[發明專利]適用于鄉村以太陽能為能源二氧化碳循環發電的裝備系統

有效

• 申請號: 201710253563.5
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106870039B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 尹小林
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K7/32;F01K11/00;F01K13/02;F01K13/00;F03G6/06
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 黃純能;寧星耀

適用于鄉村以太陽能為能源二氧化碳循環發電的裝備系統，主要包括太陽能CO₂蓄能裝置、穩流調節器、液態CO₂儲罐、CO₂高壓泵送裝置、渦輪機/活塞式膨脹機、發電機、回熱器、冷卻器和壓縮機，太陽能CO₂蓄能裝置包括集光CO₂蓄能裝置和透鏡聚能裝置，液態CO₂儲罐的出口與CO₂高壓泵送裝置的進口相連通，CO₂高壓泵送裝置出口與集光CO₂蓄能裝置進口相連通，集光CO₂蓄能裝置出口與透鏡聚能裝置進口相連通，透鏡聚能裝置出口與穩流調節器進口連通，穩流調節器出口與渦輪機/活塞式膨脹機進口連通。本發明具有可利用太陽能為能源、且運行穩定、自耗能低、投資低、運行成本低等優點。

技術領域

本發明涉及低碳與能源技術領域，尤其涉及一種以二氧化碳為工質，適應于鄉村以太陽能為能源二氧化碳循環發電的裝備系統。

背景技術

氣候變化已成為影響人類生存和發展的問題之一，而大量的二氧化碳排放被認為是導致氣候變暖的主要原因，我國作為世界上最大的發展中國家，以煤炭為主的一次能源和以火力發電為主的二次能源結構，隨著經濟總量的迅速增長，一次能源和二次能源的CO₂排放具有增長快、總量大的特點，為應對氣候變化發展低碳能源尤其是可再生能源和新能源已成為人們的共識，太陽能發電及超臨界二氧化碳發電等已受到廣泛關注。

隨CCS技術應用發展起來的超臨界二氧化碳發電系統較傳統的熱能發電系統的系統熱效率、總重及占地面積、污染物排放等方面表現出顯著的優勢，現行的超臨界二氧化碳發電系統包括熱源、高速渦輪機、高速發電機、高速壓氣機、冷卻器等，而其高效換熱器是超臨界發電系統工程應用的基礎，客觀上要求用高效換熱器等壓加熱二氧化碳工質，因此，現行超臨界二氧化碳試驗環路的熱交換大多使用印制電路板熱交換器（PCHE），它適用于高工作溫度和高工作壓力，并具有良好的擴展能力，能滿足用換熱器等壓加熱二氧化碳工質的要求，但機構復雜，投資大，一套獲取熱能的換熱裝置高達數千萬美元，這與我國廣闊鄉村與城鎮的經濟環境條件極不匹配。

在利用太陽能發電方面，以水為工質的太陽能發電系統已成熟應用，以CO₂為工質的太陽能發電系統國內外的技術工作者亦進行了大量的研究，采用的較為成熟的太陽能集熱系統方案為槽式太陽能集熱器、塔式太陽能集熱器、碟式太陽能集熱器之一或其組合，但上述方案占用場地大，投資大，且太陽能集熱系統的建設對場址的選擇要求高，一般的鄉村場址不能滿足建設太陽能集熱系統的要求，而且，現有的太陽能集熱系統的大空間場對生態影響大，連飛鳥都不能及。

至今，現有的各類利用太陽能為能源的方案對場地要求高、投資大，也不能經濟的為CO₂循環發電提供所需的高溫能源，與我國廣闊鄉鎮復雜的地形地貌、日照狀況及經濟條件極不匹配，為利用廣闊鄉村隨經緯度自然地勢與季節時辰變化的太陽能，迫切需要一種全新的適用于鄉村的以太陽能為能源的CO₂循環發電的裝備系統，系統要求占地小、便于隨地形地貌變化布置且投資小，以便在廣闊的村鎮推廣碳減排的超臨界CO₂發電技術，滿足廣大鄉村生活/生產用電需求及就業創收之所需。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種可利用太陽能為能源、且運行穩定、自耗能低、投資低、運行成本低的二氧化碳循環發電的備系統。