[发明专利]一种基于太阳能氨基热化学能储能的卡琳娜耦合发电系统及工艺

说明书

本发明公开了一种基于太阳能氨基热化学能储能的卡琳娜耦合发电系统及工艺，属于新能源和卡琳娜循环发电技术领域。该系统包括氨基热化学能储能系统和卡琳娜循环系统，分离器的出口分别与第六换热器和第七换热器的热端进口连接，第七换热器、第八换热器与给水泵之间依次连接，构成回路；第六换热器、节流阀、第五换热器与凝结泵之间依次连接，构成回路；分离器的进口通过第四换热器与第六换热器连接；透平机的进口和第七换热器的冷端出口分别与氨基热化学能储能系统相互连接，出口通过第四换热器与第五换热器的热端进口连接，节流阀的出口管路与第四管路相互连接。该系统通过耦合两种循环系统，达到了无副产物，提高余热利用效率的作用。

技术领域

本发明属于新能源和卡琳娜循环发电技术领域，具体涉及一种基于太阳能氨基热化学能储能的卡琳娜耦合发电系统及工艺。

背景技术

太阳能作为规模最大的可再生能源能够减少人类对化石能源的依赖以及碳排放，储能被认为是解决新能源发电不稳定的最主要工具，可以实现削峰填谷。太阳能热化学储能（TCES）不仅可以通过化学键的断裂重组实现能量的存储和释放，并且具有化学热泵的作用可将相对低品位的太阳能转化为更高品位的热能。因此太阳能TCES系统有着能与HTE、先进的高效发电循环（例如卡琳娜循环）相耦合的可行性与提高效率的潜力。其中基于氨的热化学能储能系统（氨基TCES）凭借其无副反应，反应物、生成物可在常温下自动进行气液分离并储存的优点被认为最具前景的系统之一。

在世界范围内，尤其在发达国家中，联合循环作为一种高效、经济和低环境污染的动力转换方式，越来越为人们所重视。典型的循环模式是燃气轮机加底部蒸汽动力循环。联合循环的改进和完善将集中体现在如下三个方面：（1）顶部燃气轮机循环的改进和完善；（2）底部蒸汽动力循环的改进和完善；（3）底部循环和顶部循环二者的合理安排与匹配。卡琳娜循环是针对上述(2)、(3)方面而提出的一种与顶部燃气轮机循环有较好匹配性能的底部蒸汽动力循环模式。在余热发电中，以水为工质的朗肯循环系统是其基本形式，由于水的等温蒸发特性，使循环的平均吸热温度偏低，温差增大，不可逆损失增加。而以氨水混合物为工质的卡琳娜循环，由于其变温蒸发的特点，可以使得气化过程与热源的放热过程更好的匹配，降低换热过程中的不可热损失，提高余热利用效率。

由于相同冷凝温度下氨水蒸汽的凝结压力远高于水蒸汽的凝结压力，卡琳娜循环的排汽将在大于大气压力的状态下工作，因此避免了传统水蒸汽循环中由于真空引起的许多麻烦。卡琳娜循环可以通过调节混合溶液的浓度来适应环境温度的变化，以充分利用冬季低温环境,获得更多出力,而无工质结冰的顾虑。同样，卡琳娜循环在负荷变动时可以通过改变溶液浓度来保持效率平稳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于太阳能氨基热化学能储能的卡琳娜耦合发电系统及工艺。

为达到上述目的，提出以下技术方案：

一种基于太阳能氨基热化学能储能的卡琳娜耦合发电系统，其特征在于，所述的系统包括氨基热化学能储能系统和卡琳娜循环系统；所述的卡琳娜循环系统包括分离器、透平机、第四换热器、第五换热器、凝结泵、第六换热器、节流阀、第七换热器、第八换热器和给水泵；分离器的出口分别与第六换热器和第七换热器的热端进口通过管道连接，第七换热器、第八换热器与给水泵之间依次连接，构成回路；第六换热器、节流阀、第五换热器与凝结泵之间依次连接，构成回路；分离器的进口通过第四换热器与第六换热器连接；透平机的进口和第七换热器的冷端出口分别与氨基热化学能储能系统相互连接，透平机出口通过第四换热器与第五换热器的热端进口连接，第四换热器（10）和第五换热器通过第四管路连接，所述节流阀的出口管路与第四管路相互连接。