[發明專利]一種利用塔式太陽能驅動的布雷頓分布式供能系統

在審

• 申請號: 201810718329.X
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108915964A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 付忠廣;王樹成;張天清;張高強
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03D9/28;F01D15/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

一種利用塔式太陽能驅動的布雷頓分布式供能系統，其中塔式太陽能集熱子系統提供高溫熱源用來加熱布雷頓循環中的工質氦氣，提升系統做功能力；氦氣被壓縮前的余熱被用來驅動有機朗肯循環發電子系統、溴化鋰吸收式制冷及制熱子系統，并可以根據用戶側冷熱電負荷的變化進行智能調節；利用風機與小汽機共同為太陽能集熱子系統中的空氣泵提供動力，降低了系統自身的能源消耗。本發明采用太陽能為系統提供熱源節省了燃料成本，提升了系統經濟性；同時充分利用布雷頓循環系統中的余熱來實現冷、熱、電的三聯供，提高了系統的效率；利用控制系統對冷、熱、電進行智能調節，增強了系統的靈活性。

【技術領域】

本發明屬于能源利用領域，特別地涉及一種利用塔式太陽能驅動的布雷頓分布式供能系統。

【背景技術】

隨著國際工業及制造業的迅猛發展，煤、石油等傳統能源的儲量也在急劇下降，而且傳統能源利用后對環境的危害也日漸突顯。因此，近年來各國政府加大對新能源的開發與利用，太陽能作為一種可再生能源，具有資源分布廣，獲取容易等優勢，其獨特優勢也被國際社會認為是最具有競爭性的自然資源之一。我國陸地每年能夠接收到的太陽能輻射總量在3.3×10³kJ～8.4×10³kJ/(m²·年)，相當于24億噸標準煤，這對于人口基數較大的我國來說具有重大意義。

燃氣輪機代表一個國家制造業先進程度，它的發展對我國能源裝備技術發展與研究、甚至于國民經濟具有較大影響，在能源領域具有不可替代的作用。目前，最先進的J型燃氣輪機單循環效率41％，聯合循環效率超過60％。近年來，雖然我國在燃氣輪機領域獲得較大發展，但尚未掌握核心技術，與世界領先水平具有較大差距。

氦氣作為近年來逐漸發展的一種新興工質，廣泛運用于熱力循環。氦氣是一種無色，無味的惰性氣體，其化學性質非常穩定，一般很難和其他物質發生反應，氦氣的臨界壓力為0.228MPa，臨界溫度為5.3K，由于氦氣穩定的化學性質，所以在熱力循環過程中能夠穩定做功。氦氣的液化溫度和臨界溫度相差很小，與其他工質相比，氦氣壓縮機不需要產生很大的壓力來使其最后液化，從而減少系統自身能源消耗，提高系統效率。

燃氣輪機的排氣還具有較大熱量，實現對燃氣輪機排氣熱量的充分利用是非常有必要的。利用中低品位熱源進行發電的有機朗肯循環便可以實現對燃氣輪機排氣能量的梯級利用，有機朗肯循環作為一種清潔、無污染的發電形式，大量用于余熱回收等領域。

【發明內容】

針對上述問題，本發明的目的在于設計一種利用塔式太陽能驅動的布雷頓分布式供能系統，實現能源的充分利用，同時為塔式太陽能集熱子系統、布雷頓循環(Braytoncycle)發電子系統、有機朗肯循環(ORC)發電子系統、溴化鋰吸收式制冷及供熱子系統聯合布置提供一種新的設計思路。

技術方案：為滿足上述要求，本系統采用如下的技術方案予以實現：

一種利用塔式太陽能驅動的布雷頓分布式供能系統，包括布雷頓循環發電子系統、塔式太陽能集熱子系統、壓縮空氣子系統、有機朗肯循環發電子系統、溴化鋰吸收式制冷及制熱子系統，其特征在于：塔式太陽能集熱子系統可為布雷頓循環子系統提供熱量；有機朗肯循環發電子系統和溴化鋰吸收式制冷及制熱子系統利用布雷頓循環發電子系統的余熱工作；壓縮空氣子系統利用風力發電機組與小汽輪機驅動。