发电系统的制作方法

本发明涉及电力领域，更具体地涉及一种发电系统。

背景技术：

目前，利用太阳热能发电已成为太阳能利用的一种重要形式，其原理是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电(这种发电方式被称为太阳能热发电)。按照太阳能采集方式，太阳能热发电可分为三类：太阳能槽式热发电；太阳能塔式热发电；以及太阳能碟式热发电。

太阳能槽式热发电是利用抛物柱面槽式反射镜将太阳热辐射聚焦到管状接收器上，并将管状接收器内的传热工质加热产生过热蒸汽，驱动蒸汽轮机发电。太阳能塔式热发电是利用众多的定日镜将太阳热辐射反射到置于高塔顶部的高温集热器(例如，太阳锅炉)上，加热传热工质产生过热蒸汽，或直接加热高温集热器中的水产生过热蒸汽，驱动蒸汽轮机发电。太阳能碟式热发电是利用曲面聚光反射镜将入射太阳光聚集在焦点处，在焦点处直接放置斯特林发动机发电。

在太阳能槽式热发电和太阳能塔式热发电的情况下，由于只有中高温热能部分可以被转换为电能，而中低温热能部分和低温热能部分无法被利用，所以会造成有太阳热能的极大浪费。

技术实现要素：

本发明提供了一种新颖的发电系统。

根据本发明实施例的发电系统，包括：增压泵；加热器；以及发电机，包括汽涡轮机和电机头。其中，汽涡轮机采用磁悬浮轴承。增压泵对工作流体进行增压并将工作流体传输至加热器，加热器对工作流体进行加 热以使工作流体成为高压高温蒸汽状态，气涡轮机在高压高温蒸汽状态的工作流体的作用下推动电机头转动从而实现发电。

根据本发明实施例的发电系统还包括：冷凝器，其中冷凝器将由发电机传输给其的工作流体冷凝为低压液体，并且将工作流体传输至增压泵。

根据本发明实施例的发电系统还包括：补充气槽；以及压力保护装置，其中压力保护装置在发电系统中的气压高于第一阈值时将一部分工作流体排出发电系统，并且在发电系统中的气压低于第二阈值时将补充气槽中储备的部分或全部工作流体添入发电系统。

在根据本发明实施例的发电系统中，工作流体为二氧化碳。

根据本发明实施例的发电系统还包括：光热聚集装置，其中光热聚集装置利用太阳热能对传热工质进行加热，并将加热后的传热工质传输至加热器用于加热工作流体。

根据本发明实施例的发电系统是有机郎肯循环发电系统。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了根据本发明第一实施例的发电系统的示意图；

图2示出了根据本发明第二实施例的发电系统的示意图；

图3示出了根据本发明第三实施例的发电系统的示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有 示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

图1示出了根据本发明第一实施例的发电系统的示意图。如图1所示，发电系统100包括增压泵102、加热器104、以及发电机106。其中，发电机106包括汽涡轮机1062和电机头1064，汽涡轮机1062采用磁悬浮轴承。

在发电系统100中，增压泵102对工作流体进行增压并将工作流体传输至加热器，加热器104对工作流体进行加热以使工作流体成为高压高温蒸汽状态，气涡轮机1062在高压高温蒸汽状态的工作流体的作用下推动电机头1064转动从而实现发电。

在发电系统100中，由于汽涡轮机1062采用磁悬浮轴承(过去的汽涡轮机一般采用油润滑的轴承，转动速度较低，并且需要经常保养维修)，没有金属之间的接触，所以电机头1062的转动速度比传统发电机中的电机头的转动速度快。因此，发电系统100的发电转换效率高，同时可以长时间不需要任何保养、维修，而能够持续发电。

图2示出了根据本发明第二实施例的发电系统的示意图。如图2所示，发电系统200除了包括增压泵102、加热器104、以及发电机106以外，还包括冷凝器108。其中，冷凝器108将由发电机106传输给其的工作流体冷凝为低压液体，并且将工作流体传输至增压泵102。这样，可以在发电系统200中循环使用工作流体，从而可以节省工作流体的用量。

在发电系统200中，工作流体通过增压泵102增压后在加热器104中吸收外部供应的热能成为高压高温蒸汽状态，对发电机106中的汽涡轮机1062做功推动发电机106中的电机头1064转动从而实现发电；最后工作流体通过冷凝器108冷凝为低压液体，完成一次循环。

在一些实施例中，冷凝器可以利用水作为冷却剂，此时冷却水可以通过冷却水塔将多余的热量散出。在另一些实施例中，在大气温度足够低的情况下，冷凝器也可以利用空气作为冷却剂，以节省水资源。

图3示出了根据本发明第三实施例的发电系统的示意图。如图3所示，发电系统300除了包括增压泵102、加热器104、发电机106、以及冷凝器108以外，还包括补充气槽110、和压力保护装置112。其中，压力 保护装置112在发电系统300中的气压高于第一阈值时将一部分工作流体排出发电系统300，并且在发电系统300中的气压低于第二阈值时将补充气槽110中储备的部分或全部工作流体添入发电系统300。

发电系统300中的增压泵102、加热器104、发电机106、以及冷凝器108的工作过程与结合图2所示的实施例描述的工作过程相同，因此这里不再赘述。

在图3所示的实施例中，压力保护装置112可以维持发电系统300中的压力稳定，以使汽涡轮机1062的膨胀室内产生足够的压力推动涡轮叶片转动以带动电机头1064转动从而实现发电。

在一些实施例中，发电系统100/200/300还可以包括光热聚集装置(图中未示出)。其中，光热聚集装置利用太阳热能对传热工质进行加热，并将加热后的传热工质传输至加热器104用于加热工作流体。在一些实施例中，发电系统100/200/300可以被实现为有机郎肯循环发电系统。

另外，在一些实施例中，发电系统100/200/300可以采用二氧化碳或者其他工业冷媒作为工作流体。当采用二氧化碳作为工作流体时，可以利用温度介于204摄氏度到537摄氏度之间的传热工质来对工作流体进行加热，因此可以大大提高太阳热能的利用效率。

另外，超临界二氧化碳(液态)成本低、无毒、无腐蚀、不燃烧，因此可以改善发电系统的安全性能。再者，在使用二氧化碳作为工作流体时，发电系统的结构比较简单、占用空间较小、并且只需要少量的冷却剂即可实现工作流体的冷却。因此，使用二氧化碳作为工业流体的发电系统的发电成本较低。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。并且，为了简明起见，这里省略对已知部件的详细描述。本领域的技术人员可以在领会本发明的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变部件之间的连接关系。