[發明專利]結合熱光伏技術的多模式發電布雷頓循環系統及工作方法

在審

• 申請號: 202110331916.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112922684A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 陳偉雄;錢奕然;唐鑫;嚴俊杰;王進仕;劉明
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K13/02;F01K17/02;F01D15/10;H02J7/35
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種結合熱光伏技術的多模式發電布雷頓循環系統，其特征在于，包括熱光伏系統(1)、蓄電池(2)、壓縮機(3)、回熱器(4)、高溫熱源(5)、分離閥(6)、透平(7)、發電機(8)和冷卻器(9)；

所述高溫熱源(5)的出口連接分離閥(6)的入口，分離閥(6)將進入熱光伏系統(1)的高溫工質分離出來，并從第一出口(6.1)輸送至熱光伏系統(1)的入口，熱光伏系統(1)的出口連接回熱器(4)的熱側入口(4.3)，在熱光伏系統(1)內，高溫工質的能量以輻射能的形式釋放，由熱光伏元件轉換成電能，并儲存在蓄電池(2)中，同時工質的溫度下降；

分離閥(6)第二出口(6.2)連接透平(7)的進口，透平(7)的出口連接回熱器(4)的熱側進口(4.3)，透平(7)用于帶動發電機(8)產生電能，回熱器(4)用于回收透平(7)與熱光伏系統(1)排出工質的余熱，并用于加熱冷側高壓工質，回熱器熱側出口(4.4)連接冷卻器(9)入口，冷卻器(9)用于將工質冷卻到環境溫度，減小壓縮機(3)耗功，冷卻器(9)出口連接壓縮機(3)入口，在壓縮機(3)內工質經過壓縮成為高壓工質，壓縮機(3)出口連接回熱器(4)冷側入口(4.1)，回熱器(4)冷側出口(4.2)連接高溫熱源(5)入口。

2.權利要求1所述的結合熱光伏技術的多模式發電布雷頓循環系統的工作方法，其特征在于，透平(7)與熱光伏發電系統(1)出口工質匯集后，依次經過回熱器(4)熱側放熱、冷卻器(9)冷卻、壓縮機(3)壓縮、回熱器(4)冷側加熱、高溫熱源(5)加熱后，在分離閥(6)處被分為兩部分；當系統要求負荷較低時，開啟分離閥(6)的第一出口(6.1)關閉分離閥(6)的第二出口(6.2)，高溫工質全部進入熱光伏系統(1)；在熱光伏系統(1)中，工質攜帶熱量以熱輻射的形式被轉換為電能，儲存在蓄電池(2)中，熱光伏系統(1)出口工質流向回熱器(4)熱側入口(4.3)，完成一次低負荷下循環；當系統要求負荷較高時，僅開啟分離閥(6)的第二出口(6.2)或分離閥(6)的第一出口(6.1)和第二出口(6.2)同時開啟，高溫工質進入透平(7)中，推動透平(7)帶動發電機(8)產生電能，透平(7)出口工質流向回熱器(4)的熱側入口(4.3)，完成一次布雷頓循環；在兩種發電系統同時運行時，能夠利用熱光伏系統(1)的快速響應特性，通過先調節分流閥(6)的第一出口(6.1)的開度，調整熱光伏系統(1)發電功率，使系統整體負荷快速上升；而后再同時改變分流閥的第一出口(6.1)和第二出口(6.2)的開度，調節分別進入透平(7)和熱光伏系統(1)的工質流量，保持系統總功率不變，調節兩種發電系統的輸出功率所占比例，達到快速變負荷的要求。