[發明專利]一種超臨界布雷頓與有機朗肯聯合循環太陽能發電系統

有效

• 申請號: 201610037704.5
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105545619B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 高煒;李紅智;姚明宇;張一帆
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01K23/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種超臨界布雷頓與有機朗肯聯合循環太陽能發電系統，其特征在于，包括太陽能集熱器(1)、中低溫儲熱系統、超臨界布雷頓循環系統及中低溫有機朗肯循環系統；

所述超臨界布雷頓循環系統包括布雷頓循環多級透平發電系統(2)、布雷頓循環回熱器(3)、預冷器(4)及壓縮機(5)，壓縮機(5)的超臨界工質出口與布雷頓循環回熱器(3)吸熱側的入口相連通，布雷頓循環回熱器(3)吸熱側的出口與太陽能集熱器(1)的工質入口相連通，太陽能集熱器(1)的工質出口經布雷頓循環多級透平發電系統(2)與布雷頓循環回熱器(3)放熱側的入口相連通，布雷頓循環回熱器(3)放熱側的出口與預冷器(4)的超臨界工質入口相連通，預冷器(4)的超臨界工質出口與壓縮機(5)的超臨界工質入口相連通；

所述中低溫有機朗肯循環系統包括有機朗肯循環加熱器(12)、有機朗肯循環透平(13)、有機朗肯循環回熱器(14)、冷凝器(15)及有機工質泵(16)，有機朗肯循環加熱器(12)的導熱油出口及導熱油入口通過中低溫儲熱系統分別與預冷器(4)的導熱油入口及導熱油出口相連通，有機朗肯循環加熱器(12)的有機工質出口經有機朗肯循環透平(13)與有機朗肯循環回熱器(14)放熱側的入口相連通，有機朗肯循環回熱器(14)放熱側的出口經冷凝器(15)及有機工質泵(16)與有機朗肯循環回熱器(14)吸熱側的入口相連通，有機朗肯循環回熱器(14)吸熱側的出口與有機朗肯循環加熱器(12)的有機工質入口連通；

所述中低溫儲熱系統包括中低溫蓄熱器(7)、第一三通閥(6)、第二三通閥(8)、第三三通閥(9)、第四三通閥(11)及導熱油泵(10)；

所述預冷器(4)的導熱油出口與第一三通閥(6)的第一個開口相連通，第一三通閥(6)的第二個開口及第三個開口分別與中低溫蓄熱器(7)的一個開口及有機朗肯循環加熱器(12)的導熱油入口相連通，有機朗肯循環加熱器(12)的導熱油出口與第四三通閥(11)的第一個開口相連通，第四三通閥(11)的第二個開口及第三個開口分別與第三三通閥(9)的第一個開口及導熱油泵(10)的入口相連通，第三三通閥(9)的第二個開口及第三個開口分別與中低溫蓄熱器(7)的另一個開口及第二三通閥(8)的第一個開口相連通，第二三通閥(8)的第二個開口及第三個開口分別與導熱油泵(10)的出口及所述預冷器(4)的導熱油入口連通；

具體工作過程為：

太陽能集熱器(1)將太陽輻射的光能轉換為高溫熱能，超臨界工質在太陽能集熱器(1)中被加熱為高溫高壓超臨界工質，高溫高壓超臨界工質通過布雷頓循環多級透平發電系統(2)做功，做功后的超臨界工質進入布雷頓循環回熱器(3)的一側放熱，然后進入預冷器(4)中將廢熱傳遞給中低溫蓄熱系統中的導熱油，經過預冷后的超臨界工質進入壓縮機(5)加壓，高壓超臨界工質進入布雷頓循環回熱器(3)的另一側吸熱，最后再次進入太陽能集熱器(1)，完成整個布雷頓循環；

在超臨界布雷頓循環系統運行的同時通過中低溫蓄熱系統進行蓄熱，然后在有機朗肯循環系統運行時中低溫蓄熱系統進行放熱，其中，蓄熱時，中低溫蓄熱系統與預冷器(4)保持聯通，導熱油在導熱油泵(10)的輸送下依次通過第二三通閥(8)、預冷器(4)、第一三通閥(6)、中低溫蓄熱器(7)、第三三通閥(9)及第四三通閥(11)，使熱量通過導熱油傳遞給中低溫蓄熱器(7)中的蓄熱材料儲存；放熱時，使中低溫蓄熱系統與有機朗肯循環加熱器(12)保持聯通，導熱油在導熱油泵(10)的輸送下，依次通過第二三通閥(8)、第三三通閥(9)、中低溫蓄熱器(7)、第一三通閥(6)、有機朗肯循環加熱器(12)和第四三通閥(11)；熱量先由中低溫蓄熱器(7)中的蓄熱材料傳遞給導熱油，再由導熱油加熱有機工質；

被加熱后的有機工質進入有機朗肯循環透平(13)做功，做功后的有機工質進入有機朗肯循環回熱器(14)的一側放熱，然后再進入冷凝器(15)中被冷卻為液態，液態有機工質被有機工質泵(16)加壓后送入有機朗肯循環回熱器(14)的另一側吸熱，然后再進入有機朗肯循環加熱器(12)中吸熱，完成整個有機朗肯循環。