太阳能联合循环电力系统技术方案

提供了一种联合循环电力系统，其包括至少一个太阳能电站和至少一个回收电站，所述至少一个太阳能电站包括：集中式反射碟，其被配置为集中太阳辐射；太阳能接收器，其被布置并且配置为利用集中的太阳辐射来加热第一工作流体；以及第一涡轮机，其被配置为通过在其中扩张加热的所述第一工作流体来发电，所述至少一个回收电站包括：热回收单元，其被配置为利用第一涡轮机的废热来加热第二工作流体；以及第二涡轮机，其被配置为通过在其中扩张加热的所述第二工作流体来发电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及太阳能联合循环电力系统。
技术介绍
包括第一涡轮机和指定为利用来自第一涡轮机的废热的第二涡轮机的联合循环电力系统是熟知的。通常，该联合循环电力系统包含包括有第一涡轮机的顶循环(topping cycle)，并且可以将第二涡轮机包含在底循环(bottom cycle)中。例如，顶循环可以为开环布雷顿(Brayton)循环或闭环布雷顿循环，并且底循环可以为开环兰金(Rankine)循环或闭环兰金循环。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种联合循环电力系统，其包括 至少一个太阳能电站，其包括〇集中式反射碟，其被配置为集中太阳辐射，〇太阳能接收器，其被布置并且配置为利用集中的太阳辐射来加热第一工作流体，以及〇第一涡轮机，其被配置为通过在其中扩张(expansion)加热的第一工作流体来发电，以及 至少一个回收电站，其包括〇热回收单元，其被配置为利用第一涡轮机的废热来加热第二工作流体，以及〇第二涡轮机，其被配置为通过在其中扩张加热的第二工作流体来发电。热回收单元还可以包括传热流体，其被配置为将废热从太阳能电站传送至回收电站。太阳能电站可以是Brayton循环站并且回收电站可以为Rankine循环站。第一工作流体和第二工作流体各可以从包括空气、水、氦气、熔盐、有机流体和二氧化碳的组中选出。可以将系统配置为将废热引入到至少一个热交换器。此外，还可以将该系统配置为利用从至少一个热交换器排出的余热用于将热能提供给热力系统。此外，系统还可以包括热存储组件，所述热存储组件被配置为选择性地存储至少某些废热。系统还可以包括压缩机，所述压缩机被配置为在第一工作流体进入太阳能接收器之前对其进行压缩。系统可以包括多级压缩机和中间冷却设备，所述多级压缩机至少包括第一压缩机和第二压缩机，所述中间冷却设备被配置为用于在第一压缩机中的压缩之后而在第二压缩机中的压缩之前对第一工作流体进行冷却。第二涡轮机可以包括多级涡轮机。 系统可以包括多个太阳能电站。根据本专利技术的另一方面，提供了一种联合循环电力系统，其包括 至少一个太阳能电站，其包括〇太阳能收集系统，其被配置为利用照射来的太阳辐射来加热第一工作流体；以及〇第一涡轮机，其被配置为用于通过在其中扩张加热的第一工作流体来发电，以及 至少一个回收电站，其包括〇热回收单元，其被配置为利用第一涡轮机的废热来加热第二工作流体，以及〇第二涡轮机，其被配置为用于通过在其中扩张加热的第二工作流体来发电。附图说明根据以下具体的描述并结合附图，将更充分地理解和了解本主题，在附图中图IA和图IB中的每个都是太阳能联合循环电力系统的简化的示意性示图；图2A和图2B中的每个都是太阳能联合循环电力系统的另一示例的简化的示意性示图；图3至图10中的每个都是根据对图IA至图2B中所例示的示例所进行的变型而构建并操作的太阳能联合循环电力系统的简化的示意性示图；以及图IlA和图IlB中的每个都是图IA至图10中所例示的太阳能联合循环电力系统的另选的布局的简化的示意性示图。具体实施例方式在以下描述中，将对本主题的各个方面进行描述。为了解释的目的，为了提供对本主题的彻底理解，对具体的配置和细节进行了阐述。然而，对本领域技术人员还将是明显的是，在不偏离本专利技术的范围的情况下，可以不用本文中所提供的具体细节来实践本主题。此外，为了不混淆对本主题的描述，本描述省略并且/或者简化了某些熟知的特征。如在图IA至图2B中所见，提供了太阳能联合循环电力系统100，其包括太阳能电站102，其构成顶循环系统；以及回收电站104，其构成底循环系统。可以通过太阳能、或太阳能和燃料的组合来驱动太阳能电站102。太阳能电站102可以包括第一涡轮机118，第一涡轮机118被配置为在开环或闭环的Brayton循环中操作。另选地，可以将太阳能电站 102配置为根据任何适合的热动力循环来进行操作。诸如空气、水、氦、熔盐、任何有机流体或二氧化碳的适合的工作流体可以在太阳能电站102内和/或回收电站104内流动以驱动其操作。太阳能电站102与回收电站104相通。例如，回收电站104可以被配置为例如根据水蒸汽开环或闭环Rankine循环、或者有机开环或闭环Rankine循环来进行操作。另选地，回收电站104可以被配置为根据任何适合的热动力循环来进行操作。回收电站104可以从任何数量的太阳能电站102接收热量。例如，十到几百个太阳能电站102可以将热供应给单个回收电站104 (如图IB和2B中所见)，或者供应给多个回收电站104 (如图IlB中所见)。在图IA至图2B中所示的示例中，太阳能电站102根据开环Brayton循环来进行操作，因而包括压缩机110，以允许引入的诸如空气的工作流体在其中流动。在非限制性示例中，引入的空气通常是在大气压力(大约lbar)下的周围空气 (大约 20°C )。被压缩的工作流体在升高的压力下流出压缩机110，到达太阳能接收器120以在其中进行加热。它随后流进可以为燃气轮机的第一涡轮机118，驱动其操作以产生电能。在非限制性示例中，空气在大约250°C的温度和大约4bar的压力下流出压缩机 110。太阳能接收器120可以是指定为通过集中的太阳辐射来对工作流体进行加热的任何适合的太阳能接收器。可以通过任何适合的太阳能收集系统来集中太阳辐射。太阳能收集系统可以包括用于集中太阳辐射的任何适合的设备，例如使用太阳跟踪聚能器，诸如反射碟、喇叭口(trough)、菲涅耳反射器(Fresnel reflector)或定日镜。在图IA至图2B 中所示的示例中，太阳跟踪聚能器是反射碟124。从太阳能接收器120离开的被压缩的工作流体可以在进入涡轮机118之前通过燃烧器1 进一步被加热。提供燃烧器1 是为了确保工作流体以期望的温度到达涡轮机 118，在非限制性示例中，该期望的温度在大约800°C -1100°C的范围内。在引入的太阳辐射不足以将工作流体提高到期望的温度的时段(例如在早晨、傍晚和晚间期间)，可以激活燃烧器口6。可以将燃烧器126串联安装在太阳能接收器120与涡轮机118之间(如图IA和图IB中所示)，或者可以并联安装在太阳能接收器120与涡轮机118之间(如图2A和图 2B中所示)。可以提供控制阀128(图2A)以允许工作流体进入燃烧器1 并且绕过太阳能接收器120或另选地引导工作流体流进太阳能接收器120并且绕过燃烧器126。另外，控制阀 128可以引导工作流体部分地流进太阳能接收器120并且部分地流进燃烧器126。热的工作流体从太阳能接收器120流进涡轮机118，涡轮机118使工作流体扩张并且经由轴134驱动发电机132以从中产生电能。在非限制性示例中，从太阳能接收器120离开的空气的温度大约是1000°C并且压力大约是4bar。应理解的是，虽然在图IA至图2B所示的示例中，经由连接轴136将压缩机110耦接至涡轮机118，但是根据另选的示例，可以省略该连接轴136。扩张的工作流体在降低的温度和压力下从涡轮机118离开。在非限制性示例中， 从涡轮机118离开的空气的温度大约为650°C并且压力大约为lbar。太阳能电站102还包括热交换器140，其可以为任何适合的热交换设备。扩张的工作流体进入热交换器140并且在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种联合循环电力系统，所述联合循环电力系统包括：●至少一个太阳能电站，所述至少一个太阳能电站包括：○集中式反射碟，所述集中式反射碟被配置为集中太阳辐射；○太阳能接收器，所述太阳能接收器被布置并且配置为利用集中的太阳辐射来加热第一工作流体；以及○第一涡轮机，所述第一涡轮机被配置为通过在其中扩张加热的所述第一工作流体来发电；以及●至少一个回收电站，所述至少一个回收电站包括：○热回收单元，所述热回收单元被配置为利用所述第一涡轮机的废热来加热第二工作流体；以及○第二涡轮机，所述第二涡轮机被配置为通过在其中扩张加热的所述第二工作流体来发电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·祖海尔，
申请(专利权)人：曳达研究和发展有限公司，
类型：发明
国别省市：IL