一种太阳能二次升温sCO2热发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能二次升温sCO2热发电系统，包括聚光集热系统、第一换热系统、二次升温系统、第二换热系统和sCO2发电系统。采用聚光集热系统为吸热介质一次升温，吸热介质的热量通过第一换热系统传递给储热介质，实现了储热介质第一次加热，然后再利用二次升温系统为储热介质第二次加热，该系统通过两次升温，更高温度的储热介质与sCO2换热，产生满足sCO2发电需求的进气参数，再利用sCO2发电系统更高发电效率的特性，有利于提高光热电站整体发电效率(提升20％以上)，提高光热电站的发电量与经济效益。量与经济效益。量与经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能二次升温sCO2热发电系统


[0001]本专利技术属于太阳能热发电领域，尤其涉及一种太阳能二次升温sCO2热发电系统。

技术介绍

[0002]随着全球经济的快速发展，人类对能源的需求量越来越大，而传统化石能源等日益枯竭，世界各国的经济发展越来越受制于能源的开发利用，太阳能作为一种可再生、清洁无污染的能源，近年来愈发受到关注和重视。
[0003]太阳能热发电作为太阳能利用的一种形式，具有清洁、高效、可调度的特征，即可作为一种基荷电源为电网提供基础负荷，又可作为一种调峰电源为电网提供调峰、调频服务，是一种环境友好型、电网友好型发电系统。传统太阳能热发电方式按照太阳能采集方式可划分为塔式太阳能热发电技术、槽式太阳能热发电技术、线性菲涅尔式太阳能热发电技术和碟式太阳能热发电技术。
[0004]光
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电转换效率作为太阳能热发电的一项重要指标，在目前太阳能热发电投资成本居高不下的情况下，有效提高光
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电转换效率，对电站技术经济效率的提升具有明显的有益效果。传统太阳能热发电方式受技术、材料、工艺等方面的限制，其吸热、储热介质最高温度可达到约560℃，100MW级项目使用传统蒸汽轮发电机组，效率最高可达约45.5％。但该效率还不是汽轮发电机组的最高效率，若吸热、储热介质温度达到700℃以上，使用sCO2(超临界二氧化碳)发电机组的发电效率可高达55％以上，这将极大程度上提高电站的光
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电转换效率，从而提高电站经济效益。但是目前的太阳能发电站的储热介质温度达不到sCO2发电机组发电高效率的所需温度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种太阳能二次升温sCO2热发电系统，采用聚光集热系统为吸热介质一次升温，吸热介质的热量通过第一换热系统传递给储热介质，实现了储热介质第一次加热，然后再利用二次升温系统为储热介质第二次加热，通过连续两次升温，更高温度的储热介质与sCO2换热，产生满足sCO2发电需求的进气参数，增大sCO2发电机组的发电效率，进而极大程度上提高电站的光
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电转换效率，从而提高电站经济效益。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种太阳能二次升温sCO2热发电系统，包括聚光集热系统、第一换热系统、二次升温系统、第二换热系统和sCO2发电系统；
[0008]所述聚光集热系统的输出端与所述第一换热系统的吸热介质输入端连通，所述二次升温系统的输入端与所述第一换热系统的储热介质输出端连通，所述聚光集热系统用于加热吸热介质，所述第一换热系统用于将所述吸热介质的热量传递给储热介质，所述二次升温系统用于再次加热所述储热介质；
[0009]所述二次升温系统的输出端与所述第二换热系统的储热介质输入端连通，所述
sCO2发电系统通过二氧化碳工质输送管道与所述第二换热系统的二氧化碳工质输入端连通，所述第二换热系统用于将所述储热介质的热量传递给二氧化碳工质，所述sCO2发电系统利用加热后的所述二氧化碳工质发电。
[0010]该系统的主要工作过程为：聚光集热系统利用太阳能辐射能，将吸热介质进行一次升温，再利用第一换热系统将吸热介质和储热介质进行换热，吸热介质回到聚光集热系统中接收太阳能辐射能；换热后的储热介质再利用二次升温系统进行二次升温，然后再利用第二换热系统将储热介质与sCO2换热，最后利用sCO2发电系统发电。
[0011]该系统通过两次升温，使用二次升温后，更高温度的储热介质与sCO2换热，产生满足sCO2发电需求的进气参数，再利用sCO2发电系统更高发电效率的特性，有利于提高光热电站整体发电效率(提升20％以上)，提高光热电站的发电量与经济效益。
[0012]本专利技术一优选实施方式，所述二次升温系统的能源来源于光伏电、风电、谷电或弃电中的任意一种或其混合。
[0013]二次升温系统的能源来源，一方面有利于提高光伏、风电、谷电的消纳能力；另一方面，通过储热介质的二次升温，产生满足sCO2发电需求的进气参数，sCO2发电技术，有利于提高电站整体发电效率(提升20％以上)，提高电站的发电量与经济效益。
[0014]本专利技术一优选实施方式，所述太阳能二次升温sCO2热发电系统还包括储热介质储存系统，所述储热介质储存系统包括储热介质高温罐和储热介质低温罐，
[0015]在引入储热介质储存系统的情况下，第二换热系统的储热介质输出端与二次升温系统的连通有如下两种方式：
[0016]第一种，所述第一换热系统的储热介质输出端通过所述第一储热介质输送管道与所述二次升温系统的输入端连通，所述二次升温系统的输出端通过第二储热介质输送管道与所述储热介质高温罐的输入端连通，所述储热介质高温罐的输出端通过第三储热介质输送管道与所述第二换热系统的储热介质输入端连通，所述第二换热系统的储热介质输出端通过第四储热介质输送管道与所述储热介质低温罐的输入端连通，所述储热介质低温罐的输出端通过第五储热介质输送管道与所述第一换热系统的储热介质输入端连通。
[0017]第二种，所述太阳能二次升温sCO2热发电系统还包括储热介质储存系统，所述储热介质储存系统包括储热介质高温罐和储热介质低温罐，
[0018]所述第一换热系统的储热介质输出端通过第一储热介质输送管道与所述储热介质高温罐的第一输入端连通，所述储热介质高温罐的第一输出端通过第二储热介质输送管道与所述第二换热系统的储热介质输入端连通，所述第二换热系统的储热介质输出端通过第三储热介质输送管道与所述储热介质低温罐的输入端连通，所述储热介质低温罐的输出端通过第四储热介质输送管道与所述第一换热系统的储热介质输入端连通；
[0019]所述储热介质高温罐的第二输出端还通过第五储热介质输送管道与所述二次升温系统的输入端连通，所述二次升温系统的输出端通过第六储热介质输送管道与所述储热介质高温罐的第二输入端连通。
[0020]本专利技术一优选实施方式，所述储热介质为NaCl、KCl和MgCl2的混合物或固体颗粒的高温储热介质。
[0021]本专利技术一优选实施方式，所述太阳能二次升温sCO2热发电系统还包括吸热介质储存系统，所述吸热介质储存系统包括吸热介质高温罐和吸热介质低温罐；
[0022]所述聚光集热系统的输出端通过第一吸热介质输送管道与所述吸热介质高温罐的输入端连通，所述吸热介质高温罐的输出端通过第二吸热介质输送管道与第一换热系统的吸热介质输入端连通，所述第一换热系统的吸热介质输出端通过第三吸热介质输送管道与所述吸热介质低温罐的输入端连通，所述吸热介质低温罐的输出端通过第四吸热介质输送管道与所述聚光集热系统的输入端连通。
[0023]本专利技术一优选实施方式，聚光集热系统和吸热介质储存系统，与传统太阳能热发电技术一致，是一种成熟度高、可靠性高的清洁发电技术，有利于降低系统的技术难度和风险，因此所述聚光集热系统可以为塔式、槽式、蝶式或线性菲涅尔聚光集热系统的任一种或其混合。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能二次升温sCO2热发电系统，其特征在于，包括聚光集热系统、第一换热系统、二次升温系统、第二换热系统和sCO2发电系统；所述聚光集热系统的输出端与所述第一换热系统的吸热介质输入端连通，所述二次升温系统的输入端与所述第一换热系统的储热介质输出端连通，所述聚光集热系统用于加热吸热介质，所述第一换热系统用于将所述吸热介质的热量传递给储热介质，所述二次升温系统用于再次加热所述储热介质；所述二次升温系统的输出端与所述第二换热系统的储热介质输入端连通，所述sCO2发电系统通过二氧化碳工质输送管道与所述第二换热系统的二氧化碳工质输入端连通，所述第二换热系统用于将所述储热介质的热量传递给二氧化碳工质，所述sCO2发电系统利用加热后的所述二氧化碳工质发电。2.根据权利要求1所述的太阳能二次升温sCO2热发电系统，其特征在于，所述二次升温系统的能源来源于光伏电、风电、谷电或弃电中的任意一种或其混合。3.根据权利要求1所述的太阳能二次升温sCO2热发电系统，其特征在于，所述太阳能二次升温sCO2热发电系统还包括储热介质储存系统，所述储热介质储存系统包括储热介质高温罐和储热介质低温罐，所述第一换热系统的储热介质输出端通过所述第一储热介质输送管道与所述二次升温系统的输入端连通，所述二次升温系统的输出端通过第二储热介质输送管道与所述储热介质高温罐的输入端连通，所述储热介质高温罐的输出端通过第三储热介质输送管道与所述第二换热系统的储热介质输入端连通，所述第二换热系统的储热介质输出端通过第四储热介质输送管道与所述储热介质低温罐的输入端连通，所述储热介质低温罐的输出端通过第五储热介质输送管道与所述第一换热系统的储热介质输入端连通。4.根据权利要求1所述的太阳能二次升温sCO2热发电系统，其特征在于，所述太阳能二次升温sCO2热发电系统还包括储热介质储存系统，所述储热介质储存系统包括储热介质高温罐和储热介质低温罐，所述第一换热系统的储热介质输出端通过第一储热介质输送管道与所述储热介质高温罐的第一输入端连通，所述储热介质高温罐的第一输出端通过第二储热介质输送管道与所述第二换热系统的储热介质输入端连通，所述第二换热系统的储热介质输出端通过第三储热介质输送管道与所述储...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，李晓波，宓霄凌，杨都堂，
申请(专利权)人：浙江可胜技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：