[发明专利]槽塔集热联合驱动的超临界二氧化碳发电系统及方法

摘要

一种槽塔集热联合驱动的超临界二氧化碳发电系统及方法，该系统包括高温塔式集热子系统、低温槽式集热子系统和超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统。高温塔式集热子系统作为高温热源，是系统输入能量的主要来源，用于加热超临界二氧化碳流体，提升超临界二氧化碳的做功能力；低温槽式集热子系统作为辅助热源，用于弥补高压侧工质的回热不足，提高系统的换热效率；超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统用于利用低品位的热源提升系统的换热效率，降低回热器中由于高压侧和低压侧换热温差大而造成的热损失。本发明充分利用了超临界工质在临界点附近压缩功少这一特性，降低了压缩功耗；相比再压缩布雷顿循环，省去了再压缩机，简化了系统结构。

主权项

一种槽塔集热联合驱动的超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，该系统包括高温塔式集热子系统、低温槽式集热子系统和超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统，其中：高温塔式集热子系统，作为高温热源，是系统输入能量的主要来源，用于加热超临界二氧化碳流体，提升超临界二氧化碳的做功能力；低温槽式集热子系统，作为辅助热源，用于弥补高压侧工质的回热不足，提高系统的换热效率；超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统，用于利用低品位的热源提升系统的换热效率，降低回热器中由于高压侧和低压侧换热温差大而造成的热损失；其中，低温槽式集热子系统将太阳能转化为低温热能，以加热部分超临界二氧化碳流体，使其温度同低温回热器高压侧出口的工质温度相同；高温塔式集热子系统将太阳能转化为高温热能，以加热来自高温回热器高压侧的超临界二氧化碳流体；所述超临界二氧化碳布雷顿循环发电子系统包括透平(4)、发电机(5)、高温回热器(6)、低温回热器(7)、混合器(8)、冷却器(9)、压缩机(10)和分流器(11)，其中，被吸热器(3)加热后的超临界二氧化碳工质，进入透平(4)并在透平(4)中膨胀做功，然后依次进入高温回热器(6)的低压侧、低温回热器(7)的低压侧和冷却器(9)进行冷却；经过上述一系列冷却，超临界二氧化碳工质接近临界状态，再进入压缩机(10)压缩后形成高压超临界二氧化碳工质；压缩机(10)的出口同分流器(11)相连接，高压超临界二氧化碳工质经分流器(11)分流后，一路进入低温回热器(7)的高压侧，一路经过低温槽式集热系统的吸热管(13)加热后进入混合器(8)，低温回热器(7)的高压侧出口连接于混合器(8)；经混合器(8)混合后的高压超临界二氧化碳工质经高温回热器(6)的高压侧入口进入高温回热器(6)进行回热，经回热后的超临界二氧化碳工质再次进入高温塔式集热子系统的吸热器(3)。