[发明专利]一种耦合温差发电的布雷顿循环发电系统及运行方法

权利要求书

1.一种耦合温差发电的布雷顿循环发电系统的运行方法，该系统包括温差发电系统(1)、蓄电池(2)、压缩机(3)、回热加热器(4)、高温热源(5)、分流阀(6)、透平(7)、发电机(8)、汇集三通阀(9)和冷却器(10)；

高温热源(5)的出口端连接分流阀(6)的入口端，分流阀(6)将进入温差发电系统(1)的高温工质分离出来，并从分流阀(6)的第一出口(6.1)送至温差发电系统(1)的入口端，温差发电系统(1)的出口端连接汇集三通阀(9)的第二入口(9.2)，温差发电系统(1)的低温侧通入冷却水冷却，冷却水流向与高温工质流向相反，在温差发电系统(1)内部形成温差并产生电流，产生的电能储存在蓄电池(2)中；

分流阀(6)的第二出口(6.2)连接透平(7)的进口端，透平(7)的出口端连接汇集三通阀(9)的第一入口(9.1)，透平(7)用于带动发电机(8)产生电能，汇集三通阀(9)出口连接回热加热器(4)高温侧入口端，回热加热器(4)用于回收透平(7)与温差发电系统(1)排出工质的余热，加热压缩机(3)出口工质，回热加热器(4)高温侧出口端连接冷却器(10)入口端，冷却器用于冷却工质，减小压缩机耗功，冷却器(10)出口端连接压缩机(3)入口端，压缩机(3)用于提高工质压力，压缩机(3)出口端连接回热加热器(4)低温侧入口端，回热加热器(4)低温侧出口端连接高温热源(5)入口端；

所述温差发电系统(1)采用半导体温差发电系统，半导体温差发电系统利用塞贝克效应，利用温差在半导体中直接产生电动势，将热能转换为电能，具有响应快的优点；

其特征在于：所述的耦合温差发电的布雷顿循环发电系统的运行方法，还包括三种运行方式：(一)、在较低负荷需求条件下，利用高温热源(5)加热少量循环工质，停用布雷顿循环透平(7)和回热加热器(4)，利用温差发电系统(1)输出少量电能；(二)、中高负荷需求条件下，单独启用布雷顿循环，利用工质推动透平(7)带动发电机(8)发电；(三)、在有变负荷需求时，同时启用温差发电系统(1)和布雷顿循环系统发电，当负荷需求波动变化时，通过改变分流阀(6)开度，改变流入温差发电系统(1)的工质流量，利用温差发电系统(1)的快速响应特性，实现循环功率的快速变化；

通过温差发电和布雷顿循环发电的三种运行方式灵活切换，实现系统全工况自适应灵活运行；在较低负荷需求下，系统维持在运行方式(一)，分流阀(6)仅开启第一出口(6.1)，控制高温工质流入温差发电系统(1)进行发电；当负荷需求上升，温差发电系统输出功率无法满足外界需要时，开启分流阀(6)的第二出口(6.2)，控制高温工质流入透平(7)，带动发电机(8)发电；当外界负荷需求稳定后，逐渐关闭分流阀(6)的第一出口(6.1)，进一步加大分流阀(6)的第二出口(6.2)的开度，将流入温差发电系统(1)的工质流量转移至透平(7)所在布雷顿循环回路中，系统维持在运行方式(二)，使发电机(8)承载外界稳定负荷；部分开启分流阀(6)的第一出口(6.1)开度，维持温差发电系统(1)一定输出，系统维持在运行方式(三)，当系统有增负荷需求时，通过开大分流阀(6)的第一出口(6.1)开度，快速增加温差发电系统(1)的输出功率；当系统有降负荷需求时，通过减小分流阀(6)的第一出口(6.1)开度，快速减少温差发电系统(1)的输出功率，实现变负荷系统快速灵活调节。