[发明专利]基于布雷顿循环的大型碟式太阳能热发电系统

说明书

本发明公开了一种基于布雷顿循环的大型碟式太阳能热发电系统，包括聚光集热子系统和布雷顿循环发电系统；其中聚光集热子系统包括碟式聚光镜和接收器；布雷顿循环发电系统包括燃烧室、燃气轮机、回热器、压气机以及发电机；碟式聚光镜聚焦太阳光到接收器上，接收器将光能转化为热能与回热器和燃烧室相连接，燃气轮机与燃烧室和回热器连接，并与压气机和发电机同轴。所述碟式聚光镜为旋转抛物面，采用背部镀银的曲面玻璃制成，用于将太阳光聚焦到接收器上。本发明实现了布雷顿循环在碟式太阳能热发电系统的应用，大大节省了用水量。

技术领域

本发明涉及一种太阳能系统，特别是基于布雷顿循环的大型碟式太阳能热发电系统。

背景技术

太阳能热发电主要包括槽式、塔式、碟式系统，碟式太阳能光热发电系统的技术成熟度低于槽式和塔式。但由于其刚刚开始起步,因而其发展潜力也是远远大于槽式和塔式系统。而且碟式太阳能发电系统的效率与使用灵活性都要高于槽式系统和塔式系统，最高光电转换效率可达29.4％，并且碟式聚光器可以通过标准化规模化生产大大降低成本。

碟式系统中一般采用布雷顿或斯特林循环。碟式斯特林系统将斯特林机安装在碟式镜的焦点附近，体积大重量大，运行风险高，修理比较困难。布雷顿循环结构简单，以空气为介质不发生相变，节省水资源，具有更高的可靠性。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于布雷顿循环的大型碟式太阳能热发电系统。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于布雷顿循环的大型碟式太阳能热发电系统，包括聚光集热子系统和布雷顿循环发电系统；

其中聚光集热子系统包括碟式聚光镜和接收器；

布雷顿循环发电系统包括燃烧室、燃气轮机、回热器、压气机以及发电机；

碟式聚光镜聚焦太阳光到接收器上，接收器将光能转化为热能与回热器和燃烧室相连接，燃气轮机与燃烧室和回热器连接，并与压气机和发电机同轴。

所述碟式聚光镜为旋转抛物面，采用背部镀银的曲面玻璃制成，用于将太阳光聚焦到接收器上。

所述接收器始终处于聚光镜的焦点处，接收器采用热管式接收器，接收器出口导管为软管。

所述碟式聚光镜为大型碟式聚光镜，大型碟式聚光镜与接收器分离，对大型碟式聚光镜进行追踪，同时将接收器放置在活动支架上控制接收器移动，使接收器始终处于焦点处。

所述碟式聚光镜包括一组小型碟式镜和一个大型碟式聚光镜，小型碟式镜利用跟踪装置反射太阳光至固定的大型碟式聚光镜上，大型碟式聚光镜再汇聚光线至焦点处固定的接收器。

所述碟式聚光镜包括一组小型碟式镜和一个大型碟式聚光镜，大型碟式聚光镜跟踪太阳反射太阳光至一组共焦的小型碟式镜上，小型碟式镜再汇聚光线至焦点处固定的接收器上。

所述布雷顿循环发电系统，空气经压气机绝热压缩后直接进入回热器被燃气轮机的高温排气加热，同时进入接收器再次加热后高温高压工质进入燃气轮机绝热做功，带动同轴的发电机发电，在没有光照及阴雨天气时，利用天然气在燃烧室(3)燃烧加热空气后进入燃气轮机。

本发明实现了连续稳定发电，降低成本，提高发电效率。本系统采用碟式太阳能为热源，天然气补燃，因此可以连续稳定发电，效率高于塔式槽式式系统。相对于塔式系统，其定日镜占地面积大，焦距长，热损失大，且无法标准化生产，从而增加了成本。定日镜的投资大于整个投资的50％。碟式聚光器可以通过标准化规模化生产大大降低成本。

本发明实现了大型碟式镜与接收器分离，减少了支撑结构强度要求，提高了系统平衡性和抗风性能。通常传统的碟式发电系统接收器都与碟盘相连接，安装在碟式聚光镜的焦点处，由于此系统较大，会引起连接支架弯曲变形，使接收器很难保持在焦点处。因此，采用碟盘与接收器分离十分必要。