本發(fā)明涉及一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，屬于太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太陽能光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。采用太陽能光熱發(fā)電技術(shù)，避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，可以大大降低太陽能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽能利用還有一個其他形式的太陽能轉(zhuǎn)換所無法比擬的優(yōu)勢，即太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發(fā)電。

現(xiàn)有的塔式太陽能光熱發(fā)電電站集熱工質(zhì)一般為水、熔鹽、堿金屬等，做功工質(zhì)為水，因此需要大量的水資源，而我國光熱資源豐富的地區(qū)大都集中在西北干旱缺水區(qū)域，受地域性影響太陽能光熱發(fā)電電站就不能在西北干旱缺水地域進(jìn)行實(shí)用，因此急需提供一種利用其他介質(zhì)作為做功工質(zhì)的光熱發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)而滿足人們對電的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，進(jìn)而提供一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括塔式集熱器、熱鹽罐、換熱器、冷鹽罐、預(yù)熱器、高溫二氧化碳儲罐、低溫二氧化碳儲罐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述的汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連；

所述的塔式集熱器的一端通過熱鹽罐與換熱器的熔鹽進(jìn)口端連通，所述的塔式集熱器的另一端與冷鹽罐連通，冷鹽罐通過預(yù)熱器與換熱器的熔鹽出口端連通；

所述的換熱器上還設(shè)置有高溫二氧化碳出口端和低溫二氧化碳進(jìn)口端，所述的換熱器的高溫二氧化碳出口端分兩支路，其中一支路直接與汽輪機(jī)相連，另一支連通有高溫二氧化碳儲罐，并最終與汽輪機(jī)相連；所述的換熱器的低溫二氧化碳入口端與低溫二氧化碳儲罐的出口端相連，低溫二氧化碳儲罐的入口端與預(yù)熱器連通。

優(yōu)選的：所述的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)還包括壓縮機(jī)和冷卻器，冷卻器的一端與汽輪機(jī)相連，冷卻器的另一端通過壓縮機(jī)與預(yù)熱器建立連接。

優(yōu)選的：所述的塔式集熱器包括安裝在支撐塔上的表面式吸熱器，表面式吸熱器包括上集箱、管束和下集箱，上集箱與下集箱之間通過多個規(guī)則布置的管束建立安裝。

優(yōu)選的：所述的低溫二氧化碳儲罐的入口端與高溫二氧化碳儲罐和汽輪機(jī)的連接管路建立連通。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能，不僅能節(jié)約水，而且充分利用了捕集的二氧化碳，減少溫室氣體的排放，同時直接利用二氧化碳工質(zhì)發(fā)電，與目前所流行的太陽能－蒸汽動力發(fā)電系統(tǒng)相比，系統(tǒng)設(shè)備緊湊，布置簡單，提高電廠熱效率，同時以二氧化碳為工質(zhì)的壓縮機(jī)動力設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊湊，電廠熱效率高，且系統(tǒng)中無相變，結(jié)構(gòu)簡單。

附圖說明

圖1是一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的連接關(guān)系圖；

圖2是表面式吸熱器的結(jié)構(gòu)圖；

圖中1-塔式集熱器，2-熱鹽罐，3-換熱器，4-冷鹽罐，5-預(yù)熱器，6-高溫二氧化碳儲罐，7-低溫二氧化碳儲罐，8-汽輪機(jī)，9-發(fā)電機(jī)，10-壓縮機(jī)，11-冷卻器，12-支撐塔，13-表面式吸熱器，14-上集箱，15-管束，16-下集箱。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括塔式集熱器1、熱鹽罐2、換熱器3、冷鹽罐4、預(yù)熱器5、高溫二氧化碳儲罐6、低溫二氧化碳儲罐7、汽輪機(jī)8和發(fā)電機(jī)9，所述的汽輪機(jī)8與發(fā)電機(jī)9相連；所述的塔式集熱器1的一端通過熱鹽罐2與換熱器3的熔鹽進(jìn)口端連通，所述的塔式集熱器1的另一端與冷鹽罐4連通，冷鹽罐4通過預(yù)熱器5與換熱器3的熔鹽出口端連通；所述的換熱器3上還設(shè)置有高溫二氧化碳出口端和低溫二氧化碳進(jìn)口端，所述的換熱器3的高溫二氧化碳出口端分兩支路，其中一支路直接與汽輪機(jī)8相連，另一支連通有高溫二氧化碳儲罐6，并最終與汽輪機(jī)8相連；所述的換熱器3的低溫二氧化碳入口端與低溫二氧化碳儲罐7的出口端相連，低溫二氧化碳儲罐7的入口端與預(yù)熱器5連通。如此設(shè)置，塔式集熱器1能夠從其布置在塔式集熱器1四周的定日鏡內(nèi)吸收太陽的反射光，并對塔式集熱器1內(nèi)的熱熔鹽進(jìn)行加熱(低溫熔鹽經(jīng)過表面式吸熱器被加熱到565℃)，加熱后的熱熔鹽進(jìn)入熱鹽罐2，隨后進(jìn)入換熱器3，與此同時，低溫二氧化碳儲罐7向換熱器3內(nèi)輸入低溫二氧化碳，在換熱器3的作用下將熱熔鹽的熱量傳給二氧化碳，此時的高溫二氧化碳通過換熱器3的高溫二氧化碳出口輸出，其中一部分直接進(jìn)入汽輪機(jī)8用于汽輪機(jī)的做功，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，通過換熱器3的高溫二氧化碳出口輸出的另一部分進(jìn)入高溫二氧化碳儲罐6進(jìn)行儲存，當(dāng)陽光缺失或者夜間時，儲罐內(nèi)的部分高溫二氧化碳直接輸出到汽輪機(jī)用于做功發(fā)電；經(jīng)過換熱器3換熱后的熱熔鹽將熱量換給了二氧化碳，換熱后的熱熔鹽經(jīng)過預(yù)熱器5預(yù)熱后進(jìn)入冷鹽罐4，冷鹽罐4為塔式集熱器1提供了熱量傳遞的介質(zhì)(即冷熔鹽)；此時塔式集熱器1、熱鹽罐2、換熱器3、預(yù)熱器5和冷鹽罐4形成了一個集熱的回路，塔式集熱器1吸收太陽能的熱量，并將熱量以介質(zhì)傳輸?shù)姆绞絺鬟f給換熱器3，并在換熱器3內(nèi)與二氧化碳儲罐提供的以二氧化碳為做功工質(zhì)的介質(zhì)進(jìn)行熱量交換，這種利用二氧化碳為工質(zhì)的發(fā)電工作能夠有效節(jié)約水資源。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)所述的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)還包括壓縮機(jī)10和冷卻器11，冷卻器11的一端與汽輪機(jī)8相連，冷卻器11的另一端通過壓縮機(jī)10與預(yù)熱器5建立連接。如此設(shè)置，汽輪機(jī)8排放的二氧化碳在冷卻器11和壓縮機(jī)10的作用下將二氧化碳傳遞至預(yù)熱器5，預(yù)熱后的二氧化碳直接儲藏至低溫二氧化碳儲罐7，這種利用二氧化碳為儲熱和做功工質(zhì)的方式可達(dá)到較高的循環(huán)熱效率，同時這種方式充分利用了捕集的二氧化碳，減少二氧化碳的排放，同時直接利用推動汽輪機(jī)工作后剩余的二氧化碳作為工質(zhì)發(fā)電，能夠有效控制二氧化碳的排放程度，降低二氧化碳作為全球變暖的主要因素，提高了環(huán)境。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)所述的塔式集熱器1包括安裝在支撐塔12上的表面式吸熱器13，表面式吸熱器13包括上集箱14、管束15和下集箱16，上集箱14與下集箱16之間通過多個規(guī)則布置的管束15建立安裝。如此設(shè)置，通過定日鏡反射的太陽光直接作用于均勻布置的管束15，并通過管束的作用將管束15內(nèi)的介質(zhì)熔鹽進(jìn)行高溫加熱，上集箱14和下集箱16作為熔鹽介質(zhì)的出口集箱和入口集箱，在多個均勻布置的管束15的作用下，熔鹽介質(zhì)的加熱效率得到明顯提高。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲熱及做功工質(zhì)的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)所述的低溫二氧化碳儲罐7的入口端與高溫二氧化碳儲罐6和汽輪機(jī)8的連接管路建立連通。如此設(shè)置，當(dāng)所述的進(jìn)入到高溫二氧化碳儲罐6的高溫二氧化碳的熱量不能夠滿足汽輪機(jī)做功時，直接轉(zhuǎn)存到低溫二氧化碳儲罐7內(nèi)部，這樣的儲存方式有效利用二氧化碳，避免整個發(fā)電過程的二氧化碳排放，減輕空氣污染，提高環(huán)境質(zhì)量。

本實(shí)施方式只是對本專利的示例性說明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對其局部進(jìn)行改變，只要沒有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。