專利名稱：：內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電
技術領域：
。技術背景太陽能熱發(fā)電技術是人類開發(fā)太陽能的一個重要手段。最近20年期間世界范圍內(nèi)建造了很多兆瓦級的大規(guī)模電站，如美國的SEGS電站。國內(nèi)最近幾年在太陽能熱發(fā)電聚光集熱技術、高溫接收器技術等方面取得了突破性進展，并建成首座塔式太陽能熱發(fā)電示范工程[1]。但是，目前在運行的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)普遍采用傳統(tǒng)熱電廠的水蒸氣朗肯循環(huán)，水蒸氣的熱物理特性要求熱源溫度一般要達到370'C以上才能高效運行w。對于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，要獲取這樣的高溫熱源，集熱裝置必須采用大面積、高聚焦比、復雜跟蹤的聚焦集熱方式，導致整個系統(tǒng)的控制繁瑣、規(guī)模龐大、安裝和運行維護復雜。有機工質(zhì)由于其低沸點特性，在低溫條件下可以獲得較高的蒸汽壓力，推動渦輪機做功，適合于低溫熱源做功發(fā)電。與水蒸汽工質(zhì)朗肯循環(huán)相比，有機工質(zhì)朗肯循環(huán)(OrganicRankineCycle,ORC)的主要優(yōu)點在于它具有中低溫度運行的良好性能。ORC適合小規(guī)模發(fā)電站，在較低的環(huán)境溫度下效率比水蒸氣發(fā)電效率高，冬季夜里能夠防凍，且系統(tǒng)內(nèi)部壓力易保持在大氣壓力之上，且適合半自動或自動運行[3]。GaiaM通過實驗指出ORC循環(huán)可以有效地利用溫度在IOO'C附近的地熱資源發(fā)電，渦輪式發(fā)電機運行平穩(wěn)，基本無需額外的人力投入w.G.H.Martinus等對目前實際運行的ORC地熱電廠進行分析，指出選擇合適的循環(huán)工質(zhì)可以獲得最大的發(fā)電效率[5]。EnricoBarbier指出ORC循環(huán)是將低溫地熱源轉(zhuǎn)換為電能最為經(jīng)濟且可靠的方式[6]。TakahisaYamanoto等對ORC系統(tǒng)進行了設計和測試，認為ORC能夠應用于低品味熱源且R123可以有效地提高ORC系統(tǒng)性能[7。由于ORC循環(huán)要求的熱源溫度較低，IOOC左右的熱源就可以維持ORC循環(huán)的正常運行。因此選用低倍率的太陽聚焦集熱器就可以得到合適的熱源溫度。低聚光比(小于3)復合拋物面集熱器(CompoundParabolicConcentrator,CPC)無須自動跟蹤太陽軌跡，可以模塊化安裝，易于使用維護，在太陽能中低溫聚焦領域具有極大的實用性和運用潛力[8'9]。Rabl在對幾種CPC集熱器評估中，指出帶有平板或圓柱吸收體的非真空固定CPC集熱器經(jīng)濟性能良好；三年多的研究及實驗數(shù)據(jù)的表明，在100—160'C的溫度范圍內(nèi)，非真空cpc集熱器仍舊擁有很好的熱效率，而每年只需對集熱器傾斜角調(diào)整12—20次[18。T.S.Saitoch等通過實驗把雙層玻璃蓋板的CPC與傳統(tǒng)平板集熱器，真空管集熱器進行比較，指出CPC集熱器的高溫(120'C以上)熱性能極佳，與真空管集熱器相比更適合太陽能熱發(fā)電工程[11]。T.S.Saitoch還介紹了一種新型的無跟蹤三維的CPC太陽能集熱器(3-DCPC)，在180—200'C的高運行溫度范圍內(nèi)集熱效率大約為60%,運用于小規(guī)模太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)非?？尚衃12]。由此可見，太陽輻照低能流密度、易于轉(zhuǎn)換為低溫熱源的物理特性與ORC循環(huán)之間具有潛在的聯(lián)系。把兩者有機結合，可以形成基于ORC循環(huán)的太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過低聚焦比集熱裝置把太陽輻照轉(zhuǎn)換為低溫熱能，通過ORC循環(huán)把低溫熱能轉(zhuǎn)換為機械能和電能。這種系統(tǒng)聚焦比小、溫度參數(shù)低，不需自動跟蹤，易于小型化、模塊化。已有的太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)專利中1)微型分布式太陽能驅(qū)動冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)CN200710041475.5,包括太陽能集熱系統(tǒng)、有機物朗肯循環(huán)的熱力發(fā)電系統(tǒng)、吸附式制冷系統(tǒng)、供暖和熱水系統(tǒng)、熱水分配系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)、補燃裝置，該裝置采用真空管集熱器和單級蒸發(fā)器，有機工質(zhì)與集熱器換熱介質(zhì)平均傳熱溫差較大，冷凝后的有機工質(zhì)未得到有效預熱，集熱溫度不高于IOO'C,且系統(tǒng)需補燃裝置，不利于環(huán)保。2)太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)(SolarOrganicRankineCycleSystem)專利號JP2003227315該系統(tǒng)采用常規(guī)ORC發(fā)電系統(tǒng)，冷凝后的有機工質(zhì)未得到有效預熱，采用單級蒸發(fā)器與外蓄熱方式，有機工質(zhì)與集熱器換熱介質(zhì)平均傳熱溫差較大。3)太陽能低溫熱發(fā)電及冷熱聯(lián)供系統(tǒng)，CN101392736,該系統(tǒng)采用單級蒸發(fā)器與外蓄熱方式，有機工質(zhì)與集熱器換熱介質(zhì)平均傳熱溫差較大。對于傳統(tǒng)外蓄熱方式的太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)(如發(fā)明專利CN101392736及JP2003227315),集熱器中的換熱介質(zhì)首先在蓄熱器中與蓄熱介質(zhì)進行熱量交換，蓄熱介質(zhì)獲得熱量后再與有機工質(zhì)進行熱量交換。當采用相變材料作為蓄熱介質(zhì)時，由于相變材料的導熱系數(shù)一般只有0.5W/itfK，因此集熱器換熱介質(zhì)與相變材料的平均傳熱溫差以及相變材料與有機工質(zhì)的平均傳熱溫差較大。
發(fā)明內(nèi)容針對上述傳統(tǒng)外蓄熱方式的太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明提供一種內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)。對于內(nèi)蓄熱方式的太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)，集熱器中的換熱介質(zhì)與有機工質(zhì)在蒸發(fā)器中直接進行熱量交換。另外，單級蒸發(fā)器太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)由于有機工質(zhì)潛熱段的存在，過大的有機工質(zhì)質(zhì)量流量會導致集熱器出口處(與蒸發(fā)器連接)溫度過高，而過小的有機工質(zhì)質(zhì)量流量會導致集熱器進口處(與蒸發(fā)器連接)溫度過高。為了解決單級蒸發(fā)器中有機工質(zhì)與集熱器換熱介質(zhì)平均傳熱溫差較大而導致集熱器平均運行溫度較高的問題，本發(fā)明進一步提出了兩級蒸發(fā)器的太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)。具體的技術解決方案如下內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)包括復合拋物面集熱器系統(tǒng)1、蓄熱系統(tǒng)2、有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)3，所述復合拋物面集熱器系統(tǒng)1包括高溫端復合拋物面集熱器陣列11和低溫端復合拋物面集熱器陣列12;所述有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)3包括蒸發(fā)器、汽輪機33、發(fā)電機34、回熱器35、冷凝器36、兩臺泵及六只閥門；其中汽輪機33的輸出端連接著發(fā)電機34,汽輪機33的排氣口連通著回熱器35，回熱器35另一端口連通著冷凝器36,冷凝器36工質(zhì)出口端經(jīng)過回熱器35連通著回熱器泵311,回熱器泵311的另一端口通過閥門376連通著儲液罐21,并通過閥門374連通著液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322,液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322連通著兩相區(qū)蒸發(fā)器321,兩相區(qū)蒸發(fā)器321通過閥門375連通著儲液罐21,儲液罐21通過閥門371連通著汽輪機33的進氣口，儲液罐21的另一端口連通著儲液罐泵312,儲液罐泵312通過閥門373連通著兩相區(qū)蒸發(fā)器321,并通過閥門372和閥門374連通著液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322,兩相區(qū)蒸發(fā)器321連通著高溫端復合拋物面集熱器陣列11，液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322連通著低溫端復合拋物面集熱器陣列12;所述蓄熱系統(tǒng)2包括儲液罐21、盤管22和相變材料23;盤管22均布于儲液罐21內(nèi)，盤管22內(nèi)填充有相變材料23。所述復合拋物面集熱器為聚光比小于3的低倍率太陽聚焦集熱器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有幾方面的優(yōu)點與傳統(tǒng)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)相比，內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)在汽輪機進口端配置了相變蓄熱系統(tǒng)，這種設計的優(yōu)點有1、儲液罐中設有盤管，盤管內(nèi)有相變材料(PCM),當輻照強度較強時，集熱器獲得的熱量大于系統(tǒng)發(fā)電所需的熱量，此時發(fā)電與蓄熱可以同時進行；反之，當輻照強度較弱時，集熱器獲得的熱量小于系統(tǒng)發(fā)電所需的熱量，此時發(fā)電與釋放熱量可以同時進行。這不但保證了ORC系統(tǒng)在額定狀態(tài)下穩(wěn)定運行，而且，由于系統(tǒng)蓄熱與釋放熱量的過程中不需要復雜的控制設備就可以與系統(tǒng)發(fā)電同時進行，延長了蓄熱或釋放熱量的時間，因此蓄熱與釋放熱量的功率通常較小，從而減少了相變材料與有機工質(zhì)的平均換熱溫差。2、當有機工質(zhì)未能被蒸發(fā)器完全加熱到飽和蒸汽狀態(tài)時，出口處的液滴可以匯集在儲液罐中，防止其進入汽輪機而造成機械損傷。3、由于集熱器中的換熱流體與蒸發(fā)器中的工質(zhì)不需要通過蓄熱器就能進行換熱，從而有效地減小了換熱流體和有機工質(zhì)的傳熱溫差，提高了集熱器的熱效率。本發(fā)明的內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)另一特點是采用兩級蒸發(fā)器第一級為有機工質(zhì)兩相區(qū)蒸發(fā)器，第二級為有機工質(zhì)液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器。兩級蒸發(fā)器可減小換熱流體和有機工質(zhì)傳熱的不可逆性，降低集熱器的平均運行溫度。圖l為本發(fā)明結構示意圖，圖2為集熱器熱效率隨蒸發(fā)器級數(shù)的變化圖，圖3為內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電效率隨蒸發(fā)溫度的變化圖。具體實施方式下面結合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步地描述。實施例參見圖1和圖2，內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)包括復合拋物面集熱器系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)；復合拋物面集熱器系統(tǒng)包括高溫端復合拋物面集熱器陣列11和低溫端復合拋物面集熱器陣列12;有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、汽輪機33、發(fā)電機34、回熱器35、冷凝器36、兩臺泵及六只閥門；其中汽輪機33的輸出端連接著發(fā)電機34，汽輪機33的排氣口連通著回熱器35,回熱器35另一端口連通著冷凝器36，冷凝器36工質(zhì)出口端經(jīng)過回熱器35連通著回熱器泵311，回熱器泵311的另一端口通過閥門376連通著儲液罐21，并通過閥門374連通著液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322，液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322連通著兩相區(qū)蒸發(fā)器321,兩相區(qū)蒸發(fā)器321通過閥門375連通著儲液罐21，儲液罐21通過閥門371連通著汽輪機33的進氣口，儲液罐21的另一端口連通著儲液罐泵312，儲液罐泵312通過閥門373連通著兩相區(qū)蒸發(fā)器321,并通過閥門372和閥門374連通著液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322,兩相區(qū)蒸發(fā)器321連通著高溫端復合拋物面集熱器陣列11,液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322連通著低溫端復合拋物面集熱器陣列12;蓄熱系統(tǒng)包括儲液罐21、盤管22和相變材料23;盤管22均布于儲液罐21內(nèi)，盤管22內(nèi)填充有相變材料23。復合拋物面集熱器為聚光比小于3的低倍率太陽聚焦集熱器。本發(fā)明不僅在結構上實現(xiàn)了蓄熱系統(tǒng)與有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的創(chuàng)新性結合，而且在工作原理上更是與己有太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)有著本質(zhì)區(qū)別。主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)運行過程中工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器后需要達到飽和或過飽和蒸汽狀態(tài)，否則將對汽輪機性能或者系統(tǒng)運行工況造成負面影響。而對于本發(fā)明的內(nèi)蓄熱系統(tǒng)太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)，由于汽輪機進口處配置了帶相變蓄熱功能的儲液罐，從而在儲液罐內(nèi)部形成了較為恒定的工質(zhì)蒸汽壓，即使工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器后未達到飽和蒸汽狀態(tài)，仍可以在儲液罐中進一步吸熱汽化，汽輪機依舊可以在額定工況下穩(wěn)定工作。同時，內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)的蓄熱、釋放熱量發(fā)電的工作原理與傳統(tǒng)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)也存在著本質(zhì)差別，如下所述。具體工作原理闡述如下1)系統(tǒng)處于額定運行工況如圖l所示，復合拋物面集熱器1接受太陽輻射能，把熱量傳給換熱流體。閥門371、閥門374、閥門375打開，其余閥門關閉。低溫端復合拋物面集熱器陣列12中換熱流體通過液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322中把熱量傳給有機工質(zhì)，使液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322出口的有機工質(zhì)處于飽和液體狀態(tài)附近；高溫端復合拋物面集熱器陣列11中換熱流體通過兩相區(qū)蒸發(fā)器321中把熱量傳給有機工質(zhì)，使兩相區(qū)蒸發(fā)器321出口的有機工質(zhì)處于飽和蒸汽狀態(tài)附近。有機工質(zhì)在液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322和兩相區(qū)蒸發(fā)器321中定壓吸熱；高溫高壓的氣態(tài)有機工質(zhì)進入汽輪機33膨脹做功，帶動發(fā)電機34發(fā)電；汽輪機33尾部排出的有機工質(zhì)經(jīng)過回熱器35初步冷卻，然后進入冷凝器36中定壓冷凝；冷凝器36出口的有機工質(zhì)處于液態(tài)并進入回熱器35進行預熱；預熱后有機工質(zhì)經(jīng)過回熱器泵311進入液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322完成一次發(fā)電循環(huán)。2)輻照強度很強，系統(tǒng)需要發(fā)電閥門371、閥門373、閥門374、閥門375打開，其余閥門關閉?；責崞鞅?11、儲液罐泵312都打開。儲液罐泵312把儲液罐21內(nèi)的有機工質(zhì)注入兩相區(qū)蒸發(fā)器321中，加大兩相區(qū)蒸發(fā)器321內(nèi)的傳熱功率，相變材料23進行蓄熱。復合拋物面集熱器系統(tǒng)1接受太陽輻射能，把熱量傳給換熱流體。低溫端復合拋物面集熱器陣列12中換熱流體通過液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322中把熱量傳給有機工質(zhì)；高溫端復合拋物面集熱器陣列11中換熱流體通過兩相區(qū)蒸發(fā)器321中把熱量傳給有機工質(zhì)。有機工質(zhì)在液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322和兩相區(qū)蒸發(fā)器321中定壓吸熱；儲液罐21中的高溫高壓氣態(tài)有機工質(zhì)進入汽輪機33膨脹做功，帶動發(fā)電機34發(fā)電；汽輪機33尾部排出的有機工質(zhì)經(jīng)過回熱器35初步冷卻，然后進入冷凝器36中定壓冷凝；冷凝器36出口的有機工質(zhì)處于液態(tài)并進入回熱器35進行預熱；預熱后有機工質(zhì)經(jīng)過回熱器泵311進入液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322完成一次發(fā)電循環(huán)。3)輻照強度很弱，或者處于夜間，系統(tǒng)需要發(fā)電閥門371、閥門376打開，其余閥門關閉。儲液罐21中的高溫高壓氣態(tài)有機工質(zhì)進入汽輪機33膨脹做功，帶動發(fā)電機34發(fā)電；汽輪機33尾部排出的有機工質(zhì)經(jīng)過回熱器35初步冷卻，然后進入冷凝器36中定壓冷凝；冷凝器出口的有機工質(zhì)處于液態(tài)并進入回熱器35進行預熱；預熱后有機工質(zhì)經(jīng)過回熱器泵311和閥門376進入儲液罐21完成一次發(fā)電循環(huán)。4)輻照強度在額定工況附近，系統(tǒng)需要發(fā)電。運行狀態(tài)同系統(tǒng)處于額定運行工況。5)輻照強度較強，系統(tǒng)不需要發(fā)電閥門372、閥門374、閥門375打開，其余閥門關閉。儲液罐泵312打開，回熱器泵311關閉。儲液罐泵312把儲液罐21內(nèi)的有機工質(zhì)注入液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322和兩相區(qū)蒸發(fā)器321中，有機工質(zhì)獲得來自換熱流體的熱量，并在儲液罐21中把熱量傳給相變材料23。本發(fā)明在結構與已有太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)相比以兩級蒸發(fā)器代替了單級蒸發(fā)器。第一級為有機工質(zhì)兩相區(qū)蒸發(fā)器，第二級為有機工質(zhì)液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器。兩相區(qū)蒸發(fā)器321與高溫端復合拋物面集熱器陣列11進行熱量交換，液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器322與低溫端復合拋物面集熱器陣列12進行熱量交換。高溫端復合拋物面集熱器陣列11與低溫端復合拋物面集熱器陣列12具有不同的換熱流體(如導熱油)質(zhì)量流率，通常高溫端復合拋物面集熱器陣列11內(nèi)換熱流體質(zhì)量流率較大，低溫端復合拋物面集熱器陣列12內(nèi)換熱流體質(zhì)量流率則與發(fā)電工質(zhì)質(zhì)量流率匹配。這可有效解決傳統(tǒng)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)換熱流體與發(fā)電工質(zhì)換熱不可逆損失大的問題。下面根據(jù)內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)基本原理對系統(tǒng)熱效率與總發(fā)電效率進行分析。參數(shù)見表l,其中有機工質(zhì)以HCFC123為例，蒸發(fā)器以同心逆流換熱器為例。表l內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)的模擬^t<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>集熱器第一熱損系0.82集熱器第二熱損系數(shù)0.0064數(shù)fF-加-2-。cr1集熱器光學效率7。0.661發(fā)電機效率0.95蒸發(fā)器長度》i40汽輪機內(nèi)效率0.85蒸發(fā)器內(nèi)徑《M25蒸發(fā)器外徑《加45由圖2集熱器熱效率隨蒸發(fā)器級數(shù)的變化圖可見(計算時，單個蒸發(fā)器的尺寸由表1給出)，有機工質(zhì)的物性參數(shù)是隨著溫度變化的，而換熱流體由于工作溫度遠低于其沸點可假設其物性為常數(shù)。取輻照強度750W/m—2，環(huán)境溫度20'C。當蒸發(fā)溫度為120'C和140'C時，兩級換熱器的集熱器效率比使用單級蒸發(fā)器時分別提高了8.2%和11.3%。由圖3太陽能低溫熱發(fā)電效率隨蒸發(fā)溫度的變化圖可見，當輻照強度為500W/nT2,750W/nf2，1000W/m—2時，工質(zhì)的最佳蒸發(fā)溫度分別為119'C,148'C,165'C,對應的效率分別為6.9%，8.5%,9.7%。參考文獻[1]張耀明，王軍，張文進，孫利國，劉曉輝.聚光類太陽能熱發(fā)電概述[J].太陽能，2006，1:3941.[2]HungTC.WasteheatrecoveryoforganicRankinecycleusingdryfluids[J].coMvmi(w朋d卿加g柳eMf，2001,42:539-553[2]HungTC.有機朗肯循環(huán)在余熱回收中的應用[J].能源轉(zhuǎn)化與管理.2001,42:539-553[3]E.Prabhu，Solar-加ugh-orc[R]，S由o"/mrt甲rtNREL/SR-550-39433,2006[3]E,Prabhu.太陽能有機朗肯循環(huán)槽式發(fā)電系統(tǒng).美國國家可再生能源實驗室轉(zhuǎn)包合同報告.550-39433，2006年3月[4]1MWelorganicRankinecyclepowerplantpoweredbylowtemperaturegeothermalwater,2004[EB/OL]，http:〃www.geothermie.de/wis鄉(xiāng)swelt/archiv/englisch/the陽altheim-rankine-cvcle-turbogenerator.html[4]IMW有機朗肯循環(huán)低溫地熱發(fā)電站，2004[EB/OL]http:〃www.geothennie.de/wissenswelt/archiv/englisch/the-aMieim-rankine-cvcle-turbogenerator.html[5]GH.Martinus，M.Blesl，K.E丄.Smekens，P.Lako,M.Ohl.Technicalandeconomiccharacterizationofselectedenergytechnologies,ContributionstotheEUSAPIENTIAproject[R].正艮ECN-C-05-056,2005[5]GH,Martinus，M.Blesl，K.E.L.Smekens,P丄ako，M.Ohl.能源科技的技術和經(jīng)濟特性.歐盟SAPIENTIA工程相關論文[R.正R，ECN-C-05-056，2005[6]EnricoBarbier.Geothermalenergytechnologyandcurrentstatus:旭overview[J.及微而6/efltw/Suy加'朋We五"e/"gy及ew'ews,2002,6:3-65問EnricoBarbier.地熱技術及目前狀況綜述[J].可再生與可依賴能源回顧.2002,6:3-65[7]Takahi幼Yamamoto，TomohikoFuruhata，NorioArai，KoichiMori.DesignandtestingoftheOrganicRankineCycle[J〗.,2001,26:239-251〖7]Takahi幼Yamamoto，TomohikoFuruhata，NorioArai,KoichiMori.太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)設計與測試[J].能源，2001,26:239-251[8]WinstonR.Solarconcentratorsofnoveldesign[J].So/ar五"ergy，1974，16:89—95.[8]WinstonR.新型太陽能聚光器[J].太陽能，1974,16:89-95.[9]PereiraM.Design旭dperformanceofanovelnon-evacuated1.2xCPCtypeconcentrator[J].In:Proc.ISESSolarWorldCongress1985,2:1199-1204.[9]PereiraM.新型非真空1.2X復合拋物面聚光器的設計及性能[J].加拿大蒙特利爾國際太陽能協(xié)會會議論文，1985,2:1199-1204.[10]RablA"O，GallagherJ.andWinstonR.Designandtestofnonevacuatedsolarcollectorswithcompoundparabolicconcentrators[J].iSWw五"ergy,79柳,25:335-351[10]RablA.，O，GallagherJ.andWinstonR.非真空復合拋物面太陽能集熱器設計與測試[J].太陽能，7P卵,25:335-351[11]T.S.Saitoh.ProposedsolarrankinecyclesystemwithphasechangesteamaccumulatorandCPCsolarcollector[C].200237thIntersocietyEnergyConversionEngineeringConference(正CEC)，PaperNo.20150[11]TakeoS.SAITOH.使用相變蓄熱器和復合拋物面集熱器的太陽能朗肯循環(huán)系統(tǒng)[C].2002年第37屆國際能源轉(zhuǎn)換工程會議論文，編號20150[12]Saitoh,T.S.;Kato,J.;Yamada^N.Advanced3-DCPCsolarcollectorforthermalelectricsystem[J]，rrfl"^rv4w'。"及柳arc/j，2006，.35:323-35[12]SaitohT.S，Kato，J,Yamada^N.用于熱發(fā)電系統(tǒng)的先進三維復合拋物面集熱器.熱傳遞—亞洲研究，2006，.35:323-35。權利要求1、內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)，包括復合拋物面集熱器系統(tǒng)(1)、蓄熱系統(tǒng)(2)、有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(3)，其特征在于所述復合拋物面集熱器系統(tǒng)(1)包括高溫端復合拋物面集熱器陣列(11)和低溫端復合拋物面集熱器陣列(12)；所述有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(3)包括蒸發(fā)器、汽輪機(33)、發(fā)電機(34)、回熱器(35)、冷凝器(36)、兩臺泵及六只閥門；其中汽輪機(33)的輸出端連接著發(fā)電機(34)，汽輪機(33)的排氣口連通著回熱器(35)，回熱器(35)另一端口連通著冷凝器(36)，冷凝器(36)工質(zhì)出口端經(jīng)過回熱器(35)連通著回熱器泵(311)，回熱器泵(311)的另一端口通過閥門(376)連通著儲液罐(21)，并通過閥門(374)連通著液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器(322)，液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器(322)連通著兩相區(qū)蒸發(fā)器(321)，兩相區(qū)蒸發(fā)器(321)通過閥門(375)連通著儲液罐(21)，儲液罐(21)通過閥門(371)連通著汽輪機(33)的進氣口，儲液罐(21)的另一端口連通著儲液罐泵(312)，儲液罐泵(312)通過閥門(373)連通著兩相區(qū)蒸發(fā)器(321)，并通過閥門(372)和閥門(374)連通著液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器(322)，兩相區(qū)蒸發(fā)器(321)連通著高溫端復合拋物面集熱器陣列(11)，液態(tài)區(qū)蒸發(fā)器(322)連通著低溫端復合拋物面集熱器陣列(12)；所述蓄熱系統(tǒng)(2)包括儲液罐(21)、盤管(22)和相變材料(23)；盤管(22)均布于儲液罐(21)內(nèi)，盤管(22)內(nèi)填充有相變材料(23)。2、根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述復合拋物面集熱器為聚光比小于3的低倍率太陽聚焦集熱器。全文摘要本發(fā)明涉及內(nèi)蓄熱太陽能低溫熱發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明包括復合拋物面集熱器系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)；其中復合拋物面集熱器系統(tǒng)包括高溫端和低溫端復合拋物面集熱器陣列；蓄熱系統(tǒng)包括儲液罐、盤管和相變材料；盤管均布于儲液罐內(nèi)，盤管內(nèi)填充有相變材料。有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、汽輪機、發(fā)電機、回熱器、冷凝器、兩臺泵及六只閥門。與傳統(tǒng)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)相比，本發(fā)明在汽輪機進口端配置了相變蓄熱系統(tǒng)，其蓄熱與釋放熱量的功率通常較小，從而減少了相變材料與有機工質(zhì)的平均換熱溫差；另一方面采用兩相區(qū)和液態(tài)區(qū)的兩級蒸發(fā)器，可減小換熱流體和有機工質(zhì)傳熱的不可逆性，降低集熱器的平均運行溫度。文檔編號F03G6/06GK101614196SQ20091014427公開日2009年12月30日申請日期2009年7月29日優(yōu)先權日2009年7月29日發(fā)明者杰季,晶李,剛裴申請人:中國科學技術大學