本發(fā)明多模槽式太陽能熱發(fā)電裝置選擇燃?xì)饣パa(bǔ)儲熱、兩罐或單罐儲熱新技術(shù)，以及與朗肯蒸汽、超臨界布雷頓、空氣布雷頓等不同類型動力機(jī)組有機(jī)結(jié)合，同時兼顧太陽能和其他可再生能源互補(bǔ)，盡可能選擇與國內(nèi)自然地理環(huán)境相適應(yīng)的傳熱儲熱介質(zhì)、固體填充儲熱技術(shù)和適宜的熱發(fā)電技術(shù)，在簡化結(jié)構(gòu)、降低成本、延長發(fā)電時數(shù)、擴(kuò)大使用范圍，減少硬件投資上提出了全新的技術(shù)路線。該裝置屬太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2016年9月1日中國政府公布了太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目標(biāo)桿電價，其后公布了示范項(xiàng)目名單。示范項(xiàng)目大都集中在中國西北部，而這些地區(qū)的DNI均在2000或其以下，且臨近北緯40度線，個別項(xiàng)目甚至超過該緯度，這在全世界已有的電站選址中是不曾有過的。在這些項(xiàng)目中包含了傳統(tǒng)的槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)，也包括塔式、菲涅爾式，還有自行發(fā)明的別具特色的聚光技術(shù)。從公開的信息獲知所使用的槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)均為30年前的傳統(tǒng)技術(shù)，該技術(shù)至今沒有大的突破，其構(gòu)造復(fù)雜，硬件設(shè)備多，初始投資居高不下，如果不對其做重大技術(shù)改進(jìn)，面對中國不太豐沛的光熱資源很難實(shí)現(xiàn)政府規(guī)劃和企業(yè)預(yù)期。為此必須對傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，使其適合中國特殊的自然地理環(huán)境，特別是通過減少硬件設(shè)備投資，提高熱循環(huán)效率，最終實(shí)現(xiàn)降低初始投資和發(fā)電成本的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是對中國專利201110262876.X、201110343277.0、201310180460.2、201410123275.X、201510033477.4和201610512003.2進(jìn)行的改進(jìn)，在保留原有技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過多能互補(bǔ)、改進(jìn)儲熱設(shè)備構(gòu)造、簡化系統(tǒng)硬件、提升發(fā)電效率和延長發(fā)電時數(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性和生存能力，實(shí)現(xiàn)槽式太陽能熱發(fā)電效率及成本最優(yōu)化。

本發(fā)明是通過以下不同技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

1、多模槽式太陽能熱發(fā)電裝置包括拋物槽聚光陣列、兩罐儲熱裝置即熱罐和冷罐、開式燃?xì)獠祭最D發(fā)電補(bǔ)熱裝置、轉(zhuǎn)換閥、壓力泵、蒸發(fā)器；傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器；傳熱介質(zhì)、儲熱介質(zhì)；電力加熱裝置；動力工質(zhì)；冷凝器，空氣冷卻裝置，儲氣罐，動力發(fā)電機(jī)組，聚光陣列跟蹤和發(fā)電控制裝置，主要特征在于：拋物槽聚光陣列通過傳輸管線和轉(zhuǎn)換閥連接設(shè)置在開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電余熱排氣管道內(nèi)的傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器進(jìn)口；轉(zhuǎn)換閥另一端和傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器出口同時連接儲熱罐熱罐進(jìn)口，儲熱罐熱罐出口連接蒸發(fā)器進(jìn)口，蒸發(fā)器出口連接儲熱罐冷罐進(jìn)口，出口連接壓力泵，壓力泵出口連接拋物槽聚光陣列進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)；蒸發(fā)器另一端出口連接動力發(fā)電機(jī)組渦輪機(jī)進(jìn)氣口；渦輪機(jī)出氣口連接冷凝器，冷凝器出口連接壓力泵，或經(jīng)汽水分離裝置連接壓力泵，壓力泵輸出端連接蒸發(fā)器進(jìn)口，構(gòu)成完整的熱發(fā)電循環(huán)；

1)所述動力發(fā)電機(jī)組為蒸汽朗肯、卡琳娜循環(huán)或有機(jī)朗肯熱發(fā)電機(jī)組；

2)所述冷凝器選擇空氣冷卻裝置，或采用水冷設(shè)備；

3)所述開式燃?xì)獠祭最D補(bǔ)熱發(fā)電裝置的實(shí)際運(yùn)行發(fā)電功率應(yīng)在槽式太陽能熱發(fā)電站發(fā)電總功率的5％至50％之間進(jìn)行選擇；

4)所述開式燃?xì)獠祭最D補(bǔ)熱發(fā)電裝置使用的動力工質(zhì)為烷烴類氣體如生物質(zhì)氣化氣、沼氣、煤制氣、天然氣、可燃冰氣、液化石油氣；或醇類燃料如甲醇、乙醇、二甲醚；或燃油如柴油、汽油、煤油；

5)所述兩罐儲熱裝置是指熱罐或冷罐儲熱容器，其熱罐內(nèi)部或設(shè)置陶瓷蜂窩固體儲熱裝置；固體儲熱介質(zhì)及容器可減少導(dǎo)熱油或熔鹽使用量，并提高儲熱效率；固體儲熱介質(zhì)或選擇玻璃、陶瓷、石墨、水泥塊、花崗巖、玄武巖、火成巖、石英巖、金屬冶煉廢渣，回收廢舊鋁、硅制品或經(jīng)混合兼具比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)良好的固體儲熱介質(zhì)，放置在固體儲熱容器內(nèi)；固體儲熱容器采用特種陶瓷或耐腐蝕金屬材料制作，為圓柱體、長方體、環(huán)形體，固體儲熱容器外壁設(shè)傳熱介質(zhì)流通孔洞，孔洞直徑以小于所選擇的最小固體儲熱介質(zhì)體積為限；為降低造價，冷儲罐為液體儲罐，其容積僅保證熱循環(huán)傳熱介質(zhì)需要，體積明顯小于熱儲罐；

6)所述電力加熱裝置設(shè)置在熱罐中，熔鹽注入熱罐后應(yīng)采用電力加熱使其熱溶；電站運(yùn)行前應(yīng)首先開啟燃?xì)獠祭最D補(bǔ)熱發(fā)電裝置，運(yùn)用電站自身電力熱溶導(dǎo)熱油或熔鹽，相比采用燃?xì)馊芙飧鼮橛欣?；或在開式燃?xì)獠祭最D補(bǔ)熱發(fā)電裝置另設(shè)專為熱解熔鹽的通風(fēng)管道，利用高溫余熱熱解熔鹽；

7)所述傳熱介質(zhì)選擇高溫?zé)o壓液體如導(dǎo)熱油，或低結(jié)晶點(diǎn)如60-140度、高氣化點(diǎn)560-650度熔鹽，或在其中添加微量粉體石墨烯材料以提高導(dǎo)熱特性，同時確保線聚焦太陽能集熱管使用安全，減少系統(tǒng)電伴熱材料用量。

2、所述多模槽式太陽能熱發(fā)電裝置包括拋物槽聚光陣列、兩罐儲熱裝置即熱罐和冷罐、開式燃?xì)獠祭最D發(fā)電補(bǔ)熱裝置、轉(zhuǎn)換閥、壓力泵、蒸發(fā)器、傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器；傳熱介質(zhì)、儲熱介質(zhì)；電力加熱裝置；動力工質(zhì)，儲氣罐；冷凝器、空氣冷卻裝置；閉式超臨界布雷頓動力發(fā)電機(jī)組，壓氣機(jī)，補(bǔ)熱器、聚光陣列跟蹤和發(fā)電控制裝置，主要特征在于：拋物槽聚光陣列通過傳輸管線和轉(zhuǎn)換閥連接設(shè)置在開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電余熱排氣管道內(nèi)的傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器進(jìn)口；轉(zhuǎn)換閥另一端和傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器出口同時連接儲熱罐熱罐進(jìn)口，儲熱罐熱罐出口連接蒸發(fā)器進(jìn)口，蒸發(fā)器出口連接儲熱罐冷罐進(jìn)口，出口連接壓力泵，壓力泵出口連接拋物槽聚光陣列進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)；蒸發(fā)器另一端出口連接閉式超臨界布雷頓循環(huán)動力渦輪機(jī)進(jìn)氣口；渦輪機(jī)出氣口連接補(bǔ)熱器進(jìn)口，出口連接冷凝器進(jìn)口，冷凝器出口連接壓氣機(jī)進(jìn)口，壓氣機(jī)出口連接另一端補(bǔ)熱器進(jìn)口，補(bǔ)熱器出口連接蒸發(fā)器進(jìn)口，構(gòu)成完整的閉式超臨界布雷頓動力發(fā)電循環(huán)；

1)所述閉式超臨界布雷頓循環(huán)熱發(fā)電選擇臨界點(diǎn)低的動力工質(zhì)氣體，可分別選取二氧化碳?xì)?、一氧化氮?dú)狻⒌獨(dú)?、氦氣?/p>

2)所述兩罐儲熱裝置是指熱罐或冷罐儲熱容器，如前所述，其熱罐內(nèi)部或設(shè)置陶瓷蜂窩固體儲熱裝置；固體儲熱介質(zhì)及容器可減少導(dǎo)熱油或熔鹽使用量，并提高儲熱密度和效率；為降低造價，冷儲罐為液體儲罐，其容積大小僅保證熱循環(huán)傳熱介質(zhì)需要，體積明顯小于熱儲罐。

3、多模槽式太陽能熱發(fā)電裝置包括拋物槽聚光陣列、單罐儲熱裝置、開式燃?xì)獠祭最D發(fā)電補(bǔ)熱裝置、轉(zhuǎn)換閥、壓力泵、換熱器、傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器；傳熱介質(zhì)、儲熱介質(zhì)；電力加熱裝置；動力工質(zhì)；儲氣罐；開式高溫空氣布雷頓動力發(fā)電機(jī)組，壓氣機(jī)，補(bǔ)熱器、聚光陣列跟蹤和發(fā)電控制裝置，主要特征在于：拋物槽聚光陣列通過傳輸管線和轉(zhuǎn)換閥連接設(shè)置在開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電余熱排氣管道內(nèi)的傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器進(jìn)口；轉(zhuǎn)換閥另一端和傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器出口同時連接高溫段儲熱罐進(jìn)口，高溫段儲熱罐出口連接換熱器進(jìn)口，換熱器出口連接儲熱罐冷段進(jìn)口，儲熱罐冷段另一出口連接壓力泵進(jìn)口，壓力泵出口連接拋物槽聚光陣列進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)；換熱器另一端出口連接開式高溫空氣布雷頓渦輪機(jī)進(jìn)氣口；渦輪機(jī)出氣口連接補(bǔ)熱器進(jìn)口，補(bǔ)熱器一側(cè)出口為氣體排放口；補(bǔ)熱器另一邊進(jìn)口為空氣進(jìn)口，補(bǔ)熱器出口連接壓氣機(jī)進(jìn)口，壓氣機(jī)出口連接換熱器進(jìn)口，構(gòu)成完整的開式高溫空氣布雷頓動力發(fā)電循環(huán)；

由于開式高溫空氣布雷頓渦輪機(jī)不需要冷凝設(shè)備，其工況溫度可適當(dāng)降低，以便于選擇成本較低的金屬材料制作渦輪透平；但該技術(shù)能否被選取其關(guān)鍵是規(guī)模和效率，目前僅見美國Wilson TurboPower Inc和MIT有報道研發(fā)空氣陶瓷渦輪透平，但最大功率僅100千瓦，因此需開發(fā)更大功率的開式高溫空氣布雷頓渦輪機(jī)才有可能實(shí)施；

1)所述單罐儲熱裝置內(nèi)設(shè)置陶瓷蜂窩固體儲熱裝置；固體儲熱介質(zhì)及容器可減少導(dǎo)熱油或熔鹽使用量，并提高儲熱效率；固體儲熱介質(zhì)或選擇玻璃、陶瓷、石墨、水泥塊、花崗巖、玄武巖、火成巖、石英巖、金屬冶煉廢渣、回收廢舊鋁、硅制品或經(jīng)混合兼具比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)良好的固體儲熱介質(zhì)，放置在單罐儲熱裝置固體儲熱容器內(nèi)；固體儲熱容器采用特種陶瓷或耐腐蝕金屬材料制作，為圓柱體、長方體、環(huán)形體，固體儲熱容器外壁設(shè)傳熱介質(zhì)流通孔洞，便于傳熱介質(zhì)流通，孔洞直徑以小于所選擇的最小固體儲熱介質(zhì)體積為限；

2)所述儲氣罐存放烷烴類氣體如生物質(zhì)氣化氣、沼氣、煤制氣、天然氣、可燃冰氣、液化石油氣；或連接生物制氣發(fā)生器；

3)所述電力加熱裝置設(shè)置在儲熱罐中，接收來自風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、水電等無法進(jìn)入電網(wǎng)的棄電，或者電網(wǎng)過載電力、甚至低谷電，以替代開式燃?xì)獠祭最D發(fā)電補(bǔ)熱裝置為儲熱罐補(bǔ)熱。

4、所述多模槽式太陽能熱發(fā)電裝置包括拋物槽聚光陣列、動力工質(zhì)、傳熱工質(zhì)、傳輸管線、燃燒室、空氣進(jìn)口、開式和閉式布雷頓熱發(fā)電裝置、壓氣泵、蒸發(fā)器、補(bǔ)熱器、儲熱罐、冷凝器、空氣冷卻裝置，儲氣罐、有機(jī)郎肯發(fā)電裝置，聚光陣列跟蹤和發(fā)電控制裝置；主要特征在于：拋物槽聚光陣列通過傳輸管線連接太陽能供給側(cè)單罐儲熱罐進(jìn)口，太陽能供給側(cè)儲熱罐出口連接壓力泵，壓力泵出口連接拋物槽聚光陣列進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)；蒸發(fā)器設(shè)置在儲熱罐內(nèi)，其一端為動力循環(huán)發(fā)電側(cè)進(jìn)出口，蒸發(fā)器出口連接動力渦輪機(jī)進(jìn)氣口，渦輪機(jī)出氣口連接補(bǔ)熱器進(jìn)口，出口連接冷凝器進(jìn)口，冷凝器出口連接壓氣機(jī)進(jìn)口，壓氣機(jī)出口連接補(bǔ)熱器另一端進(jìn)口，補(bǔ)熱器出口連接蒸發(fā)器進(jìn)口，構(gòu)成完整的超臨界布雷頓熱發(fā)電循環(huán)；另一組開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電裝置或使其成為同軸、具有兩組渦輪機(jī)和壓氣機(jī)的新型布雷頓熱發(fā)電裝置；開式布雷頓循環(huán)熱發(fā)電排氣端出口連接單罐儲熱罐專門設(shè)置的傳熱管道為儲熱罐補(bǔ)熱；兩套布雷頓發(fā)電裝置可同時聯(lián)合運(yùn)行發(fā)電，或根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)運(yùn)行；為實(shí)現(xiàn)熱能梯級利用，在冷凝器冷凝一側(cè)的進(jìn)出口端連接有機(jī)郎肯熱發(fā)電裝置，進(jìn)一步提高系統(tǒng)熱利用效率；或設(shè)置空氣冷卻裝置；

1)所述開式布雷頓熱發(fā)電裝置使用燃?xì)鈩恿べ|(zhì)為烷烴類氣體如生物質(zhì)氣化氣、沼氣、煤制氣、天然氣、可燃冰氣、液化石油氣；或醇類燃料如甲醇、乙醇、二甲醚；或燃油如柴油、汽油、煤油；

2)所述閉式超臨界布雷頓循環(huán)熱發(fā)電動力工質(zhì)可選擇低臨界點(diǎn)氣體，分別選取二氧化碳?xì)?、一氧化氮?dú)?、氮?dú)狻⒑猓?/p>

3)所述儲熱罐為兩進(jìn)兩出端口設(shè)計，或冷端一側(cè)共用一個端口；該儲熱罐利用傳熱介質(zhì)屬性在罐體內(nèi)上下自然分為熱段和冷段；其內(nèi)部或設(shè)置固體儲熱裝置和蒸發(fā)器，以增加儲熱密度和容量，減少蒸發(fā)換熱器數(shù)量；儲熱罐內(nèi)設(shè)置陶瓷蜂窩固體儲熱裝置；固體儲熱介質(zhì)及容器可減少導(dǎo)熱油或熔鹽使用量，并提高儲熱效率；固體儲熱介質(zhì)或選擇玻璃、陶瓷、石墨、水泥塊、花崗巖、玄武巖、火成巖、石英巖、金屬冶煉廢渣、回收廢舊鋁、硅制品或經(jīng)混合兼具比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)良好的固體儲熱介質(zhì)，放置在單罐儲熱裝置固體儲熱容器內(nèi)；固體儲熱容器采用特種陶瓷或耐腐蝕金屬材料制作，為圓柱體、長方體、環(huán)形體，固體儲熱容器外壁設(shè)儲熱介質(zhì)流通孔洞，便于傳熱介質(zhì)流通，孔洞直徑以小于所選擇的最小固體儲熱介質(zhì)體積為限；或選擇中國專利201110262876.X和201510033477.4所述一體化換熱儲熱蒸發(fā)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計。

選擇太陽能和生物質(zhì)能互補(bǔ)是源于可再生能源普遍存在不穩(wěn)定、不連續(xù)、能源密度低等客觀事實(shí)，只有通過優(yōu)勢互補(bǔ)、取長補(bǔ)短才能有效延長發(fā)電時數(shù)，在技術(shù)上創(chuàng)造和化石能源競爭的條件；實(shí)施互補(bǔ)技術(shù)會出現(xiàn)三種情況，一是光照充足時該裝置工作在太陽能超臨界布雷頓循環(huán)發(fā)電狀態(tài)；二是光照不足時開啟兩套布雷頓熱發(fā)電裝置，太陽熱能和生物質(zhì)能同時做功發(fā)電；三是關(guān)閉太陽能系統(tǒng)，依托生物質(zhì)能帶動兩套裝置同時發(fā)電。

5、所述多模槽式太陽能熱發(fā)電裝置包括拋物槽聚光陣列、儲熱罐，儲熱傳熱工質(zhì)，電力加熱裝置，傳輸管線；布雷頓動力發(fā)電裝置，動力工質(zhì)，壓氣機(jī)，壓力泵，蒸發(fā)器，補(bǔ)熱器，霧化混合器，燃燒室，補(bǔ)氧窗口或空氣進(jìn)口；冷凝器，空氣冷卻裝置，儲氣罐，生物質(zhì)氣發(fā)生裝置，汽水分離裝置，有機(jī)郎肯發(fā)電裝置，聚光陣列跟蹤和發(fā)電控制裝置，主要特征在于：拋物槽聚光陣列通過傳輸管線連接太陽能供給側(cè)單罐儲熱罐進(jìn)口，太陽能供給側(cè)儲熱罐出口連接壓力泵，壓力泵出口連接拋物槽聚光陣列進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)；儲熱罐發(fā)電側(cè)出口連接蒸發(fā)器進(jìn)口，蒸發(fā)器出口連接壓力泵進(jìn)口，其出口連接儲熱罐發(fā)電側(cè)進(jìn)口，構(gòu)成動力換熱循環(huán)；蒸發(fā)器動力測出口連接布雷頓動力發(fā)電裝置的渦輪機(jī)進(jìn)氣口，渦輪機(jī)出氣口連接補(bǔ)熱器進(jìn)口，補(bǔ)熱器出口連接冷凝器進(jìn)口，冷凝器出口連接汽水分離裝置進(jìn)口，汽水分離裝置氣體出口連接壓氣機(jī)進(jìn)口；汽水分離裝置冷凝液出口連接壓力泵進(jìn)口，壓力泵出口連接霧化混合器進(jìn)口，霧化混合器出口連接蒸發(fā)器進(jìn)口；壓氣機(jī)輸出端連接補(bǔ)熱器補(bǔ)熱端進(jìn)口，補(bǔ)熱器出口連接霧化混合器混合端進(jìn)口；冷凝液在霧化混合器霧化后和補(bǔ)熱器輸入的高溫動力工質(zhì)混合進(jìn)入渦輪機(jī)；燃燒室同時輸入燃?xì)夂脱鯕饣蚩諝?，燃燒的高溫烷烴類氣體與高溫動力工質(zhì)氣體再混合共同驅(qū)動渦輪透平做功發(fā)電，同時帶動壓氣機(jī)將冷凝的動力工質(zhì)加壓，完成布雷頓循環(huán)動力發(fā)電；燃燒室分別連接補(bǔ)氧窗口或空氣進(jìn)口以及儲氣罐，儲氣罐連接生物質(zhì)氣發(fā)生裝置；經(jīng)冷凝器排出的乏氣組分主要是經(jīng)太陽能對生物質(zhì)氣、二氧化碳?xì)夂退魵饣瘜W(xué)重整后的產(chǎn)物，為二氧化碳?xì)夂退幕旌象w，通過汽水分離裝置分離出含二氧化碳的氣體也即動力工質(zhì)氣體重新進(jìn)入壓氣機(jī)再循環(huán)；分離的冷凝液則經(jīng)壓力泵送入霧化混合器霧化后與高溫高壓二氧化碳?xì)饣旌陷斎胝舭l(fā)器；多余的二氧化碳?xì)馐占倮谩?/p>

1)所述儲熱罐其內(nèi)部設(shè)置固體儲熱裝置，以增加儲熱密度和容量；儲熱罐內(nèi)設(shè)置陶瓷蜂窩固體儲熱裝置；固體儲熱介質(zhì)及容器可減少導(dǎo)熱油或熔鹽使用量，并提高儲熱效率；固體儲熱介質(zhì)或選擇玻璃、陶瓷、石墨、水泥塊、花崗巖、玄武巖、火成巖、石英巖、金屬冶煉廢渣、回收廢舊鋁、硅制品或經(jīng)混合兼具比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)良好的固體儲熱介質(zhì)，放置在固體儲熱容器內(nèi)；固體儲熱容器采用特種陶瓷或耐腐蝕金屬材料制作，為圓柱體、長方體、環(huán)形體，固體儲熱容器外壁設(shè)傳熱介質(zhì)流通孔洞，便于傳熱介質(zhì)流通，孔洞直徑以小于所選擇的最小固體儲熱介質(zhì)為限；

2)所述動力工質(zhì)為烷烴類氣體如生物質(zhì)氣化氣、沼氣、煤制氣、天然氣、可燃冰氣、液化石油氣；或醇類燃料如甲醇、乙醇、二甲醚；

3)所述冷凝器連接汽水分離裝置一端設(shè)置二氧化碳?xì)獬隹?，以便連接輸出管道回收再利用。

本模式最大特點(diǎn)是不需要為裝置補(bǔ)水，也不需要水進(jìn)行冷凝散熱，由此克服傳統(tǒng)槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)耗水大的弊端，同時實(shí)現(xiàn)無碳排放。

本發(fā)明新穎之處在于，可根據(jù)自然環(huán)境特點(diǎn)充分發(fā)揮槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢，從根本上解決傳統(tǒng)槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)構(gòu)造復(fù)雜，初始投資成本高的問題，特別是通過多能互補(bǔ)延長發(fā)電時數(shù)，減少寄生損耗，大幅度提高生存能力和環(huán)境適應(yīng)性；本發(fā)明還為投資人提供更多選擇，投資人可根據(jù)地方特點(diǎn)和比較優(yōu)勢選擇其中一種模式或?qū)Σ煌Ｊ竭M(jìn)行優(yōu)化組合。本發(fā)明同樣適合塔式和菲涅爾太陽能熱發(fā)電站。

附圖說明

圖1是本發(fā)明槽式太陽能燃?xì)饣パa(bǔ)雙罐儲熱朗肯蒸汽發(fā)電示意圖

圖2是本發(fā)明槽式太陽能燃?xì)饣パa(bǔ)雙罐儲熱布雷頓發(fā)電示意圖

圖3是本發(fā)明槽式太陽能燃?xì)饣パa(bǔ)單罐儲熱有機(jī)朗肯發(fā)電示意圖

圖4是本發(fā)明槽式太陽能燃?xì)饣パa(bǔ)空氣布雷頓熱發(fā)電示意圖

圖5是本發(fā)明槽式太陽能燃?xì)饣パa(bǔ)布雷頓熱發(fā)電示意圖

圖6是本發(fā)明槽式太陽能燃?xì)舛趸贾卣祭最D熱發(fā)電示意圖

其中：1拋物槽聚光陣列、2儲熱裝置熱罐和冷罐、3開式燃?xì)獠祭最D發(fā)電補(bǔ)熱裝置、4轉(zhuǎn)換閥、5壓力泵、6蒸發(fā)器、7傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器；8冷凝器或空氣冷卻裝置，9動力發(fā)電機(jī)組、10渦輪機(jī)、11燃燒室、12壓氣機(jī)、13補(bǔ)熱器、14換熱器、15補(bǔ)氣窗口或空氣進(jìn)口、16儲氣罐、17生物質(zhì)氣發(fā)生裝置、18汽水分離裝置、19有機(jī)郎肯熱發(fā)電裝置、20霧化混合器、21電力加熱裝置

具體實(shí)施方式

方案1

拋物槽聚光陣列1通過傳輸管線和轉(zhuǎn)換閥4連接設(shè)置在開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電補(bǔ)熱裝置3余熱排氣管道內(nèi)的傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器7進(jìn)口；轉(zhuǎn)換閥4另一端和傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器7出口同時連接儲熱罐熱罐2進(jìn)口，儲熱罐熱罐2出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，蒸發(fā)器6出口連接儲熱罐冷罐2進(jìn)口，出口連接壓力泵5，壓力泵5出口連接拋物槽聚光陣列1進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)；蒸發(fā)器6另一端出口連接動力發(fā)電機(jī)組9渦輪機(jī)10進(jìn)氣口；渦輪機(jī)10出氣口連接冷凝器8，冷凝器8出口連接壓力泵5，或經(jīng)汽水分離裝置18連接壓力泵5，壓力泵5輸出端連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，構(gòu)成完整的熱發(fā)電循環(huán)。

方案2

拋物槽聚光陣列1通過傳輸管線和轉(zhuǎn)換閥4連接設(shè)置在開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電補(bǔ)熱裝置3余熱排氣管道內(nèi)的傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器7進(jìn)口；轉(zhuǎn)換閥4另一端和傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器7出口同時連接儲熱罐熱罐2進(jìn)口，儲熱罐熱罐2出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，蒸發(fā)器6出口連接儲熱罐冷罐2進(jìn)口，出口連接壓力泵5，壓力泵5出口連接拋物槽聚光陣列1進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)；蒸發(fā)器6另一端出口連接閉式超臨界布雷頓循環(huán)動力渦輪機(jī)10進(jìn)氣口；渦輪機(jī)10出氣口連接補(bǔ)熱器13進(jìn)口，出口連接冷凝器8進(jìn)口，冷凝器8出口連接壓氣機(jī)12進(jìn)口，壓氣機(jī)12出口連接另一端補(bǔ)熱器7進(jìn)口，補(bǔ)熱器7出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，構(gòu)成完整的閉式超臨界布雷頓動力發(fā)電循環(huán)。

方案3

拋物槽聚光陣列1通過傳輸管線和轉(zhuǎn)換閥4連接設(shè)置在開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電補(bǔ)熱裝置3余熱排氣管道內(nèi)的傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器7進(jìn)口；轉(zhuǎn)換閥4另一端和傳熱介質(zhì)補(bǔ)熱器7出口同時連接高溫段儲熱罐2進(jìn)口，高溫段儲熱罐2出口連接換熱器14進(jìn)口，換熱器14出口連接儲熱罐2冷段進(jìn)口，儲熱罐2冷段另一出口連接壓力泵5進(jìn)口，壓力泵5出口連接拋物槽聚光陣列1進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)；換熱器14另一端出口連接開式高溫空氣布雷頓渦輪機(jī)10進(jìn)氣口；渦輪機(jī)10出氣口連接補(bǔ)熱器7進(jìn)口，對面出口為氣體排放口；補(bǔ)熱器7另一邊進(jìn)口為氧氣或空氣進(jìn)口15，補(bǔ)熱器7出口連接壓氣機(jī)12進(jìn)口，壓氣機(jī)12出口連接換熱器14進(jìn)口，構(gòu)成完整的開式高溫空氣布雷頓動力發(fā)電循環(huán)；電力加熱裝置設(shè)置在儲熱罐中，接收來自風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、水電等無法進(jìn)入電網(wǎng)的棄電，或者電網(wǎng)過載電力、甚至低谷電，以替代開式燃?xì)獠祭最D發(fā)電補(bǔ)熱裝置為儲熱罐補(bǔ)熱。

方案4

拋物槽聚光陣列1通過傳輸管線連接太陽能供給側(cè)單罐儲熱罐2進(jìn)口，太陽能供給側(cè)儲熱罐2出口連接壓力泵5，壓力泵5出口連接拋物槽聚光陣列1進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)；儲熱罐2發(fā)電側(cè)出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，蒸發(fā)器6出口連接壓力泵5進(jìn)口，出口連接儲熱罐2發(fā)電側(cè)進(jìn)口，構(gòu)成動力換熱蒸發(fā)循環(huán)；蒸發(fā)器6設(shè)置在儲熱罐2內(nèi)，其一端為動力循環(huán)發(fā)電側(cè)進(jìn)出口，蒸發(fā)器6出口連接動力渦輪機(jī)10進(jìn)氣口，渦輪機(jī)10出氣口連接補(bǔ)熱器13進(jìn)口，出口連接冷凝器8進(jìn)口，冷凝器8出口連接壓氣機(jī)12進(jìn)口，壓氣機(jī)12出口連接補(bǔ)熱器13另一端進(jìn)口，補(bǔ)熱器13出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，構(gòu)成完整的超臨界布雷頓熱發(fā)電循環(huán)；另一組開式燃?xì)獠祭最D熱發(fā)電裝置或使其成為同軸、具有兩組渦輪機(jī)和壓氣機(jī)的新型布雷頓熱發(fā)電裝置；開式布雷頓循環(huán)熱發(fā)電排氣端出口連接單罐儲熱罐2專門設(shè)置的傳熱管道，為儲熱罐2補(bǔ)熱；兩套布雷頓發(fā)電裝置可同時聯(lián)合運(yùn)行發(fā)電，或根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)運(yùn)行；為實(shí)現(xiàn)熱能梯級利用，在冷凝器8冷凝一側(cè)的進(jìn)出口端連接有機(jī)郎肯熱發(fā)電裝置19，進(jìn)一步提高系統(tǒng)熱利用效率；或設(shè)置空氣冷卻裝置。

方案5

拋物槽聚光陣列1通過傳輸管線連接太陽能供給側(cè)單罐儲熱罐2進(jìn)口，太陽能供給側(cè)儲熱罐2出口連接壓力泵5，壓力泵5出口連接拋物槽聚光陣列1進(jìn)口，構(gòu)成太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)；儲熱罐2發(fā)電側(cè)出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，蒸發(fā)器6出口連接壓力泵5進(jìn)口，其出口連接儲熱罐2發(fā)電側(cè)進(jìn)口，構(gòu)成動力換熱循環(huán)；蒸發(fā)器6動力測出口連接布雷頓動力發(fā)電裝置的渦輪機(jī)10進(jìn)氣口，渦輪機(jī)10出氣口連接補(bǔ)熱器7進(jìn)口，補(bǔ)熱器7出口連接冷凝器8進(jìn)口，冷凝器8出口連接汽水分離裝置18進(jìn)口，汽水分離裝置18氣體出口連接壓氣機(jī)12進(jìn)口；汽水分離裝置18冷凝液出口連接霧化混合器20進(jìn)口，霧化混合器20出口連接蒸發(fā)器6進(jìn)口，壓氣機(jī)12輸出端連接補(bǔ)熱器13補(bǔ)熱端進(jìn)口，補(bǔ)熱器13出口連接霧化混合器20混合端進(jìn)口；在霧化混合器20和補(bǔ)熱器13輸出的高溫動力工質(zhì)混合進(jìn)入渦輪機(jī)10；燃燒室11同時輸入燃?xì)夂脱鯕饣蚩諝?，燃燒的高溫烷烴類氣體與高溫動力工質(zhì)氣體再混合共同驅(qū)動渦輪透平10做功發(fā)電，同時帶動壓氣機(jī)12將冷凝的動力工質(zhì)加壓，完成布雷頓循環(huán)動力發(fā)電；燃燒室11連接儲氣罐16，儲氣罐16連接生物質(zhì)氣發(fā)生裝置17；經(jīng)冷凝器8排出的乏氣組分主要是經(jīng)太陽能對生物質(zhì)氣和水蒸氣化學(xué)重整后的產(chǎn)物，為二氧化碳?xì)夂退幕旌象w，通過汽水分離裝置18分離出含二氧化碳的氣體也即動力工質(zhì)氣體重新進(jìn)入壓氣機(jī)12再循環(huán)；分離的冷凝液則經(jīng)壓力泵5送入霧化混合器20霧化后與高溫高壓二氧化碳?xì)饣旌陷斎胝舭l(fā)器6；多余的二氧化碳?xì)馐占倮谩?/p>

以上僅為本發(fā)明具體實(shí)施例，并不限于本發(fā)明。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明構(gòu)思在上述基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或重新組合得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。