CN107023445A - 一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统 - Google Patents

一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统 Download PDF

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黄莺
贾培英
朱绘娟
于景泽
殷亚宁
孟晓冬
段跃非
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
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Abstract

一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统，属于太阳能热发电技术领域。本发明包括塔式集热器、汽轮机、发电机、冷却器和压缩机，所述的塔式集热器的一端通过高温二氧化碳传输管与汽轮机的进口端连通，塔式集热器的一端的另一端通过低温二氧化碳传输管与压缩机连通，所述的压缩机通过冷却器与汽轮机相连，所述的汽轮机与发电机相连。本发明系统设备紧凑，布置简单，提高电厂热效率，充分利用了捕集的二氧化碳，减少二氧化碳的排放，同时直接利用二氧化碳工质发电。

Description

一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能光热发电系统，属于太阳能热发电技术领域。
背景技术
目前，已建成和在建的太阳能热发电系统应用的传热介质主要是水，但是水在吸热器的蒸发段存在汽水两相流，从而存在一系列的技术难题。与国外光热发电发展领先地区(美国南部、西班牙)的相比，我国适合发展光热发电的地区主要是在西北部高原高寒地区，这些地区具有风沙大、温差大、干旱缺水等特点。因此采用水为传热介质会耗用大量的水，而采用导热油和熔盐为传热介质都会存在管道凝固等问题，防凝固会提高光热电站厂用电率，从而影响电站的经济性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统。
本发明的技术方案：
一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统包括塔式集热器、汽轮机、发电机、冷却器和压缩机，所述的塔式集热器的一端通过高温二氧化碳传输管与汽轮机的进口端连通，塔式集热器的一端的另一端通过低温二氧化碳传输管与压缩机连通，所述的压缩机通过冷却器与汽轮机相连，所述的汽轮机与发电机相连。
优选的：所述的塔式集热器包括安装在支撑塔上的表面式吸热器，表面式吸热器包括上集箱、管束和下集箱，上集箱与下集箱之间通过多个规则布置的管束连通。
本发明具有以下有益效果：本发明的一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统以二氧化碳作为传热介质，二氧化碳介质容易获取，可降低传热介质的投资；同时二氧化碳性质稳定，可提高塔式太阳能热发电系统的工作温度，塔式集热器出口二氧化碳温度可达到700℃，二氧化碳系统侧可实现超临界参数，也可采用联合循环，提高循环效率；在高原高寒地区不存在传热介质凝固等问题，便于维护；不存在因相变带来的分解和腐蚀等问题。
附图说明
图1是一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统的连接关系图；
图2是表面式吸热器的结构图；
图中1-塔式集热器，2-汽轮机，3-发电机，4-冷却器，5-压缩机，6-高温二氧化碳传输管，7-低温二氧化碳传输管，8-支撑塔，9-表面式吸热器，10-上集箱，11-管束，12-下集箱。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统包括塔式集热器1、汽轮机2、发电机3、冷却器4和压缩机5，所述的塔式集热器1的一端通过高温二氧化碳传输管6与汽轮机2的进口端连通，塔式集热器1的一端的另一端通过低温二氧化碳传输管7与压缩机5连通，所述的压缩机5通过冷却器4与汽轮机2相连，所述的汽轮机2与发电机3相连。如此设置，塔式集热器1能够从其布置在塔式集热器1四周的定日镜内吸收太阳的反射光，并对塔式集热器1内流经吸热器管束的二氧化碳进行加热，加热后二氧化碳经过高温二氧化碳传输管6传递给汽轮机2，此时高温高压的二氧化碳直接推动汽轮机2做功，汽轮机2与发电机3相连，汽轮机2的做功用于发电机3发电；而汽轮机2排放的二氧化碳经过冷却器4冷却并经过压缩机5，经过低温二氧化碳传输管7在此被塔式集热器2利用，这种方式充分利用了捕集的二氧化碳，减少二氧化碳的排放，同时直接利用推动汽轮机工作后剩余的二氧化碳作为工质发电，能够有效控制二氧化碳的排放程度，降低二氧化碳作为全球变暖的主要因素，提高了环境效果。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统所述的塔式集热器1包括安装在支撑塔8上的表面式吸热器9，表面式吸热器9包括上集箱10、管束11和下集箱12，上集箱10与下集箱12之间通过多个规则布置的管束11连通。如此设置，通过定日镜反射的太阳光直接作用于均匀布置的管束11，并通过管束的作用将流经管束11内的二氧化碳进行高温加热，上集箱10和下集箱12作为介质的出口集箱和入口集箱，在多个均匀布置的管束11的作用下，二氧化碳介质的加热效率得到明显提高。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (2)

1.一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统，其特征在于：包括塔式集热器(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、冷却器(4)和压缩机(5)，所述的塔式集热器(1)的一端通过高温二氧化碳传输管(6)与汽轮机(2)的进口端连通，塔式集热器(1)的一端的另一端通过低温二氧化碳传输管(7)与压缩机(5)连通，所述的压缩机(5)通过冷却器(4)与汽轮机(2)相连，所述的汽轮机(2)与发电机(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种以二氧化碳为集热工质的塔式太阳能光热发电系统，其特征在于：所述的塔式集热器(1)包括安装在支撑塔(8)上的表面式吸热器(9)，表面式吸热器(9)包括上集箱(10)、管束(11)和下集箱(12)，上集箱(10)与下集箱(12)之间通过多个规则布置的管束(11)连通。
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