(zhì)包括氮氣、二氧化碳、氬氣、氦氣中的一種或多種組成的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

設(shè)有雙級蓄熱子系統(tǒng)：所述的雙級蓄熱子系統(tǒng)包括高溫蓄熱器、低溫蓄熱器，從太陽能聚熱裝置的腔體式接收器出來的高溫氣體，經(jīng)高溫蓄熱器將高溫氣體的部分顯熱儲存起來，經(jīng)過高溫蓄熱器儲存顯熱后的阻燃氣體，再經(jīng)低溫蓄熱器蓄熱降溫后排出；

所述的從低溫蓄熱器排出的阻燃氣體經(jīng)引入壓氣機的入口，或經(jīng)回熱器降溫后再引入壓氣機的入口；

所述的雙級蓄熱子系統(tǒng)在太陽輻射能量充足時儲存熱量，在太陽輻射能量不足時，布列頓循環(huán)中壓氣機增壓后的阻燃氣體，經(jīng)低溫蓄熱器、高溫蓄熱器加熱后，產(chǎn)生的高溫氣體，驅(qū)動氣輪機拖動發(fā)電機發(fā)電。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的高溫蓄熱器中包含高溫蓄熱工質(zhì)，該高溫蓄熱工質(zhì)包括熔鹽、金屬蓄熱材料或耐高溫的混凝土蓄熱材料；

所述的低溫蓄熱器中包含低溫蓄熱工質(zhì)，該低溫蓄熱工質(zhì)包括導熱油、高壓飽和水或相變工質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

設(shè)有有機工質(zhì)汽輪機軸封防泄漏氣體回路：從布列頓循環(huán)中壓氣機出口引出的阻燃氣體，經(jīng)軸封氣體管路引入軸封，從而有效防止有機工質(zhì)的泄漏。

6.一種布列頓-有機朗肯型太陽能熱發(fā)電裝置，其特征在于：

該裝置通過布列頓和有機朗肯聯(lián)合循環(huán)方式，采用阻燃氣體作為閉式布列頓循環(huán)的工質(zhì)，低溫阻燃氣體(64)經(jīng)壓氣機(65)增壓后，進入太陽能聚熱裝置的腔體式接收器(59)，吸收熱量產(chǎn)生高溫氣體(61)，驅(qū)動氣輪機(62)拖動發(fā)電機(74)發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能；從氣輪機(62)排出的氣體，經(jīng)回熱器(63)降溫后形成低溫阻燃氣體(64)，再經(jīng)壓氣機(65)增壓后送入太陽能聚熱裝置的腔體式接收器(59)，從而形成閉式布列頓循環(huán)回路；

布列頓循環(huán)中氣輪機(62)排出的氣體作為熱源，通過回熱器(63)加熱有機朗肯循環(huán)的工質(zhì)，產(chǎn)生過熱或飽和的有機工質(zhì)蒸汽(67)，驅(qū)動有機工質(zhì)汽輪機(68)拖動有機工質(zhì)發(fā)電機(70)發(fā)電，從有機工質(zhì)汽輪機(68)排出的蒸汽經(jīng)凝汽器(69)凝結(jié)成液態(tài)有機工質(zhì)，再經(jīng)有機工質(zhì)循環(huán)泵(66)增壓后送入回熱器(63)，從而形成有機朗肯循環(huán)回路；

所述的阻燃工質(zhì)包括氮氣、二氧化碳、氬氣、氦氣中的一種或多種組成的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于：

設(shè)有雙級蓄熱子系統(tǒng)，所述的雙級蓄熱子系統(tǒng)包括高溫蓄熱器(71)、低溫蓄熱器(72)，從太陽能聚熱裝置的腔體式接收器(59)出來的高溫氣體(61)，經(jīng)高溫蓄熱器(71)將高溫氣體的部分顯熱儲存起來，經(jīng)過高溫蓄熱器(71)儲存顯熱后的阻燃氣體，再經(jīng)低溫蓄熱器蓄(72)熱降溫后排出；

從低溫蓄熱器(72)排出的返流氣體(73)引入壓氣機(65)的入口，或經(jīng)回熱器(63)降溫后再引入壓氣機(65)的入口；

所述的雙級蓄熱子系統(tǒng)在太陽輻射能量充足時儲存熱量，在太陽輻射能量不足時，布列頓循環(huán)中壓氣機增壓后的阻燃氣體，經(jīng)低溫蓄熱器(72)、高溫蓄熱器(71)加熱后，產(chǎn)生的高溫氣體(61)，驅(qū)動氣輪機(62)拖動發(fā)電機(74)發(fā)電。