超临界二氧化碳循环发电系统及工作方法及太阳能光热发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳循环发电系统及工作方法及太阳能光热发电系统，该超临界二氧化碳循环发电系统包括：压缩机、冷却器、第一回热器、换热器、第一透平机、第二回热器、第二透平机、第三透平机；压缩机连通第一回热器低温侧进口，第一回热器低温侧出口与换热器低温侧进口连通，从换热器低温侧出口流出的二氧化碳工质一部分流经第一透平机、第二回热器低温侧、第三透平机，另一部分流经第二回热器高温侧、第二透平机，与流经第三透平机的二氧化碳工质汇合后进入第一回热器高温侧，第一回热器高温侧与冷却器高温侧连通，冷却器高温侧与压缩机连通。本发明专利技术提升了超临界二氧化碳循环发电效率，不仅没有使储热成本提升，还提高了储热温差。高了储热温差。高了储热温差。

【技术实现步骤摘要】
超临界二氧化碳循环发电系统及工作方法及太阳能光热发电系统


[0001]本专利技术属于能源
，尤其涉及一种超临界二氧化碳循环发电系统及工作方法及太阳能光热发电系统。

技术介绍

[0002]超临界二氧化碳发电技术以其发电效率高、环保无污染等优势被普遍认为是下一代革命性的发电技术。在600℃以上区域，相比于现有的蒸汽循环发电技术，其发电效率普遍可提升10％以上，但该效率仍有较大提升空间。
[0003]同时，由于超临界二氧化碳发电效率高于蒸汽循环，普遍认为适用于太阳能光热发电领域，因此超临界二氧化碳循环效率的提升不能以储热成本上升为代价。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种超临界二氧化碳循环发电系统及工作方法及太阳能光热发电系统，提升了超临界二氧化碳循环发电效率，不仅没有使储热成本提升，还提高了储热温差。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种超临界二氧化碳循环发电系统，包括：压缩机、冷却器、第一回热器、换热器、第一透平机、第二回热器、第二透平机、第三透平机；
[0007]所述压缩机连通所述第一回热器低温侧进口，所述第一回热器低温侧出口与所述换热器低温侧进口连通，从所述换热器低温侧出口流出的二氧化碳工质一部分流经所述第一透平机、第二回热器低温侧、第三透平机，另一部分流经第二回热器高温侧、第二透平机，与流经所述第三透平机的二氧化碳工质汇合后进入所述第一回热器高温侧，所述第一回热器高温侧与所述冷却器高温侧连通，所述冷却器高温侧与所述压缩机连通。
[0008]该包括第四透平机，所述换热器低温侧出口连通所述第四透平机，经过所述第四透平机的二氧化碳工质分为两部分分别进入所述第一透平机和第二回热器高温侧。
[0009]所述换热器为熔盐换热器，所述熔盐换热器的高温侧流通熔盐。
[0010]所述冷却器为一种回热器。
[0011]本专利技术还提供了一种太阳能光热发电系统，包括上述的超临界二氧化碳循环发电系统和储热系统，所述超临界二氧化碳循环发电系统的换热器高温侧连通所述储热系统。
[0012]所述的超临界二氧化碳循环发电系统的工作方法，包括以下内容：二氧化碳工质在压缩机被压缩至低温高压状态，进入第一回热器低温侧吸收热量，然后进入换热器低温侧吸收蓄热介质的热量后，一部分的高温高压状态二氧化碳工质进入第一透平机，高压状态的二氧化碳工质在所述第一透平机内做功发电，从所述第一透平机流出的二氧化碳工质为中低压状态，然后进入第二回热器低温侧吸收热量，再进入第三透平机内做功发电；另一部分的高温高压二氧化碳工质进入第二回热器高温侧释放热量，然后进入第二透平机内做
功发电，与进入所述第三透平机的二氧化碳工质汇合依次流入所述第一回热器高温侧、冷却器高温侧释放热量，回到所述压缩机。
[0013]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0014]本专利技术一实施例中，利用透平机在低压的做功能力高于高压区域的做功能力，将吸收了换热器热量的高温高压二氧化碳工质分流，一部分首先进入第一透平机正常做功，然后进入第二回热器低温侧吸收热量，然后进入第三透平机做功，由于进入第三透平机前吸收了热量，温度高，而且第三透平机串联在第一透平机后面，因此第三透平机的做功能力高于前一级的第一透平机；另一部分进入第二回热器高温侧释放热量，给从第一透平机流出的二氧化碳工质加热，再进入第二透平机做工并与从第三透平机流出的二氧化碳工质汇合，进入第一回热器高温侧。
[0015]因此，利用超临界二氧化碳发电透平的高压区域做功能力弱于低压区域，并且采用第二回热器提高了进入第三透平机二氧化碳工质的温度，可提高第三透平机的做功能力，而不影响整个循环的压缩机耗功，由于采用了分流设置，第二回热器释放热量，并且串联了第二透平机，也降低了第二透平机和第三透平机出口的温度，降低换热器的进口温度，拉大储热温差。达到同时提升发电效率，提升储热温差的目的，且不提升储热成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1的超临界二氧化碳循环发电系统的结构图；
[0017]图2为本专利技术实施例2的超临界二氧化碳循环发电系统的结构图
[0018]附图标记说明：1
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压缩机；2
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第一回热器；3
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换热器；4
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第一透平机；5
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第二透平机；6
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第三透平机；7
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第四透平机；8
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第二回热器；9
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冷却器。
具体实施方式
[0019]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种超临界二氧化碳循环发电系统及工作方法及太阳能光热发电系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。
[0020]实施例1
[0021]参看图1，一种超临界二氧化碳循环系统，包括：压缩机1、冷却器9、第一回热器2、换热器3、第一透平机4、第二回热器8、第二透平机5、第三透平机6；
[0022]所述压缩机1连通所述第一回热器2低温侧进口，所述第一回热器2低温侧出口与所述换热器3低温侧进口连通，从所述换热器3低温侧出口流出的二氧化碳工质一部分流经所述第一透平机4、第二回热器8低温侧、第三透平机6，另一部分流经第二回热器8高温侧、第二透平机5，与流经所述第三透平机6的二氧化碳工质汇合后进入所述第一回热器2高温侧，所述第一回热器2高温侧与所述冷却器9高温侧连通，所述冷却器9高温侧与所述压缩机1连通。
[0023]所述换热器3为熔盐换热器3，所述熔盐换热器3的高温侧流通熔盐，当然换热器3的高温侧也可以流通其他蓄热介质，如油、或导热油、PCM等。
[0024]上述的冷却器9也是一种回热器，采用其他介质如循环水为二氧化碳工质降低温
度。
[0025]所述的超临界二氧化碳循环系统的工作方法，包括以下内容：二氧化碳工质在压缩机1被压缩至低温高压状态，进入第一回热器2低温侧吸收热量，然后进入换热器3低温侧吸收蓄热介质的热量后，一部分的高温高压状态二氧化碳工质进入第一透平机4，高压状态的二氧化碳工质在所述第一透平机4内做功发电，从所述第一透平机4流出的二氧化碳工质为中低压状态，然后进入第二回热器8低温侧吸收热量，再进入第三透平机6内做功发电；另一部分的高温高压二氧化碳工质进入第二回热器8高温侧释放热量，然后进入第二透平机5内做功发电，与进入所述第三透平机6的二氧化碳工质汇合依次流入所述第一回热器2高温侧、冷却器9高温侧释放热量，回到所述压缩机1。
[0026]实施例2
[0027]参看图2，还包括第四透平机7，所述换热器3低温侧出口连通所述第四透平机7，经过所述第四透平机7的二氧化碳工质分为两部分分别进入所述第一透平机4和第二回热器8高温侧。
[0028]本实施例中在换热器3流出的二氧化碳工质首先经过第四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳循环发电系统，其特征在于，包括：压缩机、冷却器、第一回热器、换热器、第一透平机、第二回热器、第二透平机、第三透平机；所述压缩机连通所述第一回热器低温侧进口，所述第一回热器低温侧出口与所述换热器低温侧进口连通，从所述换热器低温侧出口流出的二氧化碳工质一部分流经所述第一透平机、第二回热器低温侧、第三透平机，另一部分流经第二回热器高温侧、第二透平机，与流经所述第三透平机的二氧化碳工质汇合后进入所述第一回热器高温侧，所述第一回热器高温侧与所述冷却器高温侧连通，所述冷却器高温侧与所述压缩机连通。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环发电系统，其特征在于，该包括第四透平机，所述换热器低温侧出口连通所述第四透平机，经过所述第四透平机的二氧化碳工质分为两部分分别进入所述第一透平机和第二回热器高温侧。3.根据权利要求1或2所述的超临界二氧化碳循环发电系统，其特征在于，所述换热器为熔盐换热器，所述熔盐换热器的高温侧流通熔盐。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，周宇，章晓敏，宓霄凌，
申请(专利权)人：浙江高晟光热发电技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：