專利名稱：塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塔式太陽能Brayton循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，用在太陽能發(fā)電的場合。
背景技術：
目前，石油、煤炭儲藏量有限，價格上漲，以石油煤炭為燃料燃燒產生的C02、SO2對 環(huán)境產生很大的危害，危極人類的生存。利用太陽能發(fā)電，沒有廢氣排放。燃氣輪機功率大， 體積小，可靠性好，發(fā)電效率高，極具發(fā)展?jié)摿蛻们熬啊?br>
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供了一種塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明的系統(tǒng)具有 結構設計合理、適用范圍廣、無碳的特點。為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種太陽能回熱再熱中冷燃氣輪機循環(huán)的熱力發(fā)電系統(tǒng)，采用定日鏡系統(tǒng)實現(xiàn)對 太陽的實時跟蹤，將太陽光反射到位于高塔上的吸熱器，吸熱器吸收由定日鏡系統(tǒng)反射來 的高熱流密度輻射能，并將其轉化為工作流體的高溫熱能，利用太陽能集熱裝置將太陽熱 能轉換并儲存在傳熱熔鹽介質中，白天將多余熱量儲存在高溫蓄熱罐中，晚上或沒有太陽 時利用高溫熔鹽介質加熱蒸汽發(fā)生器中的水產生蒸汽，利用蒸汽驅動燃氣輪機發(fā)電機組發(fā) 電；以冷卻水為低溫源，低溫工質在燃氣輪機內膨脹作功后的氣體由冷凝器冷凝成氣液混 合體，由三級軸流式壓氣機壓縮成液體送回到蒸汽發(fā)生器，采用回熱再熱中冷循環(huán)，完成一 個工作。所述的燃氣輪機發(fā)電機組采用三級壓縮機系統(tǒng)和三級渦輪機膨脹作功驅動發(fā)電 機發(fā)電。所述的回熱再熱中冷循環(huán)中，再熱是指一級渦輪機膨脹作功后氣體再由二級太陽 能聚集器加熱，回熱是指二級渦輪機膨脹作功后氣體與二級壓縮機出來的氣體進行熱交 換，中冷是指一級壓縮機出來的氣體由冷卻水冷卻后進入二級壓縮機。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明由定日鏡系統(tǒng)、吸熱與熱能傳遞系統(tǒng)(熱流體系 統(tǒng))、發(fā)電系統(tǒng)三部分組成。定日鏡系統(tǒng)實現(xiàn)對太陽的實時跟蹤，將太陽光反射到吸熱器。 位于高塔上的吸熱器吸收由定日鏡系統(tǒng)反射來的高熱流密度輻射能，并將其轉化為工作流 體的高溫熱能。高溫流體通過管道傳遞到位于地面的蒸汽發(fā)生器，產生高壓過熱蒸汽，推動 燃氣輪機發(fā)電。沒有碳排放。是一種無碳發(fā)電技術。本發(fā)明工質可以是熔鹽有碳酸鹽、氯 化物、氟化物和硝酸鹽，不破壞臭氧層。主要目的是提供一種結構設計合理、適用范圍廣、無 碳的一種塔式太陽能Brayton循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明實施例塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖2為本發(fā)明實施例工作于恒溫熱源T1和Ttl間的不可逆閉式中冷回熱再熱三級 燃氣輪機循環(huán)模型。
具體實施例方式實施例1如圖1所示，一種塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，采用定日鏡系統(tǒng)實現(xiàn)對太陽的 實時跟蹤，將太陽光反射到位于高塔上的吸熱器，吸熱器吸收由定日鏡系統(tǒng)反射來的高熱 流密度輻射能，并將其轉化為工作流體的高溫熱能，利用太陽能集熱裝置將太陽熱能轉換 并儲存在傳熱熔鹽介質中，白天將多余熱量儲存在高溫蓄熱罐中，晚上或沒有太陽時利用 高溫熔鹽介質加熱蒸汽發(fā)生器中的水產生蒸汽，利用蒸汽驅動燃氣輪機發(fā)電機組發(fā)電；以 冷卻水為低溫源，低溫工質在燃氣輪機內膨脹作功后的氣體由冷凝器冷凝成氣液混合體， 由三級軸流式壓氣機壓縮成液體送回到蒸汽發(fā)生器，采用回熱再熱中冷循環(huán)，完成一個工 作。所述的燃氣輪機發(fā)電機組采用三級壓縮機系統(tǒng)和三級渦輪機膨脹作功驅動發(fā)電機發(fā) 電。所述的回熱再熱中冷循環(huán)中，再熱是指一級渦輪機膨脹作功后氣體再由二級太陽能聚 集器加熱，回熱是指由二級渦輪機膨脹作功后氣體與二級壓縮機出來的氣體進行熱交換， 中冷是指一級壓縮機出來的氣體由冷卻水冷卻后進入二級壓縮機。本實施例的一種塔式太陽能Brayton循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，由定日鏡系統(tǒng)L，吸熱器 R，高溫蓄熱罐Si，貯鹽罐S2，三級渦輪機Tl、T2、T3，三級壓縮機Cl、C2、C3，發(fā)電機D，換熱 器R5、R6、R7，低溫換熱器R3、中冷器Rl和R2，冷卻塔C管路，閥門，控制系統(tǒng)組成，工作原 理如下定日鏡系統(tǒng)L實現(xiàn)對太陽的實時跟蹤，將太陽光反射到吸熱器R。位于高塔上的吸 熱器R吸收由定日鏡系統(tǒng)L反射來的高熱流密度輻射能，并將其轉化為工作流體的高溫熱 能利用太陽能集熱裝置將太陽熱能轉換并儲存在傳熱熔鹽介質中，白天將多余熱量儲存在 高溫蓄熱罐Sl中，晚上或沒有太陽時發(fā)電。太陽能聚集器R出來的高溫液體在換熱器R5、 R6、R7換熱，高溫氣體推動三級渦輪機T1、T2、T3作功，帶動發(fā)電機D發(fā)電，工質在燃氣輪機 內膨脹作功后的氣體到回熱器R4冷凝成氣液混合體，將余熱傳給經三級壓縮機C3的氣體， 回氣由低溫換熱器R3冷卻回到一級壓氣機Cl，從一級壓縮機Cl出來的氣體再次由中冷器 Rl冷卻到二級壓氣機C2，從二級壓縮機C2出來的氣體再次由中冷器R2冷卻到三級壓氣機 C3，由軸流式壓氣機C3壓縮成液體送回到，回熱器R4，送到高溫換熱器R5，加熱后送到一級 渦輪機，內完成一個工作。低溫換熱器R3、中冷器Rl和R2的冷卻水由冷卻塔C循環(huán)。圖2所示工作于恒溫熱源T1和Ttl間的不可逆閉式中冷回熱再熱三級燃氣輪機循 環(huán)，即不可逆恒溫源布雷頓循環(huán)1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-1。1-2為氣在低壓 壓氣機中的不可逆絕熱壓縮過程(壓比為、，也稱中冷壓比)；2-3為氣體在中冷器中的冷 卻過程；3-4為氣體在中壓壓氣機中的不可逆絕熱壓縮過程(壓比為Ji1，壓比相同)；5-6 為氣體在高壓壓氣機中的不可逆絕熱壓縮過程(壓比為^，^為總壓比)6-7為氣體在回 熱器中的預熱過程；7-8為工質從一級換熱器R5吸熱過程；8-9為工質在一級渦輪中的不 可逆絕熱膨脹過程；9-10為工質從二級換熱器R6吸熱過程，10-11為工質在二級渦輪中的 不可逆絕熱膨脹過程；11-12為工質從三級換熱器R7吸熱過程，12-13為工質在三級渦輪中 的不可逆絕熱膨脹過程；13-14為排氣在回熱器中的放熱過程；14-1為排氣向低溫熱源的 放熱過程。l--2s、3-4s和6-7s為1_2、3_4和6_7相應的可逆絕熱壓縮和膨脹過程。
循環(huán)輸出功率和效率為P = QH1+QH2+QH3-Q4-Q6-Q7, η = P/Q,
權利要求
一種塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于采用定日鏡系統(tǒng)實現(xiàn)對太陽的實時跟蹤，將太陽光反射到位于高塔上的吸熱器，吸熱器吸收由定日鏡系統(tǒng)反射來的高熱流密度輻射能，并將其轉化為工作流體的高溫熱能，利用太陽能集熱裝置將太陽熱能轉換并儲存在傳熱熔鹽介質中，白天將多余熱量儲存在高溫蓄熱罐中，晚上或沒有太陽時利用高溫熔鹽介質加熱蒸汽發(fā)生器中的水產生蒸汽，利用蒸汽驅動燃氣輪機發(fā)電機組發(fā)電；以冷卻水為低溫源，低溫工質在燃氣輪機內膨脹作功后的氣體由冷凝器冷凝成氣液混合體，由三級軸流式壓氣機壓縮成液體送回到蒸汽發(fā)生器，采用回熱再熱中冷循環(huán)，完成一個工作。
2.如權利要求1塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的燃氣輪機發(fā)電機 組采用三級壓縮機系統(tǒng)和三級渦輪機膨脹作功驅動發(fā)電機發(fā)電。
3.如權利要求1或2所述的塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的回熱 再熱中冷循環(huán)中，再熱是指一級渦輪機膨脹作功后氣體再由二級太陽能聚集器加熱，回熱 是指二級渦輪機膨脹作功后氣體與二級壓縮機出來的氣體進行熱交換，中冷是指一級壓縮 機出來的氣體由冷卻水冷卻后進入二級壓縮機。
全文摘要
本發(fā)明公開一種塔式太陽能循環(huán)熱力發(fā)電系統(tǒng)，采用定日鏡系統(tǒng)實現(xiàn)對太陽的實時跟蹤，將太陽光反射到位于高塔上的吸熱器，吸熱器吸收由定日鏡系統(tǒng)反射來的高熱流密度輻射能，并將其轉化為工作流體的高溫熱能，利用太陽能集熱裝置將太陽熱能轉換并儲存在傳熱熔鹽介質中，白天將多余熱量儲存在高溫蓄熱罐中，晚上或沒有太陽時利用高溫熔鹽介質加熱蒸汽發(fā)生器中的水產生蒸汽，利用蒸汽驅動燃氣輪機發(fā)電機組發(fā)電；以冷卻水為低溫源，低溫工質在燃氣輪機內膨脹作功后的氣體由冷凝器冷凝成氣液混合體，由三級軸流式壓氣機壓縮成液體送回到蒸汽發(fā)生器，采用回熱再熱中冷循環(huán)，完成一個工作。本發(fā)明的系統(tǒng)具有結構設計合理、適用范圍廣、無碳的特點。
文檔編號F01K19/04GK101915224SQ20101024816
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權日2010年8月6日
發(fā)明者黃德中 申請人:紹興文理學院