基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统的制作方法
【专利说明】
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型涉及一种以超临界二氧化碳为循环工质的发电系统，尤其涉及一种基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统。
[0003]【【背景技术】】
[0004]塔式太阳能热发电技术已经在全球范围内引起能源领域的广泛兴趣，以熔盐作为传热介质的塔式光热发电系统具有功率大，效率高，储热能力强，运行稳定等优点。典型的塔式熔盐光热发电系统的吸热器安装于聚光塔塔顶，吸热器由吸热管密集排布而成，吸热管长度为7-12米，管径较细，管壁较薄，在运行过程中吸热管容易出现冻堵及过热工况，影响系统的正常运行，且需要高功率的熔盐栗将工质栗送至聚光塔顶，系统自耗电较高。
[0005]传统的太阳能光热电站采用蒸汽工质朗肯循环，熔盐在吸热器升温后进入热熔盐储罐，将热熔盐通过熔盐栗打入蒸汽发生系统和二回路中的水进行换热，产生过热蒸汽推动汽轮机组发电，需要大量的水资源维持电站运行。在我国光资源较好的青海、甘肃、内蒙古、新疆等地区的水资源十分紧缺，采用蒸汽朗肯循环会大量的增加当地水供给负担，在一些沙漠地区甚至无法保证电站运行所需的给水和冷却水。二氧化碳具有合适的临界参数，不需要很高的循环温度就可以达到较高的效率，且具有压缩性好、储量丰富等优点。
[0006]为了提高传统塔式熔盐光热发电系统整体运行的安全性及解决其在一些水资源紧缺地区难以大量推广的难题，本实用新型提出一种基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统，在保证熔盐吸热储热系统安全稳定工作的同时实现电站的无水化运行，为大规模开发我国的光热资源提供技术支持。
[0007]【【实用新型内容】】
[0008]本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足，提供一种安全可靠、高效节水的基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统，该发电系统结合了二次反射太阳能技术和超临界二氧化碳布雷顿循环技术的优点，保证了系统安全稳定的运行，减少了光热电站用水的消耗，提高了系统循环效率，在一些光资源较好，但水资源紧缺的地区具有很大的实际价值。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0010]本实用新型所述的一种基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统，包括二次反射聚光系统、熔盐吸热储能换热系统和超临界二氧化碳发电系统，其中所述的二次反射聚光系统包括定日境场、二次反射塔和吸热器，太阳光线经定日镜场汇聚至二次反射塔，二次反射塔将定日镜场聚焦的太阳光线进行二次聚焦，二次反射塔将太阳光线二次聚焦至吸热器；
[0011]所述的熔盐吸热储能换热系统包括吸热器、热熔盐储罐、冷熔盐储罐和主换热器，吸热器通过管路一与热熔盐罐相连，热熔盐储罐的出口设有热熔盐液下栗，热熔盐液下栗通过管路二与主换热器的一端相连，主换热器的另一端与冷熔盐储罐相连，冷熔盐储罐的出口设有冷熔盐液下栗、冷熔盐液下栗通过管路八与吸热器相连；
[0012]所述的超临界二氧化碳发电系统包括超临界二氧化碳透平、发电机、高温回热器、低温回热器、分流器、主压缩机、再压缩机和汇流器，二氧化碳透平与发电机、再压缩机和主压缩机之间用传动轴连接，其中，超临界二氧化碳透平通过管路四将做功后的超临界二氧化碳流体工质送至高温回热器，经过高温回热器放热后进入低温回热器，低温回热器出口的超临界二氧化碳流体工质经分流器分为两路，一路经由支管路一进入预冷器，另一路经由支管路二输送至再压缩机，预冷器出口的超临界二氧化碳流体工质经管路五输送至主压缩机进行升压，升压后的超临界二氧化碳流体工质经管路六输送至低温回热器，低温回热器出口的超临界二氧化碳流体工质与再压缩机出口经管路七输送的超临界二氧化碳流体工质经汇流器进行混合，混合后的超临界二氧化碳流体工质经汇流器出口进入高温回热器，超临界二氧化碳流体工质经高温回热器升温后通过管路九进入主换热器，在主换热器内，超临界二氧化碳流体工质与熔盐工质进行换热。
[0013]在本实用新型中:所述吸热器的一端通过管路一与热熔盐储罐相连，吸热器的另一端通过管路八与冷熔盐储罐出口处的冷熔盐液下栗相连。
[0014]在本实用新型中:所述的主换热器的一端通过管路三将超临界二氧化碳流体工质输送至超临界二氧化碳透平进行膨胀做功，主换热器的另一端通过管路九与高温回热器相连。
[0015]在本实用新型中:所述的吸热器位于二次反射塔底部水平面中心位置，其高度为3m_7m0
[0016]在本实用新型中:所述的热熔盐储罐和冷熔盐储罐位于同一水平面，且两者的底部处于吸热器水平面之下5m-10m。
[0017]在本实用新型中:所述的超临界二氧化碳发电系统位于吸热器底部水平面之上2m-8m。
[0018]在本实用新型中:所述的二次反射聚光系统包括定日境场和二次反射塔，定日镜场呈环形布置，二次反射塔位于定日镜场中心，经定日镜场和二次反射塔聚光后的太阳光线与水平面夹角为70?90°。
[0019]在本实用新型中:所述的二次反射聚光系统输出的热功率为20MW-100MW。
[0020]采用上述结构后，本实用新型有益效果为:
[0021]1.本实用新型基于二次反射太阳能聚光技术，吸热器位于地面，吸热器及管路不易冻堵，易于维护，减少了运行及维护成本，保障了熔盐吸热器的安全稳定运行；
[0022]2.本实用新型利用超临界二氧化碳布雷顿循环及空气冷却系统，实现了电站的无水化运行，且具有较高的热电转换效率；
[0023]3.本实用新型将二次反射太阳能聚光技术、熔盐储能技术和超临界二氧化碳布雷顿循环技术结合在一起，具有运行安全、稳定、效率高的特点。
[0024]【【附图说明】】
[0025]此处所说明的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中:
[0026]图1是本实用新型的结构示意图。
[0027]图中:1.二次反射聚光系统；2.熔盐吸热储能换热系统；3.超临界二氧化碳发电系统；4.定日镜场；5.二次反射塔；6.太阳光线；7.吸热器；8.管路一；9.热熔盐储罐；10.热熔盐液下栗；11.管路二；12.主换热器；13.冷熔盐储罐；14.冷熔盐液下栗；15.管路三；16.超临界二氧化碳透平；17.发电机；18.管路四；19.高温回热器；20.低温回热器；21.分流器；22.支管路一 ；23.支管路二 ；24.预冷器；25.管路五；26.主压缩机；27.管路六；28.再压缩机；29.管路七；30.汇流器；31、管路九；32.管路八。
[0028]【【具体实施方式】】
[0029]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
[0030]如图1所示，一种基于二次反射聚光吸热技术的超临界二氧化碳发电系统，包括二次反射聚光系统1、熔盐吸热储能换热系统2和超临界二氧化碳发电系3统，其中所述的二次反射聚光系统1包括定日境场4、二次反射塔5，太阳光线6经定日镜场4汇聚至二次反射塔5，二次反射塔5将定日镜场4聚焦的太阳光线6进行二次聚焦，二次反射塔5将太阳光线6 二次聚焦至吸热器7 ;
[0031]所述的熔盐吸热储能换热系统2包括吸热器7、热熔盐储罐9、冷熔盐储罐13和主换热器12，热熔盐储罐9的出口设有热熔盐液下栗10，吸热器7通过管路一 8与热熔盐罐9相连、热熔盐液下栗10通过管路二 11与主换热器12的一端相连，主换热器12的另一端与冷熔盐储罐13相连，冷熔盐储罐13的出口设有冷熔盐液下栗14，冷熔盐液下栗14通过管路八32与吸热器7相连；
[0032]所述的超临界二氧化碳发电系统3包括超临界二氧化碳透平16、发电机17、高温回热器19、低温回热器20、分流器21、主压缩机26、再压缩机28和汇流器30，二氧化碳透平16与发电机17、再压缩机28和主压缩机26之间用传动轴连接，其中，超临界二氧化碳透平16通过管路四18将做功后的超临界二氧化碳流体工质送至高温回热器19，经过高温回热器19放热后进入低温回热器20，低温回热器20出口的超临界二氧化碳流体工质经分流器21分为两路，一路经由支管路一 22进入预冷器24，另一路经由支管路二 23输送至再压缩机28，预冷器24出口的超临界二氧化碳流体工质经管路五25输送至主压缩26机进行升压，升压后的超临界二氧化碳流体工质经管路六27输送至低