本实用新型专利技术提供了一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统，包括燃气炉、太阳能集热器、溴化锂吸收式制冷机、超临界二氧化碳循环回路，以及其它设备，太阳能热作为溴化锂吸收式制冷机的热源以及二氧化碳工质的低温热源，燃气炉主要作为二氧化碳工质的高温热源，其排烟作为二氧化碳工质的低温热源，二氧化碳透平排气为溴化锂吸收式制冷机提供一部分热量，也为空气预热器提供热量。本实用新型专利技术以燃气及太阳能热作为热源，太阳能热作为低温热源，而燃气作为高温热源，采用超临界二氧化碳循环可以组成新型发电系统或冷热电三联供系统，不但可获得较高的发电效率，并且系统简单、结构紧凑、发电成本较低，适用于分布式能源。
【技术实现步骤摘要】
一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统
本技术涉及一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统，属于分布式能源
技术介绍
太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源，是未来可再生能源的发展方向之一，其中太阳能热发电是太阳能利用的一类重要技术手段，近年来这项技术发展十分迅速。但是，以单纯的太阳能模式运行的太阳能热电站存在许多问题，特别是太阳能热发电系统的投资和发电成本较高，储热技术还不够成熟。因此，太阳能与其它能源综合互补的利用模式，不仅可以有效地解决太阳能利用不稳定的问题，还可利用其它发电技术的优势。对于分布式发电系统，可以考虑将燃气与太阳能热相结合，形成互补发电系统，并且应用先进的动力循环系统，实现比现有的蒸汽朗肯循环系统更高的效率和更小的体积。近年来，超临界二氧化碳循环成为热点，并且被认为具有诸多潜在优势。二氧化碳的临界点为31℃/7.4MPa，在温度和压力超过临界点时的状态为超临界态。超临界二氧化碳循环的研究始于上世纪四十年代，在六、七十年代取得阶段性研究成果，之后主要由于透平机械、紧凑式热交换器制造技术不成熟而中止，直至本世纪初，超临界二氧化碳循环的研究在美国再度兴起，并为世界其它国家所关注。由于二氧化碳化学性质稳定、密度高、无毒性、低成本，循环系统简单、结构紧凑、效率高，超临界二氧化碳循环可以与各种热源组合成发电系统，被认为在火力发电、核能发电、太阳能热发电、余热发电、地热发电、生物质发电等领域具有良好的应用前景。以燃气及太阳能热作为热源，燃气作为高温热源，而太阳能热作为低温热源，采用超临界二氧化碳循环可以组成新型发电系统或冷热电三联供系统，不但可获得较高的发电效率，并且系统简单、结构紧凑、发电成本较低，十分适用于分布式能源。
技术实现思路
本技术的目的是将燃气与太阳能热相结合，组成高温、低温热源互补的发电系统，提高发电效率，并且使系统更加紧凑和小型化。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统，其特征在于，包括太阳能热收集和储存子系统，太阳能热收集和储存子系统经由传热回路与溴化锂吸收式制冷机，溴化锂吸收式制冷机经由传热回路获得太阳能热收集和储存子系统中的热量，溴化锂吸收式制冷机同时还获得二氧化碳透平排出工质的余热，并依次传递至空气预热器、冷却器一、带中间冷却的多级压缩机、冷却器二，溴化锂吸收式制冷机产生的冷量传递给冷媒后，被分别送至冷却器一、带中间冷却的多级压缩机、冷却器二，再回到溴化锂吸收式制冷机重新接收冷量，冷却器二输出的冷却后的工质一方面回到太阳能热收集和储存子系统重新吸收热量后输入燃气炉，另一方面经由低温烟气换热器吸收燃气炉排出烟气热量后再输入燃气炉，输入燃气炉的工质吸收燃气炉炉膛中的热量后再通往二氧化碳透平膨胀做功以推动发电机发电；鼓风机与空气预热器相连，鼓风机产生的空气经过空气预热器加热后进入燃气炉中，同时，燃气经由燃气入口进入燃气炉中，燃气炉排出烟气的余热经由烟气排放口通过低温烟气换热器传递给工质。优选地，所述太阳能热收集和储存子系统包括热媒循环泵一、太阳能集热器及储热罐，储热罐的出口端经由热媒循环泵一与太阳能集热器的进口端相连，太阳能集热器的出口端与储热罐的进口端相连。优选地，所述传热回路包括设于所述储热罐内的换热器一和设于所述溴化锂吸收式制冷机内的换热器二，换热器一经由热媒循环泵二与换热器二相连。优选地，所述溴化锂吸收式制冷机的热量通过水冷器排至环境。优选地，所述溴化锂吸收式制冷机通过换热器三将冷量传给冷媒，换热器三连接冷媒循环泵，冷媒循环泵出口分为三路，分别通往所述冷却器一、所述带中间冷却的多级压缩机和所述冷却器二。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术中的燃气与太阳能热相结合，高温、低温热源互补，超临界二氧化碳循环利用燃气和太阳能热进行发电，可发挥超临界二氧化碳循环发电效率高的优势，并可实现冷热电三联供。2、本技术的系统简单，结构紧凑，发电成本较低，可实现小型化和模块化，适用于分布式能源。3、本技术的太阳能集热器工作温度低，可采用低成本的平板或真空管集热器，有利于降低系统造价。附图说明图1为本实施例提供的一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统；其中，1-热媒循环泵一，2-太阳能集热器，3-储热罐，4-热媒循环泵二，5-换热器一，6-换热器二，7-水冷器，8-换热器三，9-冷媒循环泵，10-鼓风机，11-二氧化碳泵，12-换热器四，13-低温烟气换热器，14-高温烟气换热器，15-二氧化碳透平，16-发电机，17-换热器五，18-溴化锂吸收式制冷机，19-空气预热器，20-冷却器一，21-带中间冷却的多级压缩机，22-冷却器二，23-燃气入口，24-燃气炉，25-烟气排放口。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。图1为本实施例提供的一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统结构示意图，所述的一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统由以下部件组成：热媒循环泵一1，用于驱动传热介质流动，通过传热介质从太阳能集热器2中吸收热量；太阳能集热器2，用于吸收太阳光辐射能量并转换为热能，可采用平板或真空管集热器，工作温度为120-200℃，采用的传热介质为导热油或其它适用介质；储热罐3，用于储热太阳能热；热媒循环泵二4，用于驱动传热介质流动，通过传热介质从储热罐3中吸收热量用于溴化锂吸收式制冷机18制冷；换热器一5，用于将储热罐3的热量传递给传热介质；换热器二6，用于将传热介质的热量释放给溴化锂吸收式制冷机18中的发生器；热媒循环泵二6、换热器一5和换热器二6组成的传热回路中的采用的传热介质为导热油或其它适用介质，工作温度为150-200℃；水冷器7，用于将溴化锂吸收式制冷机18产生的热量释放至环境；换热器三8，用于将化锂吸收式制冷机18产生的冷量传给冷媒水；冷媒循环泵9，用于驱动冷媒水流动；鼓风机10；用于向燃气炉24提供空气；二氧化碳泵11，用于二氧化碳工质增压，出口压力为15-25MPa；换热器四12，用于使二氧化碳工质吸收储热罐3的热量；低温烟气换热器13，用于使二氧化碳工质吸收燃气炉24排出烟气热量；高温烟气换热器14，用于使二氧化碳工质吸收燃气炉24炉膛中的热量，由两个或两个以上不同工作温度的换热器组合；二氧化碳透平15，用于将二氧化碳工质的热能转换成机械能，入口温度为450-650℃，出口压力为1-3MPa；发电机16，用于将二氧化碳透平15输出的机械能转换成电能，发电功率为几百千瓦至几千千瓦；换热器五17，用于将二氧化碳透平15排出工质的热量传递给溴化锂吸收式制冷机18中的发生器；溴化锂吸收式制冷机18，用于产生冷量，通过换热器二6、换热器五17将热量输入发生器，冷量由冷媒回路输出至冷却器一20，带中间冷却的多级压缩机21，冷却器二22，产生的热量由水冷器7排出，溴化锂吸收式制冷机18为双效制冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统，其特征在于，包括太阳能热收集和储存子系统，太阳能热收集和储存子系统经由传热回路与溴化锂吸收式制冷机(18)，溴化锂吸收式制冷机(18)经由传热回路获得太阳能热收集和储存子系统中的热量，溴化锂吸收式制冷机(18)同时还获得二氧化碳透平(15)排出工质的余热，并依次传递至空气预热器(19)、冷却器一(20)、带中间冷却的多级压缩机(21)、冷却器二(22)，溴化锂吸收式制冷机(18)产生的冷量传递给冷媒后，被分别送至冷却器一(20)、带中间冷却的多级压缩机(21)、冷却器二(22)，再回到溴化锂吸收式制冷机(18)重新接收冷量，冷却器二(22)输出的冷却后的工质一方面回到太阳能热收集和储存子系统重新吸收热量后输入燃气炉(24)，另一方面经由低温烟气换热器(13)吸收燃气炉(24)排出烟气热量后再输入燃气炉(24)，输入燃气炉(24)的工质吸收燃气炉(24)炉膛中的热量后再通往二氧化碳透平(15)膨胀做功以推动发电机(16)发电；鼓风机(10)与空气预热器(19)相连，鼓风机(10)产生的空气经过空气预热器(19)加热后进入燃气炉(24)中，同时，燃气经由燃气入口(23)进入燃气炉(24)中，燃气炉(24)排出烟气的余热经由烟气排放口(25)通过低温烟气换热器(13)传递给工质。...
【技术特征摘要】
1.一种基于燃气及太阳能热的超临界二氧化碳循环发电系统，其特征在于，包括太阳能热收集和储存子系统，太阳能热收集和储存子系统经由传热回路与溴化锂吸收式制冷机(18)，溴化锂吸收式制冷机(18)经由传热回路获得太阳能热收集和储存子系统中的热量，溴化锂吸收式制冷机(18)同时还获得二氧化碳透平(15)排出工质的余热，并依次传递至空气预热器(19)、冷却器一(20)、带中间冷却的多级压缩机(21)、冷却器二(22)，溴化锂吸收式制冷机(18)产生的冷量传递给冷媒后，被分别送至冷却器一(20)、带中间冷却的多级压缩机(21)、冷却器二(22)，再回到溴化锂吸收式制冷机(18)重新接收冷量，冷却器二(22)输出的冷却后的工质一方面回到太阳能热收集和储存子系统重新吸收热量后输入燃气炉(24)，另一方面经由低温烟气换热器(13)吸收燃气炉(24)排出烟气热量后再输入燃气炉(24)，输入燃气炉(24)的工质吸收燃气炉(24)炉膛中的热量后再通往二氧化碳透平(15)膨胀做功以推动发电机(16)发电；鼓风机(10)与空气预热器(19)相连，鼓风机(10)产生的空气经过空气预热器(19)加热后进入燃气炉(24)中，同时，燃气经由燃气入口(23)进入燃气炉(24)中，燃气炉(24)排出...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑开云，黄志强，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院，
类型：新型
国别省市：上海,31
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