[发明专利]太阳能燃气互补联合风电制备合成气循环热发电装置

摘要

本发明太阳能燃气互补联合风电制备合成气循环热发电装置充分利用太阳能燃气互补超临界二氧化碳热发电排出的水和二氧化碳气进行合成气制备，同时利用无法进入电网的风电或光伏电力对系统产生的水进行电解制氢，其中氢气与系统排出的二氧化碳气重整制备合成气，而氧气用于超临界二氧化碳热发电机组中对天然气或合成气助燃，既保证超临界二氧化碳热发电系统高效运行，也可减少对化石能源天然气的使用。本装置在提高太阳能热发电生存和环境适应能力的基础上，努力使太阳能热发电成为我国可靠的电网基荷电源。该发明属太阳能热发电和高温热化学跨学科技术领域。

主权项

1.所述太阳能燃气互补联合风电制备合成气循环热发电装置包括塔式太阳能固体粒子聚光系统、固体粒子传热介质、安放固体传热介质的储热罐、经改进的固体粒子流化床换热器、气体三通阀、以及二氧化碳气体传热管道，用于电解制氢的风力发电机或光伏发电站；半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电系统，电解制氢设备，甲烷化合成气制备装置，冷凝和汽水分离装置，储气柜、储水罐、二氧化碳气包，压力泵，其特征在于：来自于半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电系统经过加压的二氧化碳气通过传热管道进入塔式太阳能固体粒子聚光系统的流化床换热器进行高温换热，经高温换热的二氧化碳气和来自燃烧室的天然气与氧气混合燃烧的高温气体共同进入半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电系统涡轮透平做功，经涡轮透平做功排出的混合气体经回热器进入冷凝器，冷凝产生的混合物进入汽水分离装置，分离出的水进入储水罐，分离出的二氧化碳气进入半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电系统中的压气机，经压气机提升压力后的二氧化碳气经回热器换热后再次进入塔式太阳能固体粒子聚光接收系统中设置的流化床换热器进口，实现半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电；储水罐一端连接压力泵，压力泵出口连接电解制氢装置进行电解，制取的氧气通过气体管道输送燃烧室；制取的氢气通过气体管道连接甲烷化合成气制备装置，与来自二氧化碳气包的二氧化碳气进行合成气制备，经甲烷化合成气制备的合成气进入储气柜，储气柜另一进口连接天然气输送管道；储气柜出口连接燃烧室，输送天然气或合成气，或两者的混合气体；电解制氢装置接收来自风电和光伏被弃电力，或电网负载过剩电力；/n1)所述塔式太阳能固体粒子聚光系统包括设置在接收塔顶端的陶瓷接收器，固体粒子传热介质，固体粒子输送装置，高温固体粒子储藏室，固体粒子流化床换热器，固体粒子储藏室，定日镜聚光阵列；/n2)所述固体粒子传热介质选择陶瓷、花岗岩、玄武岩、火成岩、石英岩经粉碎球磨成细微颗粒的一种或混合物；或回收的具有较高导热系数的金属粉尘；或经球磨的燃煤电厂废弃物粉煤灰、或水泥粉料；/n3)所述半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电系统包括涡轮透平、燃烧室、回热器、压气机、冷凝器、汽水分离装置、二氧化碳气包、储水罐；发电机组；控制系统。/n