[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

本發明公開了一種超臨界布雷頓與有機朗肯聯合循環太陽能發電系統，包括太陽能集熱器、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、布雷頓循環回熱器、預冷器及壓縮機；所述中低溫有機朗肯循環系統包括有機朗肯循環加熱器、有機朗肯循環透平、有機朗肯循環回熱器、冷凝器及有機工質泵。本發明的太陽能集熱溫度及熱效率較高，并且能夠有效的解決太陽能時間分布不均的問題，同時蓄熱溫度較低。

技術領域

本發明涉及一種太陽能發電系統，具體涉及一種超臨界布雷頓與有機朗肯聯合循環太陽能發電系統。

背景技術

太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，由于太陽能光熱發電在高溫集熱時理論熱效率高，并且理論上可以采用較為廉價的蓄熱儲能來解決太陽能時間分布不均的問題，使得光熱發電越發受到重視。

光熱發電需要將光能轉換為熱能，再通過熱力循環實現熱電轉換，目前在眾多熱力循環當中，超臨界布雷頓循環是一種最有優勢的循環形式。新型超臨界工質(二氧化碳、氦氣和氧化二氮等)具有能量密度大，傳熱效率高，系統簡單等先天優勢，可以大幅提高熱功轉換效率，減小設備體積，具有很高的經濟性。

太陽能的利用還需要解決時間分布不均的問題，常用的方法是蓄熱。但熱力循環希望通過提高循環最高溫度來提高熱效率，而隨著最高溫度的提高蓄熱溫度也不斷提高，這給蓄熱材料、蓄熱系統容器、保溫措施等都帶來了更大的困難。若能夠在保持熱力循環較高溫度的同時，降低蓄熱溫度則可以降低系統設計和運行的難度。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種超臨界布雷頓與有機朗肯聯合循環太陽能發電系統，該系統的太陽能集熱溫度及熱效率較高，并且能夠有效的解決太陽能時間分布不均的問題，同時蓄熱溫度較低。

為達到上述目的，本發明所述的超臨界布雷頓與有機朗肯聯合循環太陽能發電系統包括太陽能集熱器、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、布雷頓循環回熱器、預冷器及壓縮機，壓縮機的超臨界工質出口與布雷頓循環回熱器吸熱側的入口相連通，布雷頓循環回熱器吸熱側的出口與太陽能集熱器的工質入口相連通，太陽能集熱器的工質出口經布雷頓循環多級透平發電系統與布雷頓循環回熱器放熱側的入口相連通，布雷頓循環回熱器放熱側的出口與預冷器的超臨界工質入口相連通，預冷器的超臨界工質出口與壓縮機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、有機朗肯循環透平、有機朗肯循環回熱器、冷凝器及有機工質泵，有機朗肯循環加熱器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的導熱油入口及導熱油出口相連通，有機朗肯循環加熱器的有機工質出口經有機朗肯循環透平與有機朗肯循環回熱器放熱側的入口相連通，有機朗肯循環回熱器放熱側的出口經冷凝器及有機工質泵與有機朗肯循環回熱器吸熱側的入口相連通，有機朗肯循環回熱器吸熱側的出口與有機朗肯循環加熱器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、第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥、第四三通閥及導熱油泵；

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

本發明具有以下有益效果：