一种超临界二氧化碳布雷顿循环塔式太阳能热发电系统

专利主权项内容

1.一种超临界二氧化碳布雷顿循环塔式太阳能热发电系统，包括塔式聚光集热系统(2)，所述塔式聚光集热系统(2)包括塔式定日镜和吸热塔；其特征在于：还包括布雷顿循环发电系统(1)、储热系统(3)和蒸汽朗肯循环发电系统(4)；所述布雷顿循环发电系统(1)包括压气机(11)、透平气轮机(12)、第一发电机(13)、超临界二氧化碳蒸汽发生器(14)、回热器(15)、冷却器(16)、超临界二氧化碳工质泵(17)和超临界二氧化碳吸热器；布雷顿循环发电系统(1)中的工质为超临界二氧化碳工质；所述储热系统(3)包括熔融盐冷罐(31)、熔融盐热罐(32)、第二熔融盐泵(34)、第一熔融盐泵(35)、熔融盐蒸汽发生器(45)的熔融盐侧和熔融盐吸热器；储热系统(3)具有储能和调峰作用；所述超临界二氧化碳吸热器和熔融盐吸热器构成双工质并联吸热器，且位于吸热塔的吸热端；所述蒸汽朗肯循环发电系统(4)包括蒸汽轮机(41)、第二发电机(42)、蒸汽冷凝器(43)、给水泵(44)和熔融盐蒸汽发生器(45)的蒸汽侧；所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统(1)作为顶层循环，所述蒸汽朗肯循环发电系统(4)作为底层循环；所述储热系统(3)位于底层循环；超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统(1)中，透平气轮机(12)的进口温度为550～750℃、进口压力为20～35MPa，透平气轮机(12)的出口的排气温度为400～600℃、排气压力为5～15MPa；蒸汽朗肯循环发电系统(4)中，蒸汽轮机(41)的主汽温度为350～550℃、主汽压力8～13MPa，再热蒸汽温度为350～550℃、再热蒸汽压力为1～3MPa，给水温度150～300℃；熔融盐热罐(32)的工作温度为290～550℃；白天工作时，超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统(1)在稳定的工况下运行，同时透平气轮机(12)的尾气余热用于加热蒸汽驱动底层的蒸汽朗肯循环发电系统(4)；熔融盐经熔融盐吸热器加热升温后存储在储热系统(3)的熔融盐热罐(32)中；夜晚或阴天时，利用熔融盐热罐(32)中的熔融盐在熔融盐蒸汽发生器(45)产生蒸汽驱动底层汽轮机发电，冷却后的熔融盐回流存储在熔融盐冷罐(31)中，此时顶部的布雷顿循环处于停机状态；所述超临界二氧化碳布雷顿循环系统(1)的透平气轮机(12)的输出轴分别与第一发电机(13)和压气机(11)的驱动轴相连；透平气轮机(12)的出口通过依次串的超临界二氧化碳工质泵(17)、超临界二氧化碳蒸汽发生器(14)的二氧化碳侧、回热器(15)的高温侧和冷却器(16)连通着压气机(11)的进口，压气机(11)的出口通过串联的回热器(15)的低温侧和超临界二氧化碳吸热器连通着透平气轮机(12)的进口；所述蒸汽朗肯循环发电系统(4)的蒸汽轮机(41)的输出轴与第二发电机(42)的驱动轴相连，蒸汽轮机(41)的出口依次串联着蒸汽冷凝器(43)、给水泵(44)、第一阀门(46)、熔融盐蒸汽发生器(45)的蒸汽侧进口；熔融盐蒸汽发生器(45)的蒸汽侧出口和超临界二氧化碳蒸汽发生器(14)的水蒸气工质侧出口相并联，再与蒸汽轮机(41)的入口串联；熔融盐蒸汽发生器(45)的蒸汽侧出口上串联着第四阀门(49)，超临界二氧化碳蒸汽发生器(14)的水蒸气工质侧进口上串联着第二阀门(47)；超临界二氧化碳蒸汽发生器(14)的水蒸气工质侧出口串联着第三阀门(48)；所述储热系统3的熔融盐冷罐(31)的进口连通着熔融盐蒸汽发生器(45)的熔融盐侧出口，熔融盐冷罐(31)的出口管路上串联着第一熔融盐泵(35)与第一熔融盐阀(36)和熔融盐吸热器的进口端；熔融盐热罐(32)的进口连通着熔融盐吸热器的出口端，熔融盐热罐(32)的出口管路上串联着第二熔融盐泵(34)、第二熔融盐阀(33)、熔融盐蒸汽发生器(45)的熔融盐侧进口。