[实用新型]一种塔式太阳能热发电系统

说明书

本实用新型提供了一种塔式太阳能热发电系统，由超临界二氧化碳循环回路和塔式太阳能聚光集热系统组成。超临界二氧化碳循环回路包括：主压缩机、低温回热器、高温回热器、高温熔盐换热器、透平、低温熔盐换热器、再压缩机、预冷器、发电机；塔式太阳能聚光集热系统包括：镜场、集热塔、热罐、冷罐。本实用新型的超临界二氧化碳循环回路中省去高温回热器高温段，用高温熔盐换热器和低温熔盐换热器来替代，换热过程均为气‑液换热，获得的有益效果是大幅提高传热系数，换热器的造价较低，因此总体上超临界二氧化碳循环系统的造价降低。

技术领域

本实用新型涉及一种塔式太阳能热发电系统，属于太阳能发电技术领域。

背景技术

当今世界环境问题日益严峻，发展绿色清洁能源成为时代主题，太阳能、风能、生物质能等可再生能源发电技术倍受世界各国关注。太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源，太阳能热发电是太阳能利用的主要方式之一。近年来这项技术发展十分迅速，较为成熟的技术包括塔式、塔式、菲涅尔式太阳能热聚光集热发电技术。太阳能热发电厂的投资和发电成本较高，需要配备大容量的储热系统。在商业化方面，槽式和塔式太阳能热发电站装机规模最大，经济性优势也更佳。

在动力循环模块方面，槽式和塔式太阳能热发电站目前配备的是汽轮发电机组。近年来，行业内开始将超临界二氧化碳循环作为太阳能热发电站的动力模块，其发电效率显著高于汽轮机组。二氧化碳的临界点为31℃/7.4MPa，在温度和压力超过临界点时的状态为超临界态。二氧化碳化学性质稳定、密度高、无毒性、低成本，循环系统简单、结构紧凑、效率高、可空冷，超临界二氧化碳循环可以与各种热源组合成发电系统，被认为在火力发电、核能发电、太阳能热发电、余热发电、地热发电、生物质发电等领域均具有良好的应用前景。

然而，超临界二氧化碳循环具有深度回热器的特点，回热器的容量和造价非常高，特别是印刷电路板型高温回热器的造价达到每千瓦热500元以上。现有技术通常采用分流再压缩模式的超临界二氧化碳循环，如图1所示，采用高温回热器用于将透平排气热量传递给低温回热器出口工质，这一换热过程是气-气换热，传热系数小，所以高温回热器换热面积很大，造价就高。因此，超临界二氧化碳循环用于太阳能热发电站还需要进一步优化系统、降低造价。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何优化采用超临界二氧化碳循环的塔式太阳能热发电系统，降低造价，发挥超临界二氧化碳循环的优势。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种塔式太阳能热发电系统，其特征在于：由超临界二氧化碳循环回路和太阳能聚光集热系统组成；

所述的超临界二氧化碳循环回路包括主压缩机，主压缩机出口连接低温回热器高压侧进口，低温回热器高压侧出口连接高温回热器高压侧进口，高温回热器高压侧出口连接高温熔盐换热器工质进口，高温熔盐换热器工质出口连接透平进气口，透平排气口连接低温熔盐换热器工质进口，透平连接发电机，低温熔盐换热器工质出口连接高温回热器低压侧进口，高温回热器低压侧出口连接低温回热器低压侧进口，低温回热器低压侧出口连接预冷器进口和再压缩机进口；预冷器出口连接主压缩机；再压缩机出口连接低温回热器高压侧出口。

所述的太阳能聚光集热系统包括热罐，热罐出口连接高温熔盐换热器熔盐进口，高温熔盐换热器熔盐出口连接低温熔盐换热器熔盐进口，低温熔盐换热器熔盐出口连接冷罐进口，冷罐出口连接集热塔的集热管进口，集热塔的集热管出口连接热罐进口。

优选地，所述主压缩机、再压缩机、透平、发电机同轴布置。

优选地，所述预冷器为空冷器。

优选地，所述集热塔内设有传热介质。

更优选地，所述传热介质为熔盐。

优选地，所述热罐和冷罐内均设有储热介质。

更优选地，所述储热介质为熔盐。