[發明專利]混合物工質超臨界布雷頓循環光熱發電系統及發電方法

在審

• 申請號: 202010729310.2
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111749862A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 白文剛;張旭偉;喬永強;顧正萌;張純;李紅智;姚明宇
• 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;F01K25/06;F01K25/08;F24S23/77;F24S60/00;F24S10/30
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種混合物工質超臨界布雷頓循環光熱發電系統，其特征在于，包括光熱熱源輸入子系統以及超臨界CO₂和SF₆混合物工質動力循環發電子系統；

所述的光熱熱源輸入子系統包括鏡場(1)、顆粒集熱器(2)、熱罐(3)、冷罐(4)和顆粒/s-CO₂換熱器(5)，來自太陽照射的輻射熱通過鏡場(1)聚焦后投射到顆粒集熱器(2)上，冷罐(4)的顆粒出口與顆粒集熱器(2)的顆粒入口相連通，顆粒集熱器(2)的顆粒出口與熱罐(3)的顆粒入口相連通，熱罐(3)的顆粒出口與顆粒/s-CO₂換熱器(5)的顆粒入口相連通，顆粒/s-CO₂換熱器(5)的顆粒出口與冷罐(4)的顆粒入口相連通；

所述的超臨界CO₂和SF₆混合物工質動力循環發電子系統采用超臨界CO₂和SF₆混合物工質，包括顆粒/s-CO₂換熱器(5)、分流控制閥(6)、混合器(7)、透平(8)、高溫回熱器(9)、低溫回熱器(10)、再壓縮機(11)、預冷器(12)和主壓縮機(13)；

低溫回熱器(10)的熱側出口分為兩路，其中一路經預冷器(12)與主壓縮機(13)的入口相連通，主壓縮機(13)的出口與低溫回熱器(10)的冷側入口相連通，另一路與再壓縮機(11)的入口相連通，再壓縮機(11)的出口與低溫回熱器(10)的冷側出口通過管道并管后與高溫回熱器(9)的冷側入口相連通，高溫回熱器(9)的冷側出口與分流控制閥(6)的入口相連通，分流控制閥(6)的一個出口與顆粒/s-CO₂換熱器(5)的工質入口相連通，進入顆粒/s-CO₂換熱器(5)的超臨界CO₂和SF₆混合物工質吸收高溫固體顆粒放熱后通過顆粒/s-CO₂換熱器(5)的工質出口與來自分流控制閥(6)的另一個出口的混合工質通過混合器(7)混合后進入透平(8)做功發電，透平(8)的工質出口與高溫回熱器(9)的熱側入口相連通，高溫回熱器(9)的熱側出口與低溫回熱器(10)的熱側入口相連通。

2.根據權利要求1所述的一種混合物工質超臨界布雷頓循環光熱發電系統，其特征在于，超臨界CO₂和SF₆混合物工質中SF₆的摩爾比例范圍為0.25-0.55，存在一個最佳值，具體最佳值的確定根據系統的設計邊界條件通過優化計算確定。

3.根據權利要求1所述的一種混合物工質超臨界布雷頓循環光熱發電系統，其特征在于，在顆粒/s-CO₂換熱器(5)的工質入口管道上設置有分流控制閥(6)，通過調節分流控制閥(6)改變進入顆粒/s-CO₂換熱器(5)中的混合物工質流量，實現對透平(8)進口工質溫度的有效控制。