本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽(yáng)熱能，通過(guò)換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。采用太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)，避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，可以大大降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽(yáng)能利用還有一個(gè)其他形式的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，即太陽(yáng)能所燒熱的水可以?xún)?chǔ)存在巨大的容器中，在太陽(yáng)落山后幾個(gè)小時(shí)仍然能夠帶動(dòng)汽輪發(fā)電。

現(xiàn)有的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電電站集熱工質(zhì)一般為水、熔鹽、堿金屬等，做功工質(zhì)為水，因此需要大量的水資源，而我國(guó)光熱資源豐富的地區(qū)大都集中在西北干旱缺水區(qū)域，受地域性影響太陽(yáng)能光熱發(fā)電電站就不能在西北干旱缺水地域進(jìn)行實(shí)用，因此急需提供一種利用其他介質(zhì)作為做功工質(zhì)的光熱發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)而滿(mǎn)足人們對(duì)電的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)而提供一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括塔式集熱器、熱鹽罐、換熱器、冷鹽罐、預(yù)熱器、高溫二氧化碳儲(chǔ)罐、低溫二氧化碳儲(chǔ)罐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述的汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連；

所述的塔式集熱器的一端通過(guò)熱鹽罐與換熱器的熔鹽進(jìn)口端連通，所述的塔式集熱器的另一端與冷鹽罐連通，冷鹽罐通過(guò)預(yù)熱器與換熱器的熔鹽出口端連通；

所述的換熱器上還設(shè)置有高溫二氧化碳出口端和低溫二氧化碳進(jìn)口端，所述的換熱器的高溫二氧化碳出口端分兩支路，其中一支路直接與汽輪機(jī)相連，另一支連通有高溫二氧化碳儲(chǔ)罐，并最終與汽輪機(jī)相連；所述的換熱器的低溫二氧化碳入口端與低溫二氧化碳儲(chǔ)罐的出口端相連，低溫二氧化碳儲(chǔ)罐的入口端與預(yù)熱器連通。

優(yōu)選的：所述的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)還包括壓縮機(jī)和冷卻器，冷卻器的一端與汽輪機(jī)相連，冷卻器的另一端通過(guò)壓縮機(jī)與預(yù)熱器建立連接。

優(yōu)選的：所述的塔式集熱器包括安裝在支撐塔上的表面式吸熱器，表面式吸熱器包括上集箱、管束和下集箱，上集箱與下集箱之間通過(guò)多個(gè)規(guī)則布置的管束建立安裝。

優(yōu)選的：所述的低溫二氧化碳儲(chǔ)罐的入口端與高溫二氧化碳儲(chǔ)罐和汽輪機(jī)的連接管路建立連通。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能，不僅能節(jié)約水，而且充分利用了捕集的二氧化碳，減少溫室氣體的排放，同時(shí)直接利用二氧化碳工質(zhì)發(fā)電，與目前所流行的太陽(yáng)能－蒸汽動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)相比，系統(tǒng)設(shè)備緊湊，布置簡(jiǎn)單，提高電廠熱效率，同時(shí)以二氧化碳為工質(zhì)的壓縮機(jī)動(dòng)力設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊湊，電廠熱效率高，且系統(tǒng)中無(wú)相變，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1是一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的連接關(guān)系圖；

圖2是表面式吸熱器的結(jié)構(gòu)圖；

圖中1-塔式集熱器，2-熱鹽罐，3-換熱器，4-冷鹽罐，5-預(yù)熱器，6-高溫二氧化碳儲(chǔ)罐，7-低溫二氧化碳儲(chǔ)罐，8-汽輪機(jī)，9-發(fā)電機(jī)，10-壓縮機(jī)，11-冷卻器，12-支撐塔，13-表面式吸熱器，14-上集箱，15-管束，16-下集箱。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括塔式集熱器1、熱鹽罐2、換熱器3、冷鹽罐4、預(yù)熱器5、高溫二氧化碳儲(chǔ)罐6、低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7、汽輪機(jī)8和發(fā)電機(jī)9，所述的汽輪機(jī)8與發(fā)電機(jī)9相連；所述的塔式集熱器1的一端通過(guò)熱鹽罐2與換熱器3的熔鹽進(jìn)口端連通，所述的塔式集熱器1的另一端與冷鹽罐4連通，冷鹽罐4通過(guò)預(yù)熱器5與換熱器3的熔鹽出口端連通；所述的換熱器3上還設(shè)置有高溫二氧化碳出口端和低溫二氧化碳進(jìn)口端，所述的換熱器3的高溫二氧化碳出口端分兩支路，其中一支路直接與汽輪機(jī)8相連，另一支連通有高溫二氧化碳儲(chǔ)罐6，并最終與汽輪機(jī)8相連；所述的換熱器3的低溫二氧化碳入口端與低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7的出口端相連，低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7的入口端與預(yù)熱器5連通。如此設(shè)置，塔式集熱器1能夠從其布置在塔式集熱器1四周的定日鏡內(nèi)吸收太陽(yáng)的反射光，并對(duì)塔式集熱器1內(nèi)的熱熔鹽進(jìn)行加熱(低溫熔鹽經(jīng)過(guò)表面式吸熱器被加熱到565℃)，加熱后的熱熔鹽進(jìn)入熱鹽罐2，隨后進(jìn)入換熱器3，與此同時(shí)，低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7向換熱器3內(nèi)輸入低溫二氧化碳，在換熱器3的作用下將熱熔鹽的熱量傳給二氧化碳，此時(shí)的高溫二氧化碳通過(guò)換熱器3的高溫二氧化碳出口輸出，其中一部分直接進(jìn)入汽輪機(jī)8用于汽輪機(jī)的做功，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，通過(guò)換熱器3的高溫二氧化碳出口輸出的另一部分進(jìn)入高溫二氧化碳儲(chǔ)罐6進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)陽(yáng)光缺失或者夜間時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)的部分高溫二氧化碳直接輸出到汽輪機(jī)用于做功發(fā)電；經(jīng)過(guò)換熱器3換熱后的熱熔鹽將熱量換給了二氧化碳，換熱后的熱熔鹽經(jīng)過(guò)預(yù)熱器5預(yù)熱后進(jìn)入冷鹽罐4，冷鹽罐4為塔式集熱器1提供了熱量傳遞的介質(zhì)(即冷熔鹽)；此時(shí)塔式集熱器1、熱鹽罐2、換熱器3、預(yù)熱器5和冷鹽罐4形成了一個(gè)集熱的回路，塔式集熱器1吸收太陽(yáng)能的熱量，并將熱量以介質(zhì)傳輸?shù)姆绞絺鬟f給換熱器3，并在換熱器3內(nèi)與二氧化碳儲(chǔ)罐提供的以二氧化碳為做功工質(zhì)的介質(zhì)進(jìn)行熱量交換，這種利用二氧化碳為工質(zhì)的發(fā)電工作能夠有效節(jié)約水資源。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)所述的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)還包括壓縮機(jī)10和冷卻器11，冷卻器11的一端與汽輪機(jī)8相連，冷卻器11的另一端通過(guò)壓縮機(jī)10與預(yù)熱器5建立連接。如此設(shè)置，汽輪機(jī)8排放的二氧化碳在冷卻器11和壓縮機(jī)10的作用下將二氧化碳傳遞至預(yù)熱器5，預(yù)熱后的二氧化碳直接儲(chǔ)藏至低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7，這種利用二氧化碳為儲(chǔ)熱和做功工質(zhì)的方式可達(dá)到較高的循環(huán)熱效率，同時(shí)這種方式充分利用了捕集的二氧化碳，減少二氧化碳的排放，同時(shí)直接利用推動(dòng)汽輪機(jī)工作后剩余的二氧化碳作為工質(zhì)發(fā)電，能夠有效控制二氧化碳的排放程度，降低二氧化碳作為全球變暖的主要因素，提高了環(huán)境。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)所述的塔式集熱器1包括安裝在支撐塔12上的表面式吸熱器13，表面式吸熱器13包括上集箱14、管束15和下集箱16，上集箱14與下集箱16之間通過(guò)多個(gè)規(guī)則布置的管束15建立安裝。如此設(shè)置，通過(guò)定日鏡反射的太陽(yáng)光直接作用于均勻布置的管束15，并通過(guò)管束的作用將管束15內(nèi)的介質(zhì)熔鹽進(jìn)行高溫加熱，上集箱14和下集箱16作為熔鹽介質(zhì)的出口集箱和入口集箱，在多個(gè)均勻布置的管束15的作用下，熔鹽介質(zhì)的加熱效率得到明顯提高。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種以二氧化碳為儲(chǔ)熱及做功工質(zhì)的塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)所述的低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7的入口端與高溫二氧化碳儲(chǔ)罐6和汽輪機(jī)8的連接管路建立連通。如此設(shè)置，當(dāng)所述的進(jìn)入到高溫二氧化碳儲(chǔ)罐6的高溫二氧化碳的熱量不能夠滿(mǎn)足汽輪機(jī)做功時(shí)，直接轉(zhuǎn)存到低溫二氧化碳儲(chǔ)罐7內(nèi)部，這樣的儲(chǔ)存方式有效利用二氧化碳，避免整個(gè)發(fā)電過(guò)程的二氧化碳排放，減輕空氣污染，提高環(huán)境質(zhì)量。

本實(shí)施方式只是對(duì)本專(zhuān)利的示例性說(shuō)明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)其局部進(jìn)行改變，只要沒(méi)有超出本專(zhuān)利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。