[发明专利]一种利用塔式太阳能驱动的布雷顿分布式供能系统

说明书

一种利用塔式太阳能驱动的布雷顿分布式供能系统，其中塔式太阳能集热子系统提供高温热源用来加热布雷顿循环中的工质氦气，提升系统做功能力；氦气被压缩前的余热被用来驱动有机朗肯循环发电子系统、溴化锂吸收式制冷及制热子系统，并可以根据用户侧冷热电负荷的变化进行智能调节；利用风机与小汽机共同为太阳能集热子系统中的空气泵提供动力，降低了系统自身的能源消耗。本发明采用太阳能为系统提供热源节省了燃料成本，提升了系统经济性；同时充分利用布雷顿循环系统中的余热来实现冷、热、电的三联供，提高了系统的效率；利用控制系统对冷、热、电进行智能调节，增强了系统的灵活性。

【技术领域】

本发明属于能源利用领域，特别地涉及一种利用塔式太阳能驱动的布雷顿分布式供能系统。

【背景技术】

随着国际工业及制造业的迅猛发展，煤、石油等传统能源的储量也在急剧下降，而且传统能源利用后对环境的危害也日渐突显。因此，近年来各国政府加大对新能源的开发与利用，太阳能作为一种可再生能源，具有资源分布广，获取容易等优势，其独特优势也被国际社会认为是最具有竞争性的自然资源之一。我国陆地每年能够接收到的太阳能辐射总量在3.3×10³kJ～8.4×10³kJ/(m²·年)，相当于24亿吨标准煤，这对于人口基数较大的我国来说具有重大意义。

燃气轮机代表一个国家制造业先进程度，它的发展对我国能源装备技术发展与研究、甚至于国民经济具有较大影响，在能源领域具有不可替代的作用。目前，最先进的J型燃气轮机单循环效率41％，联合循环效率超过60％。近年来，虽然我国在燃气轮机领域获得较大发展，但尚未掌握核心技术，与世界领先水平具有较大差距。

氦气作为近年来逐渐发展的一种新兴工质，广泛运用于热力循环。氦气是一种无色，无味的惰性气体，其化学性质非常稳定，一般很难和其他物质发生反应，氦气的临界压力为0.228MPa，临界温度为5.3K，由于氦气稳定的化学性质，所以在热力循环过程中能够稳定做功。氦气的液化温度和临界温度相差很小，与其他工质相比，氦气压缩机不需要产生很大的压力来使其最后液化，从而减少系统自身能源消耗，提高系统效率。

燃气轮机的排气还具有较大热量，实现对燃气轮机排气热量的充分利用是非常有必要的。利用中低品位热源进行发电的有机朗肯循环便可以实现对燃气轮机排气能量的梯级利用，有机朗肯循环作为一种清洁、无污染的发电形式，大量用于余热回收等领域。

【发明内容】

针对上述问题，本发明的目的在于设计一种利用塔式太阳能驱动的布雷顿分布式供能系统，实现能源的充分利用，同时为塔式太阳能集热子系统、布雷顿循环(Braytoncycle)发电子系统、有机朗肯循环(ORC)发电子系统、溴化锂吸收式制冷及供热子系统联合布置提供一种新的设计思路。

技术方案：为满足上述要求，本系统采用如下的技术方案予以实现：

一种利用塔式太阳能驱动的布雷顿分布式供能系统，包括布雷顿循环发电子系统、塔式太阳能集热子系统、压缩空气子系统、有机朗肯循环发电子系统、溴化锂吸收式制冷及制热子系统，其特征在于：塔式太阳能集热子系统可为布雷顿循环子系统提供热量；有机朗肯循环发电子系统和溴化锂吸收式制冷及制热子系统利用布雷顿循环发电子系统的余热工作；压缩空气子系统利用风力发电机组与小汽轮机驱动。