本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，更具體地涉及一種發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，利用太陽熱能發(fā)電已成為太陽能利用的一種重要形式，其原理是通過聚集太陽輻射獲得熱能，將熱能轉(zhuǎn)化成高溫蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機來發(fā)電(這種發(fā)電方式被稱為太陽能熱發(fā)電)。按照太陽能采集方式，太陽能熱發(fā)電可分為三類：太陽能槽式熱發(fā)電；太陽能塔式熱發(fā)電；以及太陽能碟式熱發(fā)電。

太陽能槽式熱發(fā)電是利用拋物柱面槽式反射鏡將太陽熱輻射聚焦到管狀接收器上，并將管狀接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動蒸汽輪機發(fā)電。太陽能塔式熱發(fā)電是利用眾多的定日鏡將太陽熱輻射反射到置于高塔頂部的高溫集熱器(例如，太陽鍋爐)上，加熱傳熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，或直接加熱高溫集熱器中的水產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動蒸汽輪機發(fā)電。太陽能碟式熱發(fā)電是利用曲面聚光反射鏡將入射太陽光聚集在焦點處，在焦點處直接放置斯特林發(fā)動機發(fā)電。

在太陽能槽式熱發(fā)電和太陽能塔式熱發(fā)電的情況下，由于只有中高溫?zé)崮懿糠挚梢员晦D(zhuǎn)換為電能，而中低溫?zé)崮懿糠趾偷蜏責(zé)崮懿糠譄o法被利用，所以會造成有太陽熱能的極大浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種新穎的發(fā)電系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電系統(tǒng)，包括：增壓泵；加熱器；以及發(fā)電機，包括汽渦輪機和電機頭。其中，汽渦輪機采用磁懸浮軸承。增壓泵對工作流體進(jìn)行增壓并將工作流體傳輸至加熱器，加熱器對工作流體進(jìn)行加 熱以使工作流體成為高壓高溫蒸汽狀態(tài)，氣渦輪機在高壓高溫蒸汽狀態(tài)的工作流體的作用下推動電機頭轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)發(fā)電。

根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電系統(tǒng)還包括：冷凝器，其中冷凝器將由發(fā)電機傳輸給其的工作流體冷凝為低壓液體，并且將工作流體傳輸至增壓泵。

根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電系統(tǒng)還包括：補充氣槽；以及壓力保護裝置，其中壓力保護裝置在發(fā)電系統(tǒng)中的氣壓高于第一閾值時將一部分工作流體排出發(fā)電系統(tǒng)，并且在發(fā)電系統(tǒng)中的氣壓低于第二閾值時將補充氣槽中儲備的部分或全部工作流體添入發(fā)電系統(tǒng)。

在根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電系統(tǒng)中，工作流體為二氧化碳。

根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電系統(tǒng)還包括：光熱聚集裝置，其中光熱聚集裝置利用太陽熱能對傳熱工質(zhì)進(jìn)行加熱，并將加熱后的傳熱工質(zhì)傳輸至加熱器用于加熱工作流體。

根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)電系統(tǒng)是有機郎肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

附圖說明

從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個方面的特征和示例性實施例。在下面的詳細(xì)描述中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明的更好的理解。本發(fā)明決不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了元素、部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。在附圖和下面的描述中，沒有 示出公知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便避免對本發(fā)明造成不必要的模糊。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，發(fā)電系統(tǒng)100包括增壓泵102、加熱器104、以及發(fā)電機106。其中，發(fā)電機106包括汽渦輪機1062和電機頭1064，汽渦輪機1062采用磁懸浮軸承。

在發(fā)電系統(tǒng)100中，增壓泵102對工作流體進(jìn)行增壓并將工作流體傳輸至加熱器，加熱器104對工作流體進(jìn)行加熱以使工作流體成為高壓高溫蒸汽狀態(tài)，氣渦輪機1062在高壓高溫蒸汽狀態(tài)的工作流體的作用下推動電機頭1064轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)發(fā)電。

在發(fā)電系統(tǒng)100中，由于汽渦輪機1062采用磁懸浮軸承(過去的汽渦輪機一般采用油潤滑的軸承，轉(zhuǎn)動速度較低，并且需要經(jīng)常保養(yǎng)維修)，沒有金屬之間的接觸，所以電機頭1062的轉(zhuǎn)動速度比傳統(tǒng)發(fā)電機中的電機頭的轉(zhuǎn)動速度快。因此，發(fā)電系統(tǒng)100的發(fā)電轉(zhuǎn)換效率高，同時可以長時間不需要任何保養(yǎng)、維修，而能夠持續(xù)發(fā)電。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，發(fā)電系統(tǒng)200除了包括增壓泵102、加熱器104、以及發(fā)電機106以外，還包括冷凝器108。其中，冷凝器108將由發(fā)電機106傳輸給其的工作流體冷凝為低壓液體，并且將工作流體傳輸至增壓泵102。這樣，可以在發(fā)電系統(tǒng)200中循環(huán)使用工作流體，從而可以節(jié)省工作流體的用量。

在發(fā)電系統(tǒng)200中，工作流體通過增壓泵102增壓后在加熱器104中吸收外部供應(yīng)的熱能成為高壓高溫蒸汽狀態(tài)，對發(fā)電機106中的汽渦輪機1062做功推動發(fā)電機106中的電機頭1064轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)發(fā)電；最后工作流體通過冷凝器108冷凝為低壓液體，完成一次循環(huán)。

在一些實施例中，冷凝器可以利用水作為冷卻劑，此時冷卻水可以通過冷卻水塔將多余的熱量散出。在另一些實施例中，在大氣溫度足夠低的情況下，冷凝器也可以利用空氣作為冷卻劑，以節(jié)省水資源。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。如圖3所示，發(fā)電系統(tǒng)300除了包括增壓泵102、加熱器104、發(fā)電機106、以及冷凝器108以外，還包括補充氣槽110、和壓力保護裝置112。其中，壓力 保護裝置112在發(fā)電系統(tǒng)300中的氣壓高于第一閾值時將一部分工作流體排出發(fā)電系統(tǒng)300，并且在發(fā)電系統(tǒng)300中的氣壓低于第二閾值時將補充氣槽110中儲備的部分或全部工作流體添入發(fā)電系統(tǒng)300。

發(fā)電系統(tǒng)300中的增壓泵102、加熱器104、發(fā)電機106、以及冷凝器108的工作過程與結(jié)合圖2所示的實施例描述的工作過程相同，因此這里不再贅述。

在圖3所示的實施例中，壓力保護裝置112可以維持發(fā)電系統(tǒng)300中的壓力穩(wěn)定，以使汽渦輪機1062的膨脹室內(nèi)產(chǎn)生足夠的壓力推動渦輪葉片轉(zhuǎn)動以帶動電機頭1064轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)發(fā)電。

在一些實施例中，發(fā)電系統(tǒng)100/200/300還可以包括光熱聚集裝置(圖中未示出)。其中，光熱聚集裝置利用太陽熱能對傳熱工質(zhì)進(jìn)行加熱，并將加熱后的傳熱工質(zhì)傳輸至加熱器104用于加熱工作流體。在一些實施例中，發(fā)電系統(tǒng)100/200/300可以被實現(xiàn)為有機郎肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

另外，在一些實施例中，發(fā)電系統(tǒng)100/200/300可以采用二氧化碳或者其他工業(yè)冷媒作為工作流體。當(dāng)采用二氧化碳作為工作流體時，可以利用溫度介于204攝氏度到537攝氏度之間的傳熱工質(zhì)來對工作流體進(jìn)行加熱，因此可以大大提高太陽熱能的利用效率。

另外，超臨界二氧化碳(液態(tài))成本低、無毒、無腐蝕、不燃燒，因此可以改善發(fā)電系統(tǒng)的安全性能。再者，在使用二氧化碳作為工作流體時，發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單、占用空間較小、并且只需要少量的冷卻劑即可實現(xiàn)工作流體的冷卻。因此，使用二氧化碳作為工業(yè)流體的發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電成本較低。

需要明確的是，本發(fā)明并不局限于上文所描述并在圖中示出的特定配置和處理。并且，為了簡明起見，這里省略對已知部件的詳細(xì)描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在領(lǐng)會本發(fā)明的精神之后，作出各種改變、修改和添加，或者改變部件之間的連接關(guān)系。