一種超臨界布雷頓與有機(jī)朗肯聯(lián)合循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種超臨界布雷頓與有機(jī)朗肯聯(lián)合循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，由于太陽(yáng)能光熱發(fā)電在高溫集熱時(shí)理論熱效率高，并且理論上可以采用較為廉價(jià)的蓄熱儲(chǔ)能來解決太陽(yáng)能時(shí)間分布不均的問題，使得光熱發(fā)電越發(fā)受到重視。
[0003]光熱發(fā)電需要將光能轉(zhuǎn)換為熱能，再通過熱力循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換，目前在眾多熱力循環(huán)當(dāng)中，超臨界布雷頓循環(huán)是一種最有優(yōu)勢(shì)的循環(huán)形式。新型超臨界工質(zhì)(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(tǒng)簡(jiǎn)單等先天優(yōu)勢(shì)，可以大幅提高熱功轉(zhuǎn)換效率，減小設(shè)備體積，具有很高的經(jīng)濟(jì)性。
[0004]太陽(yáng)能的利用還需要解決時(shí)間分布不均的問題，常用的方法是蓄熱。但熱力循環(huán)希望通過提高循環(huán)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(tǒng)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(huán)較高溫度的同時(shí)，降低蓄熱溫度則可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種超臨界布雷頓與有機(jī)朗肯聯(lián)合循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱溫度及熱效率較高，并且能夠有效的解決太陽(yáng)能時(shí)間分布不均的問題，同時(shí)蓄熱溫度較低。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的超臨界布雷頓與有機(jī)朗肯聯(lián)合循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器、中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)、超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)及中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)；
[0007]所述超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)包括布雷頓循環(huán)多級(jí)透平發(fā)電系統(tǒng)、布雷頓循環(huán)回?zé)崞鳌㈩A(yù)冷器及壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的超臨界工質(zhì)出口與布雷頓循環(huán)回?zé)崞魑鼰醾?cè)的入口相連通，布雷頓循環(huán)回?zé)崞魑鼰醾?cè)的出口與太陽(yáng)能集熱器的工質(zhì)入口相連通，太陽(yáng)能集熱器的工質(zhì)出口經(jīng)布雷頓循環(huán)多級(jí)透平發(fā)電系統(tǒng)與布雷頓循環(huán)回?zé)崞鞣艧醾?cè)的入口相連通，布雷頓循環(huán)回?zé)崞鞣艧醾?cè)的出口與預(yù)冷器的超臨界工質(zhì)入口相連通，預(yù)冷器的超臨界工質(zhì)出口與壓縮機(jī)的超臨界工質(zhì)入口相連通；
[0008]所述中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器、有機(jī)朗肯循環(huán)透平、有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞?、冷凝器及有機(jī)工質(zhì)栗，有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器的導(dǎo)熱油出口及導(dǎo)熱油入口通過中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)分別與預(yù)冷器的導(dǎo)熱油入口及導(dǎo)熱油出口相連通，有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器的有機(jī)工質(zhì)出口經(jīng)有機(jī)朗肯循環(huán)透平與有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞鞣艧醾?cè)的入口相連通，有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞鞣艧醾?cè)的出口經(jīng)冷凝器及有機(jī)工質(zhì)栗與有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞魑鼰醾?cè)的入口相連通，有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞魑鼰醾?cè)的出口與有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器的有機(jī)工質(zhì)入口連通。
[0009]所述中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)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(dǎo)熱油栗；
[0010]所述預(yù)冷器的導(dǎo)熱油出口與第一三通閥的第一個(gè)開口相連通，第一三通閥的第二個(gè)開口及第三個(gè)開口分別與中低溫蓄熱器的一個(gè)開口及有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器的導(dǎo)熱油入口相連通，有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器的導(dǎo)熱油出口與第四三通閥的第一個(gè)開口相連通，第四三通閥的第二個(gè)開口及第三個(gè)開口分別與第三三通閥的第一個(gè)開口及導(dǎo)熱油栗的入口相連通，第三三通閥的第二個(gè)開口及第三個(gè)開口分別與中低溫蓄熱器的另一個(gè)開口及第二三通閥的第一個(gè)開口相連通，第二三通閥的第二個(gè)開口及第三個(gè)開口分別與導(dǎo)熱油栗的出口及所述預(yù)冷器的導(dǎo)熱油入口連通。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0012]本發(fā)明所述的超臨界布雷頓與有機(jī)朗肯聯(lián)合循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在使用過程中，先將太陽(yáng)能集熱器獲取的太陽(yáng)能高溫?zé)崃勘怀R界布雷頓循環(huán)利用，從而有效的保證系統(tǒng)在較高集熱溫度下安全運(yùn)行，同時(shí)超臨界工質(zhì)穩(wěn)定且不存在分解等問題，確保系統(tǒng)整體具有較高的熱效率，另外，超臨界布雷頓循環(huán)排出的廢熱通過導(dǎo)熱油對(duì)中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)中的蓄熱材料進(jìn)行加熱，中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)能夠在需要的時(shí)候與中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，從而解決太陽(yáng)能隨時(shí)間分布不均勻的問題。另外，中低溫蓄熱系統(tǒng)存儲(chǔ)的蓄熱材料的最高溫度遠(yuǎn)小于超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)中超臨界工質(zhì)的最高溫度，極大的降低了高溫蓄熱帶來的困難。在實(shí)際使用時(shí)，中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)能夠僅在夜間運(yùn)行，避免環(huán)境溫度高無法維持較低冷凝溫度的問題，保證有機(jī)朗肯循環(huán)的熱效率;而在白天時(shí)，主要依靠超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)中的預(yù)冷是通過向?qū)嵊团艧嵬瓿傻?，避免了受到環(huán)境溫度的影響。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，I為太陽(yáng)能集熱器、2為布雷頓循環(huán)多級(jí)透平發(fā)電系統(tǒng)、3為布雷頓循環(huán)回?zé)崞鳌?為預(yù)冷器、5為壓縮機(jī)、6為第一三通閥、7為中低溫蓄熱器、8為第二三通閥、9為第三三通閥、10為導(dǎo)熱油栗、11為第四三通閥、12為有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器、13為有機(jī)朗肯循環(huán)透平、14為有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞鳌?5為冷凝器、16為有機(jī)工質(zhì)栗。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0016]參考圖1，本發(fā)明所述的超臨界布雷頓與有機(jī)朗肯聯(lián)合循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器1、中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)、超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)及中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng);所述超臨界布雷頓循環(huán)系統(tǒng)包括布雷頓循環(huán)多級(jí)透平發(fā)電系統(tǒng)2、布雷頓循環(huán)回?zé)崞?、預(yù)冷器4及壓縮機(jī)5，壓縮機(jī)5的超臨界工質(zhì)出口與布雷頓循環(huán)回?zé)崞?吸熱側(cè)的入口相連通，布雷頓循環(huán)回?zé)崞?吸熱側(cè)的出口與太陽(yáng)能集熱器I的工質(zhì)入口相連通，太陽(yáng)能集熱器I的工質(zhì)出口經(jīng)布雷頓循環(huán)多級(jí)透平發(fā)電系統(tǒng)2與布雷頓循環(huán)回?zé)崞?放熱側(cè)的入口相連通，布雷頓循環(huán)回?zé)崞?放熱側(cè)的出口與預(yù)冷器4的超臨界工質(zhì)入口相連通，預(yù)冷器4的超臨界工質(zhì)出口與壓縮機(jī)5的超臨界工質(zhì)入口相連通;所述中低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器12、有機(jī)朗肯循環(huán)透平13、有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞?4冷凝器15及有機(jī)工質(zhì)栗16，有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器12的導(dǎo)熱油出口及導(dǎo)熱油入口通過中低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)分別與預(yù)冷器4的導(dǎo)熱油入口及導(dǎo)熱油出口相連通，有機(jī)朗肯循環(huán)加熱器12的有機(jī)工質(zhì)出口經(jīng)有機(jī)朗肯循環(huán)透平13與有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞?4放熱側(cè)的入口相連通，有機(jī)朗肯循環(huán)回?zé)崞?4放熱側(cè)的出口經(jīng)冷凝器15及有機(jī)工質(zhì)栗16